[其他]换向式陶瓷蜂窝体热交换器

说明书

本实用新型是一种应用于回收高温烟气余热的热交换器。

国内外的工业炉多采用金属换热器，如光滑管式、翅片管式等。它们的优点是气密性好，工作可靠，但体积较大，由于耐高温合金钢价格昂贵，所以多采用普通金属材料制造，不但空气予热温度低（400℃以下），而且不能回收高温烟气的余热。七十年代中期，美、英等国相继研制了一种用陶瓷蜂窝体做蓄热元件的回转式热交换器（简称热轮），用来回收高温烟气的余热。它具有体积小，空气予热温度高（600－800℃）及热回收率高（70－80％）等优点。但这种热交换器需用耐热合金钢制造，造价高。另外由于旋转，密封问题很难解决，漏气率高达20％以上工作条件恶劣，可靠性低，限制了这种热交换器的应用。

鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的是利用陶瓷蜂窝体换热面积大，承受高温，热工特性优良等优点，研制一种漏气率低、造价低、工作可靠、热效率高的热交换器。

本实用新型是一种以陶瓷蜂窝体为蓄热元件的热交换器，其特征在于热交换器的陶瓷蜂窝体固定不动，在其进出口两侧安装有换向机构。将蓄热元件回转为蓄热元件固定在不动的壳体内，并设置换向机构，采用弹性浮动密封，减少漏气，关键部位冷却，达到本实用新型目的。该实用新型由“”形联接管道〔1〕〔7〕、弹性浮动密封系统〔2〕换向阀板〔3〕〔6〕、“日”形壳体〔5〕、陶瓷蜂窝体〔4〕、以及换向驱动机构〔8〕等构成。换向阀板〔3〕〔6〕分别安装在壳体〔5〕和联接管道〔1〕〔7〕之间（如图1所示）。在空气－烟气，空气、烟气与大气之间采用弹性浮动密封系统〔2〕，定时自动启动换向驱动机构〔8〕，使换向阀板〔3〕与换向阀板〔6〕同步做往复直线运动，使烟气与空气交替通过“日”形壳体〔5〕中的A与B两部份陶瓷蜂窝体〔4〕，在其内进行热交换，以预热助燃空气的方式来达到余热回收的目的。

本实用新型的工作过程是（见图1）：高温烟气由“”形联接管道〔1〕的右半部通过热端换向阀板〔3〕的B₃孔进入“日”形壳体〔5〕的B部份中的陶瓷蜂窝体，将热量传给B部份中的陶瓷蜂窝体，然后经冷端换向阀板〔6〕的B₁孔进入冷端联接管道〔7〕的左半部。与此同时，冷空气由“”形联接管道〔7〕的右半部经冷端换向阀板〔6〕的A₃孔进入“日”形壳体〔5〕中的A部份陶瓷蜂窝体，并与之热交换加热空气，再经热端换向阀板〔3〕的A₁孔进入“”形联接管道〔1〕的左半部。定时启动驱动机构，将冷端换向阀板〔6〕与热端换向阀板〔3〕同时向左移动至A₂、B₂孔置于工作位置（A₁、B₁孔置于非工作位置）。此时热烟气从“”形联接管道〔1〕的右半部经热端换向阀板〔3〕的A₂孔进入“日”形壳体〔5〕中的A部份陶瓷蜂窝体，热交换后经冷端换向阀板〔6〕的A₃孔进入“”形联接管道〔7〕的左半部。冷空气从“”形联接管道〔7〕的右半部经冷端换向阀板〔6〕的B₂孔进入壳体〔5〕中的B部份陶瓷蜂窝体，被预热后经热端换向阀板〔3〕的B₃孔进入“”形联接管道〔1〕的左半部，一个热交换过程到此完成，然后如前所述进行第二个热交换过程，如此反复，实现空气与烟气的热交换。

本实用新型由于采用陶瓷蜂窝体做蓄热元件。可以用来回收800－1000℃的高温烟气的余热，空气预热温度可达700－900℃，热回收率在70％以上。由于采用换向机构，换向阀板〔3〕〔6〕为三孔平板结构，它与“”形联接管道〔1〕〔7〕及壳体〔5〕的联接采用弹性浮动密封系统〔2〕，该系统用弹簧、炭素复合材料等做密封元件，使之与换向阀板〔3〕〔6〕之间保持良好接触，由于炭素复合材料磨擦系数很小，并由弹簧将其压紧在接触面上，因而密封性能良好，漏风率可在5％以下。由于采用内侧绝热，并在壳体〔5〕、换向阀板〔3〕〔6〕、联接管道〔1〕〔7〕等关键部位冷却，使密封元件可靠工作。壳体〔5〕、联接管道〔1〕〔7〕等可用铸铁等廉价材料制造，换向阀板〔3〕〔6〕可用普通钢板焊接加工。由于采用逆流热交换方式，冷、热端两换向阀板〔6〕〔3〕的三孔位置不同（见图3；图5）可使气流均匀通过陶瓷蜂窝体〔4〕。使用该种热交换器，工业炉窑可节能30－50％，设备回收期约一年。

本实用新型有如下附图：

图1－为该装置结构及工作原理示意图；

图2－为该装置“”形联接管道〔1〕〔7〕的剖面简图；