逆流氣-固直接接觸換熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種逆流氣?固直接接觸換熱器，包括用于進(jìn)行氣固換熱的垂直通道，氣體進(jìn)口設(shè)置于垂直通道下方或底部，固體顆粒進(jìn)口設(shè)置于垂直通道上方或頂部，氣體出口設(shè)置于垂直通道上方側(cè)壁，固體顆粒通過包括至少一個(gè)布料元件的顆粒分布器進(jìn)入垂直通道內(nèi)，一個(gè)布料元件承擔(dān)0.1?0.3m2垂直通道橫截面面積；布料元件的顆粒流量可通過充氣量調(diào)節(jié)。該逆流氣?固直接接觸換熱器保證了氣固之間的均勻接觸，且設(shè)備體積較小，適于工業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
【專利說明】
逆流氣-固直接接觸換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型是一種氣-固換熱器，特別是一種逆流氣-固(顆粒)直接接觸換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前從高溫氣體中回收熱能多采用金屬受熱面間接換熱，設(shè)備投資大，傳熱效果差，當(dāng)氣體溫度較高時(shí)，往往需要采用昂貴的合金鋼。
[0003]現(xiàn)有氣-固換熱設(shè)備分為蓄熱式和回轉(zhuǎn)筒式兩類:蓄熱式換熱器為非連續(xù)換熱，最后仍需將熱能傳遞至氣體；回轉(zhuǎn)筒式換熱器采用交叉流換熱將熱量傳遞給顆粒，該方式不但傳熱效果不甚理想且設(shè)備龐大。
[0004]基于上述問題，技術(shù)人員試圖開發(fā)逆流氣-固(顆粒)直接換熱器，也就是使高溫氣流自下而上流動，冷顆粒則自上而下流動，氣固直接接觸，氣體逐漸被降溫，而顆粒不斷被加熱。
[0005]如果氣固之間良好接觸，逆流換熱傳熱效果會非常好;許多廉價(jià)的顆粒耐火程度高，顆粒終點(diǎn)溫度可以很高;顆粒直接換熱即使高溫?zé)煔庵泻幸仔纬烧次鄣某煞謺r(shí)亦與不會影響運(yùn)行，因此，技術(shù)人員在在小尺度實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行過研究，但一直沒有在大尺度設(shè)備上成功應(yīng)用的先例，其最大困難是如何保證氣固之間的均勻接觸。
[0006]氣體和固體顆粒都有著很強(qiáng)的自我聚合性，一旦氣體或固體顆粒聚合就很難將它們再分散，而氣體和顆粒的良好接觸是良好換熱的基本條件。因此，亟需提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)均勻分散、且能夠?qū)⒉痪鶆蛘{(diào)整為均勻的逆流氣-固直接接觸換熱器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型提供一種逆流氣-固直接接觸換熱器，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)無法保證氣固之間均勻接觸的問題。
[0008]本實(shí)用新型的具體技術(shù)解決方案如下:
[0009]該逆流氣-固直接接觸換熱器，包括用于進(jìn)行氣固換熱的垂直通道，氣體進(jìn)口設(shè)置于垂直通道下方或底部，固體顆粒進(jìn)口設(shè)置于垂直通道上方或頂部，氣體出口設(shè)置于垂直通道上方側(cè)壁，所述固體顆粒通過包括至少一個(gè)布料元件的顆粒分布器進(jìn)入垂直通道內(nèi)，一個(gè)布料元件承擔(dān)0.1-0.3m2垂直通道橫截面面積;所述布料元件的顆粒流量可通過充氣量調(diào)節(jié)。
[0010]上述布料元件包括依次連接的垂直小管、直角彎、水平小管和垂直管，垂直管上口排出經(jīng)垂直小管通道充入的氣體，垂直管下口設(shè)置有分布傘，其中垂直小管上設(shè)置有孔徑為l-3mm的充氣孔，充氣孔高度設(shè)置在直角彎水平中心線上1.8-2.4倍管徑處;所述固體顆粒首先進(jìn)入垂直小管，后經(jīng)直角彎轉(zhuǎn)為水平流動，再經(jīng)垂直管下口設(shè)置的分布傘進(jìn)入換熱器的垂直通道內(nèi)。
[0011]上述垂直通道的橫截面為圓形或長寬比大于3的長方形。
[0012]上述氣體出口為3個(gè)或3個(gè)以上;各氣體出口對應(yīng)一組布料元件。
[0013]上述垂直通道的橫截面為圓形時(shí)，氣體出口均勻布置在垂直通道側(cè)壁上;所述各氣體出口處均設(shè)置有溫度檢測設(shè)備，依據(jù)出口間溫度差，調(diào)節(jié)所對應(yīng)元件組的顆粒流量;溫度偏高者，增加流量;溫度偏低者，減少流量。
[0014]上述垂直通道的橫截面為圓形時(shí)，氣體出口均勻布置在垂直通道側(cè)壁上;所述各氣體出口處均設(shè)置有溫度檢測設(shè)備依據(jù)出口間溫度差，調(diào)節(jié)所對應(yīng)元件組的顆粒流量;溫度偏高者，增加流量;溫度偏低者，減少流量。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016]該逆流氣-固直接接觸換熱器保證了氣固之間的均勻接觸，且設(shè)備體積較小，適于工業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0017]圖1為逆流氣-固直接接觸換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為布料元件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為圓形氣體出口與布料元件組示意圖；
[0020]圖4為矩形氣體出口與布料元件組示意圖；
[0021]附圖明細(xì)如下:
[0022]1-氣體；2-換熱器垂直通道;3-顆粒;4-顆粒分布器;5-物料;6_垂直小管；7_直角彎;8-充氣孔;9-垂直管；I O-垂直管上口； 11 -分布傘;12-顆粒倉;13-氣體出口。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本實(shí)用新型主要解決氣體和固體顆粒如何保證均勻分散、如何判斷分散程度又如何將不均勻調(diào)整為均勻的問題。所依據(jù)的原理是:固體顆粒吸收高溫氣體中的熱量，氣體在換熱器垂直通道內(nèi)自下而上流動，固體顆粒自上而下流動，在逆向流動過程中完成熱交換。
[0024]在氣體I向上，顆粒3下落的過程中，首先要保證最上端顆粒3的均勻分布，一般常用多孔分布器，對于粉料或粒徑小于100微米的顆粒較為合適，但對于逆流換熱而言，過細(xì)顆粒要求很低的上升速度，設(shè)備會很龐大;對于逆流換熱采用粒徑為0.5-1.4毫米的顆粒較為適宜，面對這種顆粒，孔徑太小，流動不暢;孔徑太大分布不勻;更重要的是多孔分布器調(diào)節(jié)性能差。
[0025]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案主要是采用調(diào)節(jié)性能優(yōu)異的折角管與分布傘11相結(jié)合的分布器，每個(gè)分布器元件可承擔(dān)0.1-0.3平方米區(qū)域的布料任務(wù)。氣流上升通道的橫截面為圓形或長寬比大于3的長方形，圓形通道氣體出口 13在周邊;長方形通道氣體出口在長度方向，出口被分為3個(gè)以上通道，相應(yīng)地布料元件也被分組。在氣體出口 13對應(yīng)裝設(shè)溫度計(jì)，各組之間的溫度差反映該組供給顆粒量的大小，通過調(diào)整供給量使換熱均勻。換熱器使用的顆粒真密度為1.8-2.5。
[0026]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳述:
[0027]逆流氣-固換熱器是用顆粒吸收高溫氣體中的熱量，氣體在換熱器垂直通道2內(nèi)自下而上流動，固體顆粒自上而下流動，在逆向流動過程中完成熱交換。在換熱器通道之上是顆粒分布器5，它是由多個(gè)折角管與分布傘11相結(jié)合的布料元件組成。
[0028]折角管與分布傘11相結(jié)合的布料元件如圖2所示，物料5首先進(jìn)入垂直小管6，然后經(jīng)直角彎7轉(zhuǎn)為水平流動，在高于水平中心線2倍管徑處有一孔徑為l-3mm的充氣孔8，管內(nèi)顆粒流量與充氣量大小有關(guān)。水平管另一端連接直徑略大的垂直管9，垂直管上口 10排出充入的氣體，下部為分布傘11，每一個(gè)布料兀件承擔(dān)0.1-0.3m2垂直通道橫截面積。在分布器上方是顆粒倉12。
[0029]換熱器垂直通道2的橫截面可以是圓形，也可以是長寬比大于3的長方形。圓形通道氣體出口在周邊均勻布置;長方形通道氣體出口在長度方向。為調(diào)整布料均勻程度，將氣體出口分成3個(gè)以上的分出口，布料元件也依對應(yīng)的出口分組。在出口處分別設(shè)置溫度計(jì)測量氣體溫度。氣溫偏高，說明從該區(qū)域落下的顆粒量偏少;氣溫偏低，說明從該區(qū)域落下的顆粒量偏多。每一組布料元件的充氣量由一個(gè)調(diào)節(jié)閥門控制，通過調(diào)節(jié)充氣量調(diào)節(jié)顆粒流量，以實(shí)現(xiàn)換熱均勻。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種逆流氣-固直接接觸換熱器，包括用于進(jìn)行氣固換熱的垂直通道，氣體進(jìn)口設(shè)置于垂直通道下方或底部，固體顆粒進(jìn)口設(shè)置于垂直通道上方或頂部，氣體出口設(shè)置于垂直通道上方側(cè)壁，其特征在于:所述固體顆粒通過包括至少一個(gè)布料元件的顆粒分布器進(jìn)入垂直通道內(nèi)，一個(gè)布料元件承擔(dān)0.1-0.3m2垂直通道橫截面面積;所述布料元件的顆粒流量可通過充氣量調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆流氣-固直接接觸換熱器，其特征在于:所述布料元件包括依次連接的垂直小管、直角彎、水平小管和垂直管，垂直管上口排出經(jīng)垂直小管通道充入的氣體，垂直管下口設(shè)置有分布傘，其中垂直小管上設(shè)置有孔徑為l_3mm的充氣孔，充氣孔高度設(shè)置在直角彎水平中心線上1.8-2.4倍管徑處;所述固體顆粒首先進(jìn)入垂直小管，后經(jīng)直角彎轉(zhuǎn)為水平流動，再經(jīng)垂直管下口設(shè)置的分布傘進(jìn)入換熱器的垂直通道內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆流氣-固直接接觸換熱器，其特征在于:所述垂直通道的橫截面為圓形或長寬比大于3的長方形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆流氣-固直接接觸換熱器，其特征在于:所述氣體出口為3個(gè)或3個(gè)以上;各氣體出口對應(yīng)一組布料元件。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆流氣-固直接接觸換熱器，其特征在于:所述垂直通道的橫截面為圓形時(shí)，氣體出口均勻布置在垂直通道側(cè)壁上;所述各氣體出口處均設(shè)置有溫度檢測設(shè)備，依據(jù)出口間溫度差，調(diào)節(jié)所對應(yīng)元件組的顆粒流量;溫度偏高者，增加流量;溫度偏低者，減少流量。
【文檔編號】F28C3/12GK205593403SQ201620059350
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年1月21日
【發(fā)明人】霍奇志, 張 誠
【申請人】霍奇志, 張 誠