专利名称：含高粘结粉尘中温烟气余热回收装置和方法
技术领域：
本发明涉及工业领域的烟气余热回收装置和方法，特别涉及窑炉生产中产生大量携带高粘结性粉尘的温度范围为350—150 V的中温烟气的余热回收。
背景技术：
在工业领域某些场合，会产生大量烟气，当烟气温度在35(Tl50°C时，一般用于加热进炉的助燃气体，达到节约燃料的目的。目前，钢铁厂转底炉高温烟气的余热回收多采用水管式余热锅炉，中温烟气余热回收采用列管式气体预热器。钢铁厂利用转底炉分离含铁粉尘中的锌时，因氧化锌粉灰具有强烈的粘结性，而且灰尘量极大，大量高粘结氧化锌粉尘粘结在换热器表面上，使烟气余热回收困难，同时易导致出灰口板结堵塞。由于上述烟气带有大量粉尘，这些粉尘中含有粘结性很强的物质，它具有粘结性 强、尘埃粒径细微、比重轻等特点，采用常规除尘方法极难去除。在余热回收过程中，这些粉尘粘结在金属受热面上使灰垢逐渐增加，最后导致余热回收系统无法吸收热量。采用目前的传统除灰办法不能清除换热管上的结灰。而且由于灰尘数量极大，较短时间内就结满了灰斗，造成整个换热器堵塞，设备无法使用。因此，目前钢铁厂所有的分离锌的转底炉都无法连续运行，运行十天左右就需停车，人工清理换热管上的结灰和灰斗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种有效清除换热管表面结灰，可实现连续性运行的含高粘结粉尘中温烟气余热回收装置。本发明包括上下平行列设的气体管道和烟气管道，及由若干个换热元件组成的换热器，所述换热元件为热管，气体管道和烟气管道由孔板进行密封隔离，热管穿过孔板垂直于气体管道及烟气管道设置，使热管的放热段放置在气体管道内，热管的吸热段放置在烟气管道内，且烟气管道中的热管吸热段不固定，处于自由状态；每根热管的吸热段外侧装有刮板，所述刮板与传动装置传动连接，在传动装置驱动下可沿热管外表面整体上下运动。为充分保证刮板机构在烟气余热回收过程中的正常运行，同时进一步提高余热回收效率，所述刮板通过气冷或水冷钢管与传动装置相连，该气冷或水冷钢管与热管平行列设。为方便连续在线除灰，所述换热器的底部设有集灰仓，集灰仓上部设置有密闭阀，集灰仓为抽屉式灰斗，能在线移出结灰。平时工作时，密闭阀打开，结灰落入集灰仓。出灰时密闭阀关闭，抽出灰斗。清灰后，重新装上灰斗。本发明采用水平布置烟道，以热管为换热元件，热管垂直放置，其下段不固定，处于自由状态，同时设置刮板随时运动，将结于热管表面的粘性粉尘刮下，有效解决了含高粘结粉尘350— 150°C段的中温烟气余热回收时，因受热面表面清灰困难的难题，实现转底炉连续运行。此外，本发明利用烟气余热加热进入转底炉的助燃气体，也达到了节约燃料的目的。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种利用上述装置所实现的中温烟气余热回收方法。本发明所述方法，包括以下步骤
(1)温度在35(T150°C的中温烟气由烟气进口进入水平布置的烟气管道内，烟气和设置于烟气管道内的热管的吸热段换热，使烟气温度下降，降温后的烟气由烟气出口流出，同时烟气中的部分高粘结粉尘沉结在热管吸热段表面；
(2)常温气体由气体进口进入水平布置的设置于烟气管道上方的气体管道内，气体和设置于气体管道内的热管的放热段换热，使气体温度上升，加热后的气体从气体出口流出；
(3)在上述换热过程中，设置于每根热管的吸热段外侧的刮板，沿热管吸热段外表面上下运动，将沉结在热管吸热段表面的高粘结粉尘刮落到换热器下方的集灰仓内。 (4)集灰仓灰满后，关闭集灰仓与换热器之间的密封阀，抽出灰斗；清灰后，重新将灰斗装上，打开密封阀。和现有技术相比，本发明具有如下优点
(1)采用热管作为换热元件，热管垂直放置，下段不固定，处于自由状态，不易结灰，结灰后易清理；
(2)采用刮板式清灰装置，可有效清除粘结性结灰；
(3)将集灰仓设置在换热器下方，其仓口设置密闭阀，平时密闭阀打开，刮下的结灰落入集灰仓，密闭阀关闭时，能在线移出结灰；
(4)在烟气中存在高粘结粉尘，并且粉尘极大时，可实现整个装置连续运行。
图I是本发明所述装置的整体结构示意图。图中1一气体出口 ；2—热管；3—刮板驱动机构；4一刮板；5—刮板连接管；6—烟气进口 ；7—密闭阀；8—集灰仓；9—气体管道；10—气体进口 ；11一隔板；12—烟气出口 ； 13—烟气管道。
具体实施例方式如图I所示，本发明所述装置包括换热器，及水平设置的气体管道9和烟气管道13，气体管道9设置于烟气管道13的上方，并由隔板11密封隔离；换热器由若干根热管2组成。热管2穿过隔板11垂直设置，热管2的放热段，即其上段设置在气体管道9内，热管2的吸热段，即其下段设置在烟气管道13内。如图I所示，每根热管的吸热段外侧均设置有刮板4，刮板4与刮板连接管5连接；刮板连接管5采用水冷钢管，与热管2平行列设，并伸出换热器外，与设置于换热器外的刮板驱动机构3传动连接。如图I所示，在换热器下方，也是烟气管道13的下方，设置集灰仓8，集灰仓8为抽屉式灰斗，集灰仓8上部设置有密闭阀7，能在线移出结灰。平时工作时，密闭阀7打开，结灰落入集灰仓8。出灰时密闭阀7关闭，抽出灰斗。实际运行时，流量为12万Nm3/h、250°C含有大量氧化锌的转底炉烟气从烟气进口6进入设备的烟气管道11中，与热管2换热，烟气温度降至150°C ;烟气降温后，再从烟道出口 12流出，同时烟气中的高粘结灰尘结于热管2的吸热段表面。与此同时，流量为9万Nm3/h、20°C的助燃气体从气体进口 10进入设备气体管道9中，与热管2换热，气体温度升至160°C。气体加热后，从气体出口 I流出装置进入加热炉，作为助燃气体再利用，节约燃料。热管2外侧安装的刮板4，在刮板驱动机构3的带动下，上下运动，使热管吸热段外表面 的灰尘落入集灰仓8内。正常工作时，集灰仓8上的密闭阀7开启，从热管上清理下的结灰落入集灰仓8内。定期关闭密闭阀，抽出灰斗，清灰后再装上灰斗。该装置换热量为4600KW，相当于回收了 4600KW的能量。
权利要求
1.一种含高粘结粉尘中温烟气余热回收装置，包括上下平行列设的气体管道和烟气管道，及由若干个换热元件组成的换热器，其特征在于所述换热元件为热管，气体管道和烟气管道由孔板进行密封隔离，热管穿过孔板垂直于气体管道及烟气管道设置，使热管的放热段放置在气体管道内，热管的吸热段放置在烟气管道内，且烟气管道中的热管吸热段不固定，处于自由状态；每根热管的吸热段外侧装有刮板，所述刮板与传动装置传动连接，在传动装置驱动下可沿热管外表面整体上下运动。
2.根据权利要求I所述的含高粘结粉尘中温烟气余热回收装置，其特征在于所述刮板通过气冷或水冷钢管与传动装置相连，该气冷或水冷钢管与热管平行列设。
3.根据权利要求I所述的含高粘结粉尘中温烟气余热回收装置，其特征在于所述换热器的底部设有集灰仓，该集灰仓为抽屉式灰斗，集灰仓上部设置有密闭阀。
4.一种利用如权利要求I所述装置所实现的中温烟气余热回收方法，其特征在于包括以下步骤(1)温度在35(Tl50°C的含高粘结性粉尘中温烟气由烟气进口进入水平布置的烟气管道内，烟气和设置于烟气管道内的热管的吸热段换热，使烟气温度下降，降温后的烟气由烟气出口流出，同时烟气中的部分高粘结粉尘沉结在热管吸热段表面；(2)常温气体由气体进口进入水平布置的设置于烟气管道上方的气体管道内，气体和设置于气体管道内的热管的放热段换热，使气体温度上升，加热后的气体从气体出口流出；(3)在上述换热过程中，设置于每根热管的吸热段外侧的刮板，沿热管吸热段外表面上下运动，将沉结在热管吸热段表面的高粘结粉尘刮落到换热器下方的集灰仓内。
5.根据权利要求4所述的中温烟气余热回收方法，其特征在于所述集灰仓灰满后，关闭集灰仓与换热器之间的密封阀，抽出灰斗；清灰后，重新将灰斗装上，打开密封阀。
全文摘要
本发明提供一种有效实现高粘结粉尘条件下中温烟气余热回收装置和方法。本发明采用水平布置烟道，用热管作为换热元件，热管吸热段放置在设备烟道内，吸收烟气热量。热管垂直放置，热管下段处于自由状态，热管放热段放置在气体管道内，将热量传给气体。与烟气接触的热管外侧设置刮板，刮板定期上下运动，将热管外表面的结灰刮去，落入设在换热器下的集灰仓中。本发明利用了热管的特性和刮板除灰的特殊结构组合，解决了含高粘结粉尘的中温烟气的余热回收时换热器清灰难题。
文档编号F27D17/00GK102927829SQ20121052543
公开日2013年2月13日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者陈金福, 徐德新, 陆桂清, 邵李忠, 王少云, 郭宏新 申请人:南京圣诺热管有限公司