[发明专利]一种高温废气降温、余热回收方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及能源回收再利用领域，尤其涉及一种高温废气降温、余热回收方法及其装置。

背景技术

余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性的影响，在已投运的工业企业耗能装置中，在原始设计中未被合理利用的显热和潜热。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。

工业余热资源普遍存在，特别在钢铁、化工、石油、建材、轻工和食品等行业的生产过程中，都存在丰富的余热资源，所以充分利用余热资源是企业节能的主要内容之一。

在此大背景下，各种板式、热管式余热回收器如雨后春笋般从出不穷。但当前市场上许多余热回收器的热回收效率低，持续运行性差，即这些设备随着使用时间的延长，因无法彻底清洁热管，导致热管表面被污物包裹，逐步失去原有的热交换效果。

同时高温工业废气也需做净化处理，但因温度过高所以在作净化处理前需对高温废气进行降温才能满足净化设备的工作要求。而传统降温方式则是水喷淋或风冷等，设备体积大降温效率低，又会造成污水二次污染。

发明内容

本发明提供一种高温废气降温、余热回收方法，包括下述步骤：高温废气经气流通道与热交换单元筒的外壁相接触并放热，从而降温；导热媒介吸收热交换单元筒外壁传过来的热量，传热给内置于导热媒介中的金属管，金属管中的水被加热，热水回用。

本发明还提供一种高温废气降温、余热回收装置；该方法能快速、高效地降低工业高废气的排放温度，同时能大量提供热能转换后的副产品热水，为企业节能减排；该装置结构简单、降温效果好，热回收效率高，日常维护就如同清洗普通通风管道一样简单。

该装置的外壳为两端开口的空心结构，内置热交换单元筒，二者通过固定肋板连接；所述热交换单元筒亦为两端开口的空心结构，其外侧壁和内侧壁围成密闭储液腔，该储液腔内设有金属管盘绕与热交换单元筒的内侧壁；外壳的两端各为进气口或出气口；热交换单元筒将外壳围成的柱形空间分成内外两层；金属管的两端端头各穿过热交换单元筒的两端和外壳，为进水口和出水口；另设有管道穿过外壳与热交换单元筒的储液腔相连通，为灌液口。

储液腔内充有水或比热容低于水的液体作为导热媒介。

导热媒介可增快传热效率。

导热媒介的体积占储液腔的容积的12%-16%。

所述储液腔中有负压。

因为在出厂前将储液腔抽真空至负压1.3×10-1—1.3×10-4Pa，后充入导热媒介。

有负压后充入导热媒介，以减少储液腔内的空气，使导热媒介中的气泡减少，从而增快传热效率。

作为对本发明的进一步改进，外壳内放置有1个以上的直径逐次减小的热交换单元筒。

在本装置的外壳内形成多层气流，进一步增加工作时的换热面积，增强设备的换热效率。

外壳下侧设有维护孔，用活动盖板密封，便于对装置内部污物进行清理。

用法兰连接通风管道和本发明所述装置的一端。

当工业高温废气被收集后通过相关管路导引而进入该余热回收装置时，在中间热转换单元筒的作用下，高温废气自动流入内层气流通道与外层气流通道中，即与热转换单元筒的内外两面同时接触。热转换单元筒的主体即储液腔，内部充满具有超强热转换效率的导热媒介，当热转换单元筒的外壳与高温废气直接接触时，高温废气中的热量通过筒壳迅速传递到内部导热媒介中，使导热媒介温度急剧升高；而在导热媒介中包含有环型金属管，金属管内流动的是自来水，所以当导热媒介温度升高时即向其内部温度较低的环型金属管放热，将从高温废气中吸收的热量直接导入环形金属管，再经环形金属管传入管内的自来水中，使温度较低的自来水通过环形金属管吸收导热媒介中热量将其温度提高变成热水流出金属管。

此方法与装置主要功能为两点：余热回收利用及废气降温。利用导热效率高的导热媒介迅速从高温废气中吸收热量，而高温废气中的热量因大量被导热媒介所吸收，使其排放出的废气温度得到降低。直接采用流动性好的自来水做冷却水，利用环形金属管内的自来水吸收导热媒介中的热量，使自来水温度升高，则排放出的热水即可做生产用热水或职工生活用热水，节省企业的能源消耗。

    该方法与装置还可与工业仪器仪表及PLC控制系统配合使用，提高其自动化程度。

    本发明所述高温废气降温、余热回收方法及其回收装置的优点包括：

1）结构合理、高效、实用性强。