專利名稱：蜂窩陶瓷煙道氣換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種熱交換裝置，稱為換熱器，就是將爐、窯產(chǎn)生的煙道氣“廢熱”回收利用以提高燃料的熱效率，屬于爐窯熱交換的技術(shù)領(lǐng)域。
在化工、熱工等行業(yè)中歷來使用各種各樣的換熱器(或稱熱交換器、空氣預(yù)熱器等)，就其使用的介質(zhì)來分，有氣-氣換熱器、氣-液換熱器和液-液換熱器。這些換熱器大都用金屬材料制成，目的在于回收煙道氣中廢熱加以利用，減少能源消耗。但是我國目前10噸蒸汽/小時以下的鍋爐大多沒有配備換熱器，其原因是金屬換熱器體積大，設(shè)備易腐蝕，檢修麻煩，經(jīng)濟效益并不顯著。結(jié)果是從鍋爐排出的溫度在200-300℃不等的煙道氣余熱白自從煙囪散發(fā)掉，浪費能源。在現(xiàn)有技術(shù)中，也有利用非金屬材料制成換熱裝置的，如有些煉焦廠、煉鐵廠使用的儲熱室就是用格子磚制成換熱器，耐高溫，不腐蝕，經(jīng)久耐用，換熱效率也較高，但是其缺點是體積龐大，占用土地面積廣，投資大。經(jīng)檢索，現(xiàn)有技術(shù)有CN1115378A，CN2218918Y，CN2218357Y，CN2216672Y，CN2220628Y(多通道轉(zhuǎn)閥切換式換熱器)等熱交換器或預(yù)熱器，但對于采用蜂窩陶瓷體及換向裝置的熱交換器尚未見報道。
本實用新型的目的有二一是進一步提高換熱效率并縮小設(shè)備的體積，采用蜂窩陶瓷箱體吸收煙道氣熱能的新裝置，用于進入爐窯空氣的預(yù)熱；二是為了更有效地預(yù)熱空氣，采用熱氣流體換向裝置。
本實用新型的工作原理和內(nèi)容簡述如下爐窯燃燒料(煤、石油、天然氣等)排出的煙道氣體溫度雖高，但主要是二氧化碳等不可燃氣體，無助燃作用。只有通過熱交換器回收熱能用以預(yù)熱空氣然后再輸入爐膛助燃，從而提高用熱設(shè)備的熱效率，減少燃料消耗。本技術(shù)方案應(yīng)用這一原理，設(shè)計的裝置由以下部分組成兩個箱體，箱體內(nèi)各裝有蜂窩陶瓷體，兩個換向四通閥，換向四通閥的控制由換向電機及控制器組成。此外在連通的管路中還設(shè)有鼓風(fēng)機和引風(fēng)機以便輸送空氣和煙道氣。
當(dāng)熱煙道氣在引風(fēng)機帶動下進入裝有蜂窩陶瓷的一個箱體。由于蜂窩陶瓷體的表面積大，儲熱效率高，逐步把煙道氣的熱量吸儲于蜂窩體中，煙道氣經(jīng)冷卻再經(jīng)管道通入煙囪排出。換向四通閥的作用是在蜂窩陶瓷體吸儲熱量后四通閥改變方向，關(guān)閉通往煙囪的通道，開啟方向閥門將冷空氣鼓入已經(jīng)吸熱的蜂窩陶瓷箱體內(nèi)，使空氣加熱，然后將已預(yù)熱的空氣進入爐膛助燃。在第一個蜂窩陶瓷箱體將空氣加熱的同時，第二個蜂窩陶瓷箱體在換向四通閥的作用下開始從煙道氣中吸熱儲熱，待第一個蜂窩陶體冷卻時，四通閥又轉(zhuǎn)換方向把冷空氣引入第二個蜂窩陶瓷體加熱，然后將熱空氣鼓入爐窯助燃。如此反復(fù)更迭，不斷地從煙氣中吸取熱量轉(zhuǎn)換為冷空氣加溫、升溫。因此本實用新型蜂窩陶瓷煙氣換向換熱裝置主要由兩個蜂窩陶瓷箱體的兩臺受控的換向四通閥以及附屬的管道、引風(fēng)機、鼓風(fēng)機等構(gòu)成。
本實用新型與常見的金屬結(jié)構(gòu)的換熱器相比，具有以下優(yōu)點1、蜂窩陶瓷體幾何表面積大，從100-2000m2/m3不等，遠勝于金屬換熱器，因此該換熱器的體積小，重量輕，占地面積少。
2、本裝置換熱效率高，可達到60-90％，而且對高溫、中溫?zé)煹罋舛寄苓_到很高的換熱效率。
3、蜂窩陶瓷煙道氣換熱器耐高溫，抗腐蝕，而且質(zhì)地堅硬，抗氣流沖刷。
4、本裝置經(jīng)久耐用，修理更換元件容易。
5、動轉(zhuǎn)費用低，使用安全，造價低廉，適應(yīng)范圍廣。
本實用新型有1張附圖。


圖1蜂窩陶瓷煙道氣換熱器示意圖。圖中1、2為箱體；3為蜂窩陶瓷體；4、5為換向四通閥；6為換向電機；7為控制器；8為引風(fēng)機；9為鼓風(fēng)機。
以下結(jié)合附圖提供一個實施例。
當(dāng)兩個四通閥4，5的閥心MN處于
圖1中實線位置時，熱煙氣在引風(fēng)機8吸引下從四通閥5進入箱體2的下部，穿過箱體2中蜂窩陶瓷體3，并從四通閥4排至水幕除塵器再經(jīng)引風(fēng)機8從煙囪排往大氣中去。在熱煙氣穿過蜂窩陶瓷體3時，冷的蜂窩陶瓷體3吸收了煙氣的熱量，煙氣隨即逐漸降溫，而蜂窩陶瓷體3逐漸升溫并儲熱。當(dāng)設(shè)備運行一定時間，蜂窩陶瓷體3的溫度由下而上逐漸接近煙氣溫度。這一過程稱為蜂窩陶瓷體3的“吸熱”過程。此時空氣由鼓風(fēng)機9輸進四通閥4，經(jīng)箱體1的上部空間穿過該箱體內(nèi)蜂窩陶瓷體3，空氣吸收了蜂窩陶瓷體3在上一流程中儲有的煙氣熱能而變成助燃的熱空氣，經(jīng)四通閥5進入鍋爐膛或窯灶。隨著箱體1中蜂窩陶瓷體3不斷被空氣穿過而溫度逐漸降低，助燃空氣的溫度也隨之降低。這一過程稱為蜂窩陶瓷體的“放熱”過程。當(dāng)本裝置運行到選定時間時，兩個四通閥4，5同時換向，閥芯轉(zhuǎn)過90°，處于
圖1中虛線位置。此時，熱煙氣氣流和冷空氣氣流在兩個箱體1、2中流動方向正好與上一流程相反，箱體2變成“放熱”，箱體1變成“吸熱”。當(dāng)本裝置運行到選定時間時，兩個四通閥4、5又反向旋轉(zhuǎn)90℃，恢復(fù)到閥芯MN的原來位置。兩次換向所經(jīng)歷的時間為運轉(zhuǎn)一周期。如此反復(fù)運轉(zhuǎn)，反復(fù)“吸熱”、“放熱”相更迭而實現(xiàn)熱煙道氣與冷助燃空氣的熱交換。
本實施例在一個2噸蒸汽/小時鍋爐運行時，該蜂窩陶瓷煙道氣換熱器中的蜂窩陶瓷體3的裝載量在兩個箱體內(nèi)各為0.216m3，其表面積為500m2/m3，開孔率為66％，鼓風(fēng)機風(fēng)量為4012-7419m3/h，風(fēng)壓2014-1320Pa，入口空氣通過蜂窩陶瓷體預(yù)熱后其平均溫度提高100℃，直接從煙道氣中回收熱能占總耗的6％，節(jié)能效果比較顯著。
權(quán)利要求1.一種蜂窩陶瓷煙道氣換熱器，其特征在于該換熱器是由兩個裝有蜂窩陶瓷體的箱體、兩個換向四通閥及其控制器以及引風(fēng)機和鼓風(fēng)機構(gòu)成，箱體、四通閥、引風(fēng)機、鼓風(fēng)機之間有管道連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙道氣換熱器，其特征在于蜂窩陶瓷體的外表面積可達100-2000m2/m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙道氣換熱器，其特征在于換向四通閥的閥芯可正、反向旋轉(zhuǎn)90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙道氣換熱器，其特征在于由電機控制四通閥的換向閥芯。
專利摘要一種蜂窩陶瓷煙道氣換熱器,屬于鍋爐爐窯熱交換的技術(shù)領(lǐng)域。該換熱器由兩個裝有蜂窩陶瓷體的箱體,兩個換向四通閥及其控制器以及引風(fēng)機和鼓風(fēng)機構(gòu)成,其間有管道相連接。熱煙道氣流經(jīng)蜂窩陶瓷體吸儲熱能,供冷空氣加熱;冷空氣經(jīng)蜂窩陶瓷體加熱后進入爐膛助燃,達到節(jié)約能源目的。該換熱器換熱效率高,達到60—90%。該換熱器造價低廉,運轉(zhuǎn)費用低,適應(yīng)范圍廣,使用壽命長。
文檔編號F28C3/00GK2295183SQ9620759
公開日1998年10月21日 申請日期1996年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月11日
發(fā)明者賀兆旗, 何在鎮(zhèn), 吳海云, 路洪榮 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心