一种管式炉尾气余热的回收利用装置的制作方法

1.本发明涉及余热回收利用技术领域，具体为一种管式炉尾气余热的回收利用装置。


背景技术：

2.管式炉主要运用于冶金，玻璃，热处理以及锂电正负极材料等行业，管式炉分为多种炉型，其中包括单管、双管、卧式、立式、单温区、双温区、三温区等。管式炉具有安全可靠、操作简单、控温精度高、保温效果好、温度范围大、炉膛温度均匀性高、温区多等特点。
3.管式炉的尾气中含有大量的热能，但是对于管式炉尾气的处理方式，一般是采取直接排放的方式，这不仅使尾气中含有的热能白白浪费，使得能量的利用率大大的降低，而且尾气中含有大量的粉尘，如果直接将尾气排放到空气，将会对空气造成严重污染。
4.通过将管式炉内的尾气引到干燥器中，利用尾气的余热干燥化工产品，替代干燥化工产品所用的热空气，大大的节约了能源。通过混入空气，并按照一定量的空气和净化后的尾气混合，使混合后尾气温度降低到干燥化工产品所需的温度，并进入化工产品干燥器进行干燥。
5.本装置在对尾气进行增压净化的过程中对周围的空气进行加热，利用增压过程中尾气的升温对空气进行加热，提高对尾气热能的利用，并且，通过加热后的空气与尾气进行混合，以此减少尾气与空气的比例，提高对尾气热能的利用率。
6.所以，人们需要一种管式炉尾气余热的回收利用装置来解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种管式炉尾气余热的回收利用装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种管式炉尾气余热的回收利用装置，该回收利用装置包括外壳，所述外壳内设置有换热组件、净化组件及混合组件，所述换热组件与净化组件管道连接，所述净化组件与混合组件管道连接，所述换热组件与管式炉管道连接，换热组件通过增压与空气进行热交换，所述净化组件通过范德华力增加颗粒的重量，净化组件对尾气中的颗粒进行去除，所述混合组件通过伯努利原理对尾气和空气进行混合。换热组件通过增压提高温度并对外壳内部的空气进行加热，使尾气余热可以充分利用，同时，换热组件在释放压力时，带有颗粒的尾气在净化组件中相互碰撞，并通过范德华力相互吸引在一起，减少微粒的存在，提高对颗粒的净化效果，混合组件将加热后的空气与尾气进行混合，对外壳内热空气进行利用的同时，降低尾气的热量，进而减少后续对尾气进行降温的处理。
9.作为优选技术方案，所述换热组件包括至少两组增压箱，至少两组所述增压箱上端管道连接；所述净化组件包括第一净化管，所述第一净化管下端设置有第二净化管；至少两组所述增压箱下端与第一净化管管道连接，所述第二净化管另一端与混合组件管道连
接。两组增压箱对管式炉排放出的尾气进行储存，并在内部压力达到设定值时，对尾气进行释放，使两组增压箱释放的尾气相互冲击，从而使尾气中的颗粒相互碰撞，从而使颗粒与颗粒之间达到范德华力产生的条件，从而使颗粒之间相互吸引，进而增加颗粒的重量，便于净化管对颗粒进行去除，第一净化管对大颗粒进行去除，第二净化管对第一净化管净化后的尾气进行二次净化，使尾气中残留的颗粒进行二次碰撞，提高对尾气中颗粒的去除效率，去除颗粒的尾气传输到混合组件中与空气进行混合，混合组件通过伯努利原理提高尾气与空气的混合效果，使空气与尾气混合均匀。
10.作为优选技术方案，至少两组所述增压箱下端均设置有传输管，至少两组所述传输管的另一端均与第一净化管上端固定，所述第一净化管下端设置有两组第一支管，两组所述第一支管之间设置有集中舱，两组第一支管的另一端与第二净化管管道连接。传输管靠近第一净化管的一端内部安装有压力阀，从而使两组增压箱中的气压增大，进而使尾气在释放时，可以使尾气中的颗粒获得更大的动能，释放出的尾气在第一净化管中的汇集并碰撞，两组第一支管将碰撞后的尾气及颗粒进行分割，使尾气带着颗粒在两组第一支管中流动，在第一净化管中部位置汇聚并碰撞的颗粒被分割后，沿着第一支管的管壁移动，第一支管与集中舱连通，当尾气移动到集中舱左右两侧的侧上方时，颗粒滑落到集中舱内部，实现颗粒与尾气的一次分离，经过一次分离的尾气进入到第二净化管中，进行二次分离。
11.作为优选技术方案，两组所述第一支管靠近第二净化管一端的管径小于靠近第一净化管一端的管径，所述第二净化管下端一侧设置有第二支管，所述第二支管的另一端与第二净化管的另一侧固定，第二支管的中部位置设置有出气口，第二支管上设置有第二集中舱，所述第二集中舱与第二支管连通。第一支管通过管径的收缩增加残留颗粒的移动动能，在第一支管中增加动能的颗粒在进入第二净化管后，在第二净化管的中部位置进行碰撞，并从第二支管的两端向第二直管的中部位置移动，在移动过程中滑落到第二集中舱内，实现颗粒与尾气的二次分离，提高对尾气的净化效果。
12.作为优选技术方案，所述外壳外侧设置有抽取泵，所述抽取泵一端与第二净化管管道连接，抽取泵另一端与混合箱管道连接；所述第一净化管上端设置有混合管；所述混合组件包括混合箱，所述混合箱上端一侧与抽取泵管道连接，混合箱上方与混合管的另一端管道连接，混合箱下端设置有出气管。抽取泵通过抽取第二净化管中的尾气，使第二净化管中的产生低压，进而使第一净化管产生低压，从而使第一净化管对碰撞后的颗粒产生吸引力，使颗粒往第一净化管内移动，并通过高压的喷射和低压的吸引增加颗粒的动能，混合管为尾气提供流动通道，当抽取泵往混合箱中灌输尾气时，尾气在混合管的出口处高速流动，带动混合管出口的空气流动，进而通过伯努利原理使混合管进口处的尾气往混合箱中缓慢流动，实现部分尾气缓慢进入到混合箱中，由于低压的吸引，使颗粒在第一净化管中与尾气分离，进而使流进混合管中的尾气为纯净尾气，混合箱对尾气和空气进行混合。
13.作为优选技术方案，所述混合箱内部上端一侧设置有导流块，混合箱中部位置远离导流块的一侧设置有回流块，混合箱内部下端设置有疏导块，所述导流块、回流块及疏导块远离混合箱内壁的一侧均为弧形端面，所述疏导块弧形端面上设置有若干组混合齿。导流块对抽取泵灌输的尾气和空气进行导流，使尾气以一定的角度冲击到回流块上，并沿着回流块的弧形端面进行流动，回流块听过弧形端面的设置，再次使尾气以另外的角度冲击到疏导块上，通过多次流动方向的更改，加速尾气与空气的混合效率，混合齿对疏导块表面
的尾气和空气进行分割，使尾气和空气冲击到混合齿上，并改变流动方向，进一步的加快混合速度。
14.作为优选技术方案，所述外壳内部位于增压箱下方设置有分隔板，所述分隔板将外壳内部空间分隔为加热空间、净化空间；至少两组所述增压箱均位于加热空间内，至少两组所述增压箱外部设置有螺纹槽，所述增压箱内部设置有螺旋圆槽，所述螺纹槽与螺旋圆槽错位设置。
15.作为优选技术方案，所述第二支管的中部位置设置有汲取管，所述汲取管为y型管道，汲取管一端与抽取泵管道连接，汲取管另一端与加热空间连通，与抽取泵连接的所述汲取管内部设置有螺纹。汲取管一端与第二支管连通，一端与抽取泵连通，另一端与加热空间连通，当抽取泵抽取尾气时，汲取管同时对第二净化管和加热空间中的空气进行抽取，并在交叉点出混合，进入到与抽取泵连接的管道中，并通过螺纹使尾气与空气在管道中旋转和混合。
16.作为优选技术方案，所述集中舱及第二集中舱均包括两组侧板、两组竖板及底板，四组所述侧板分别与两组第一支管、第二支管的两端固定，每组所述侧板上设置有若干组百叶扇，所述第一支管及第二支管上在与侧板接触的位置均开设有滑槽。
17.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
18.1、换热组件通过增压提高温度并对外壳内部的空气进行加热，使尾气余热可以充分利用，同时，换热组件在释放压力时，带有颗粒的尾气在净化组件中相互碰撞，并通过范德华力相互吸引在一起，减少微粒的存在，提高对颗粒的净化效果。
19.2、混合组件将加热后的空气与尾气进行混合，对外壳内热空气进行利用的同时，降低尾气的热量，进而减少后续对尾气进行降温的处理。
20.3、第一净化管对大颗粒进行去除，第二净化管对第一净化管净化后的尾气进行二次净化，使尾气中残留的颗粒进行二次碰撞，提高对尾气中颗粒的去除效率，去除颗粒的尾气传输到混合组件中与空气进行混合，混合组件通过伯努利原理提高尾气与空气的混合效果，使空气与尾气混合均匀。
21.4、流块对抽取泵灌输的尾气和空气进行导流，使尾气以一定的角度冲击到回流块上，并沿着回流块的弧形端面进行流动，回流块听过弧形端面的设置，再次使尾气以另外的角度冲击到疏导块上，通过多次流动方向的更改，加速尾气与空气的混合效率，混合齿对疏导块表面的尾气和空气进行分割，使尾气和空气冲击到混合齿上，并改变流动方向，进一步的加快混合速度。
附图说明
22.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
23.图1是本发明的整体结构示意图；
24.图2是本发明的整体结构半剖示意图；
25.图3是本发明的净化组件结构示意图；
26.图4是本发明的增压箱结构示意图；
27.图5是本发明的净化组件的部分净化模拟示意图。
28.图中：1、外壳；2、换热组件；3、净化组件；4、混合组件；1-1、分隔板；2-1、增压箱；2-2、螺纹槽；2-3、螺旋圆槽；2-4、传输管；3-1、第一净化管；3-2、第二净化管；3-3、第一支管；3-4、集中舱；3-5、第二支管；3-6、第二集中舱；3-7、混合管；3-8、汲取管；4-1、混合箱；4-2、导流块；4-3、回流块；4-4、疏导块。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1-5，本发明提供技术方案：一种管式炉尾气余热的回收利用装置，该回收利用装置包括外壳1，外壳1上开设有两个进气口，用来使外界干净空气的进入，外壳1内固定安装有分隔板1-1，分隔板1-1将外壳1内部空间分隔为加热空间、净化空间，外壳1外侧固定安装有抽取泵。
31.换热组件2安装在加热空间中，净化组件3及混合组件4则安装在净化空间内，换热组件2与净化组件3管道连接，净化组件3与混合组件4管道连接，换热组件2与管式炉管道连接，换热组件2通过增压与空气进行热交换，净化组件3通过范德华力增加颗粒的重量，净化组件3对尾气中的颗粒进行去除，混合组件4通过伯努利原理对尾气和空气进行混合。
32.换热组件2包括两组增压箱2-1，外壳1上安装有三通管，三通管分别连接管式炉及两组增压箱2-1的上端，两组增压箱2-1下端均固定安装有传输管2-4，传输管2-4另一端与净化组件3连通，传输管2-4连接净化组件3的一端内部安装有压力阀，从而使两组增压箱2-1中的气压增大，进而使尾气在释放时，可以使尾气中的颗粒获得更大的动能。
33.两组增压箱2-1均位于加热空间内，两组增压箱2-1外部开设有螺纹槽2-2，从而提高增压箱2-1与外部空气的接触面积，增压箱2-1内部开设有螺旋圆槽2-3，用来破坏尾气进入增压箱2-1时的气流层，进而使尾气在增压箱2-1中产生乱流，从而提高尾气与增压箱2-1之间的热交换，螺纹槽2-2与螺旋圆槽2-3错位设置。
34.净化组件3包括第一净化管3-1，第一净化管3-1上端的中部位置固定有混合管3-7，第一净化管3-1下端连接有第二净化管3-2，第一净化管3-1及第二净化管3-2的外侧套设有保护壳。
35.两组传输管2-4的下端均与第一净化管3-1上端进行管道连接，第二净化管3-2另一端与混合组件4管道连接。
36.两组增压箱2-1对管式炉排放出的尾气进行储存，并在内部压力达到压力阀设定值时，对尾气进行释放，使两组增压箱2-1释放的尾气在第一净化管3-1中汇集并碰撞，从而使颗粒与颗粒之间达到范德华力产生的条件，从而使颗粒之间相互吸引，进而增加颗粒的重量，便于净化管对颗粒进行去除。
37.第一净化管3-1下端连接有两组第一支管3-3，两组第一支管3-3之间固定安装有集中舱3-4，集中舱3-4包括两组侧板、两组竖板及底板，侧板固定安装在底板的两侧，两组竖板安装在底板的另外两侧，两组侧板、两组竖板及底板相互配合组成集中舱3-4，每组所述侧板上转动安装有若干组百叶扇。
38.两组第一支管3-3与集中舱3-4侧板接触的端面上均开设有滑槽，使颗粒在尾气的带动下在第一支管3-3中移动时，通过滑槽及百叶扇进入到集中舱3-4中，两组第一支管3-3的下端与第二净化管3-2管道连接。
39.两组第一支管3-3靠近第二净化管3-2一端的管径小于靠近第一净化管3-1一端的管径，第二净化管3-2下端安装有呈弧形的第二支管3-5，第二支管3-5的两端分别与第二净化管3-2下端的两侧连通，第二支管3-5的中部位置开设有出气口，第二支管3-5上安装有第二集中舱3-6，第二集中舱3-6与第二支管3-5连通。
40.第二集中舱3-6包括两组侧板、两组竖板及底板，侧板固定安装在底板的两侧，两组竖板安装在底板的另外两侧，两组侧板、两组竖板及底板相互配合组成第二集中舱3-6，每组所述侧板上转动安装有若干组百叶扇。
41.第二支管3-5两端与侧板接触的位置上开设有滑槽，且滑槽位于百叶扇的上方，当颗粒在第二支管3-5内部下侧管壁上移动时，通过滑槽及百叶扇进入到第二集中舱3-6中。
42.第二支管3-5的中部位置在出气口的外侧固定有汲取管3-8，汲取管3-8为y型管道，且呈y型的一端贯穿分隔板1-1，汲取管3-8一端与抽取泵管道连接，汲取管3-8另一端与加热空间连通，与抽取泵连接的汲取管3-8内部加工有螺纹，汲取管3-8一端与第二支管3-5连通，一端与抽取泵连通，另一端与加热空间连通，当抽取泵抽取尾气时，汲取管3-8同时对第二净化管3-2和加热空间中的空气进行抽取，并在交叉点出混合，进入到与抽取泵连接的管道中，并通过螺纹使尾气与空气在管道中旋转和混合。
43.进一步的优化，为提升净化效果，在出气口处安装滤网(图中未画出)，进一步的对尾气进行过滤。
44.混合组件4包括混合箱4-1，混合箱4-1上端一侧与抽取泵的出气端管道连接，混合箱4-1上方与混合管3-7的另一端管道连接，混合箱4-1下端左侧固定有出气管。
45.混合箱4-1内部上端右侧固定有导流块4-2，混合箱4-1中部位置的左侧壁面上固定有回流块4-3，混合箱4-1内部下端的右侧固定有疏导块4-4，导流块4-2、回流块4-3及疏导块4-4远离混合箱4-1内壁的一侧均为弧形端面，疏导块4-4弧形端面上固定有若干组混合齿。
46.本发明的工作原理：
47.本回收利用装置通过管道与管式炉连通，管式炉喷射出的带有灰尘颗粒的尾气进入分别进入到两组增压箱2-1中，并被短暂储存在增压箱2-1中，当管式炉不断往增压箱2-1中灌输尾气时，增压箱2-1的气压不断增大，从而达到压力阀的设定值，使尾气带着灰尘颗粒通过下端的传输管2-4快速的移动到第一净化管3-1中，并在第一净化管3-1的中部位置汇聚并碰撞，从而使颗粒之间相互碰撞，从而达到产生范德华力的距离条件，使颗粒之间相互吸引在一起，进而使微颗粒减少，大颗粒增加，从而提高对灰尘颗粒的去除效果。
48.由于抽取泵对第二净化管3-2内部尾气的抽取，使得第一净化管3-1及第二净化管3-2中产生低压，使得增加重量后的颗粒在稀薄的尾气往下运动，从而使颗粒沿着第一净化管3-1的内壁移动，并在移动的过程中通过滑槽及侧板进入到集中舱3-4中。
49.而尾气中残留的颗粒及微颗粒在管径不断缩小的第一支管3-3中向第二净化管3-2的方向移动，并通过管径的缩小获得移动动能，并在进入到第二净化管3-2中后，在第二净化管3-2的中部位置发生汇聚及碰撞，进而再一次的相互吸引，并增加重量，颗粒沿着第二
净化管3-2的管壁移动时，通过滑槽及侧板进入到第二集中舱3-6中，从而实现对尾气的净化。
50.抽取泵通过汲取管3-8对第二净化管3-2及加热空间中的空气进行抽取，使尾气和空气在交叉点出汇聚并向着抽取泵的方向移动，由于呈y型的汲取管3-8对抽取泵抽取压力的分减，使得尾气有足够的支撑力带着颗粒在第一支管3-3中快速运动，并二次碰撞提供基础。
51.抽取泵对净化管中尾气的抽取，使得净化管中产生低压，当净化管对混合管3-7中的尾气进行抽取时，由于增压箱2-1对尾气的释放，使尾气对净化管中空间的填补，避免了混合管3-7中的尾气被净化管抽取，当尾气进入到第一净化管3-1中时，由于流动方向及低压的吸引，使得颗粒向第一净化管3-1的下方运动，而混合管3-7则通过伯努利原理微量的吸取不含颗粒的尾气，并将其释放到混合箱4-1中。
52.抽取泵将抽取到的尾气及空气灌输到混合箱4-1中，使尾气及空气沿着混合箱4-1的内壁流动，并带着混合管3-7出气口(即位于混合箱4-1一端的管口)处的尾气，从而使混合管3-7微量的抽取第一净化管3-1中的尾气。
53.尾气和空气在混合箱4-1中通过导流块4-2、回流块4-3及疏导块4-4的导流，使得尾气和空气混合在一起，使尾气与空气混合均匀的同时，降低尾气的热量，使尾气的热量达到干燥所需要的温度，并从出气管处流出。
54.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
55.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。