[发明专利]一种基于颗粒掺混的高温固体散料间接传热强化方法

说明书

本发明提供一种基于颗粒掺混的高温固体散料间接传热强化方法，属于工业节能减排技术领域。该方法利用绕水平横轴旋转的掺混装置，在散料间接换热器中构建了基于颗粒掺混的高效换热体系：高温颗粒作为热载体，通过水平迁移，将自身的热量直接“运送”到换热管表面，换热管周围的低温颗粒可与远离换热管的高温颗粒发生掺混与换热，使得低温颗粒温度上升，可再次作为热载体进行热量“运送”。该方法涉及的掺混装置由水平轴以及轴上的扭转型叶片组成。叶片的设计是基于犁体曲面原理，在旋转过程中可使颗粒发生水平迁移。本发明原理巧妙，可操作性强，解决了固体散料间接换热器内散料侧导热热阻过大造成的热效率低等问题。

技术领域

本发明涉及工业节能减排技术领域，特别是指一种基于颗粒掺混的高温固体散料间接传热强化方法。

背景技术

我国建材、冶金等行业每年产生的高温固体散料量大于45亿吨，其携带总热量折合标准煤约1亿吨，具有极大的余热回收价值。目前的余热回收技术分为直接换热和间接换热两种形式。

直接换热时，冷却介质多采用水或者空气，通过外部装置使高温固体散料和冷却介质直接接触来进行换热，从而使冷热介质充分接触(换热面积大)，能够较好地回收高温物料的余热。但该方法不适用于某些可以与空气中成分发生反应的固体散料，并且换热介质和散料直接接触换热后会含有大量杂质，回收的热量不能直接利用。相比之下，间接换热器因可获得干净余热资源而备受关注，但换热效率低阻碍了散料余热的高效回收。

高温固体散料间接换热器热效率低的原因在于：散料侧颗粒之间是点与点的接触，换热热阻大，远离换热管的颗粒很难将热量传递到换热管表面，降低了热回收效率。

因此，亟需开发一种基于颗粒掺混的高温固体散料间接传热强化方法，以突破散料余热高效回收利用瓶颈。

发明内容

本发明针对高温固体散料余热回收难、效率低等问题，提供一种基于颗粒掺混的高温固体散料间接传热强化方法。

该方法在间接换热器内，固体散料在掺混装置的作用下发生水平迁移，并作为热载体将自身的热量直接运送到换热管表面，避免了热量在颗粒之间依次传递造成的巨大接触热阻，换热管周围的低温颗粒在掺混装置的作用下离开换热管表面，与高温颗粒发生掺混；掺混过程中，低温颗粒与周围高温颗粒进行换热并升温，升温后的颗粒再次作为热载体进行热量运送。

其中，掺混装置由水平横轴以及轴上的扭转型叶片组成，叶片基于犁体曲面的原理设计，每一根水平横轴上设置不少于1个扭转型叶片，水平横轴能够旋转。

扭转型叶片结构的控制方程为y²＝2px，其中，p为曲率，通过改变参数p，从而改变叶片弯曲角度，进而实现不同的掺混效果。

对于具有相同曲面结构的掺混装置，通过改变旋转速度调节掺混强度。

在相同旋转角度时，减小转速有利于提高掺混度。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，该方法原理巧妙，易操作，实现了高温颗粒与换热管的直接接触换热，提高了传热效率，适用于钒钛矿、锻白等各类高温散料余热回收过程，解决了散料间接换热器的散料侧热阻大、热效率低等问题。

附图说明

图1为本发明的基于颗粒掺混的高温固体散料间接传热强化方法涉及装置结构示意图。

其中：1-间接换热器；2-换热管；3-水平横轴；4-扭转型叶片。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对散料间接换热器的散料侧热阻大、热效率低等问题，提供一种基于颗粒掺混的高温固体散料间接传热强化方法。