烟气余热回收再利用系统的制作方法

本申请涉及节能环保技术领域，具体而言，涉及一种烟气余热回收再利用系统。

背景技术：

大多数烟气余热回收系统中，通常将高温烟气经换热器换热后外排。而经一次换热后的烟气的温度已低于原始的高温烟气，如果再次使用换热器进行二次回收余热，则热能回收效能较低。如果将一次换热后的烟气直接外排，则整个烟气余热回收系统的热能利用率偏低。

技术实现要素：

本申请提出一种烟气余热回收再利用系统，其能够将热处理炉所排出的烟气经一次换热利用后再用来预热进入该热处理炉的带钢，进一步利用了烟气的余热，提高了整个烟气预热回收系统的热能利用率。

本申请的一些实施例提出的烟气余热回收再利用系统，包括换热器、第一风机、预热器和外排装置，换热器的烟气入口用于与热处理炉的烟气出口连接，换热器的烟气出口与第一风机的进风口通过第一烟道相连，第一风机的出风口与预热器的烟气入口之间通过第二烟道连接，预热器的烟气出口与外排装置之间通过第三烟道连接，预热器用于将回收的烟气预热待进入热处理炉的带钢。

本申请的一些实施例提出的烟气余热回收再利用系统能够使带钢经预热器后温度得到一定提高，接着进入热处理炉进行进一步热处理。由于其利用了从热处理炉中排出的烟气的余热进行了预热，减轻了热处理炉的热负荷，从而提高了对烟气余热的利用率，使整个热处理过程节能降耗。

另外，根据本申请实施例的烟气余热回收再利用系统还具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一些实施例，外排装置包括第二风机和烟囱，第二风机的进风口与预热器的烟气出口通过第三烟道相连，第二风机的出风口与烟囱通过第四烟道连接。外排装置用于将烟气排往外部的大气环境，第二风机能够促进烟气的外排。

根据本申请的一些实施例，预热器包括壳体、多个第一喷管和多个第二喷管，壳体的内部具有预热腔，壳体设有与预热腔连通的带钢入口、带钢出口和烟气出口，带钢入口和带钢出口位于壳体的相对的两侧，多个第一喷管和多个第二喷管均沿着带钢的行进方向间隔布置，多个第一喷管和多个第二喷管分别位于带钢的上下表面的两侧并朝向带钢的上下表面吹气，烟气出口与第三烟道连接。

本申请的一些实施例的预热器能够均匀地加热即将进入热处理炉的带钢，通过对带钢的上下两个表面的预热，能够使带钢在经过预热器的过程中从双面得到加热，该预热器既利用了一次余热回收后的从热处理炉排出的烟气，又能够使进入热处理炉的带钢的温度得到提高，从而降低热处理炉的热负荷。

根据本申请的一些实施例，第一喷管的朝向第二喷管的一侧开设有第一出气口，第二喷管的朝向第一喷管的一侧开设有第二出气口，第一出气口和第二出气口分别朝向带钢的上下表面。喷管用于向带钢的表面吹送高温的烟气，高温的烟气能够加热带钢，从而提高带钢的温度。喷管的出气口朝向带钢的表面，能够提高烟气对带钢的加热效率。

根据本申请的一些实施例，每个出气口均为沿着带钢的宽度方向延伸的喷缝。连贯的喷缝能够降低制造成本，且沿着带钢的宽度方向连贯吹全带钢。

根据本申请的一些实施例，第一喷管和第二喷管在带钢的宽度方向上的中部向带钢的行进方向弯曲。该种布置形式能够增加喷管的出气口的出气面积，当带钢沿行进方向移动时，带钢的中间部分首先被加热，有利于带钢保持原有的形状不变。

根据本申请的一些实施例，烟气出口位于壳体的顶部，该种布置形式有利于收集预热腔内经过换热后的烟气。

根据本申请的一些实施例，烟气入口位于壳体的侧壁，该种布置形式有利于烟气进入入流腔后均匀地进入多个喷管。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例的烟气余热回收再利用系统的连接框图；

图2为本申请实施例的烟气余热回收再利用系统的换热器的连接关系图；

图3为本申请实施例的烟气余热回收再利用系统的预热器的结构示意图；

图4为本申请实施例的烟气余热回收再利用系统的预热器的一种视角的内部结构示意图；

图5为本申请实施例的烟气余热回收再利用系统的预热器的另一种视角的内部结构示意图；

图6为本申请实施例的烟气余热回收再利用系统的预热器的另一种形式的喷管的布置示意图；

图7为本申请实施例的烟气余热回收再利用系统的预热器的另一种形式的喷管的结构示意图。

图标：100-烟气余热回收再利用系统；110-换热器；111-换热器的烟气入口；112-换热器的烟气出口；113-第二介质入口；114-第二介质出口；120-第一风机；130-预热器；131-壳体；1311-预热器的烟气入口；1312-预热器的烟气出口；1313-带钢入口；1314-带钢出口；132-挡板；133-喷缝；134-入流腔；135-预热腔；140-外排装置；141-第二风机；142-烟囱；150-第一烟道；151-第二烟道；160-第三烟道；161-第四烟道；170-第一喷管；171-第一出气口；172-入气口；180-第二喷管；181-第二出气口；200-带钢；300-热处理炉；310-热处理炉的烟气出口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1，本申请实施例的烟气余热回收再利用系统100包括换热器110、第一风机120、预热器130和外排装置140。烟气从热处理炉300排出后，经换热器110一次换热后，进入预热器130。预热器130布置于热处理炉300之前，用于对待进入热处理炉的带钢200预热，带钢200经过预热器130预热后进入热处理炉300进行进一步处理。

相对于常见的余热回收系统，本申请实施例的烟气余热回收再利用系统100将经换热器110一次换热后的烟气再次用来预热热处理炉300中待加热的带钢200，进一步地利用了烟气的余热，提高了热处理炉300的烟气余热利用率。

下述本申请实施例的烟气余热回收再利用系统100的各设备的结构、功能与相互连接关系。

请参照图1，烟气余热回收再利用系统100包括换热器110、第一风机120、预热器130和外排装置140。热处理炉的烟气出口310与换热器的烟气入口111连接，换热器的烟气出口112与第一风机120的进风口通过第一烟道150连接，第一风机120的出风口与预热器的烟气入口1311通过第二烟道151连接，预热器的烟气出口1312与外排装置140连接，预热器130用于将回收的烟气预热待进入热处理炉300中的带钢200。

在本申请的一些实施例中，热处理炉300为退火炉；在其他实施例中，热处理炉300也可以为其他加热带钢200的设备。

容易理解的，热处理炉300为烟气余热回收再利用系统100中所回收再利用的烟气的来源。热处理炉300对带钢200进行加热的过程中，会产生700-800℃甚至超过1000℃的高温烟气，如果将该高温烟气直接排往大气环境，不但浪费了该烟气所具有的热能，还会腐蚀烟道的内壁。

容易理解的，带钢200在驱动机构的驱动下依次经过预热器130和热处理炉300，预热器130的布置可以降低热处理炉300的热负荷，进而减少热处理炉300加热的时间和温升，从而提高了热处理炉300的工作效率，还有效二次利用了高温烟气。

请参照图2，换热器110包括换热器的烟气入口111、换热器的烟气出口112、第二介质入口113、第二介质出口114。换热器的烟气入口111与热处理炉的烟气出口310连接，换热器的烟气出口112与预热器的烟气入口1311之间通过第一烟道150和第二烟道151连接，第一烟道150和第二烟道151之间连接有第一风机120。

容易理解的，烟气即为换热器110的第一介质，第二介质可以为水，也可以为其他介质，换热器110可以为常见的烟气板式换热器。烟气经过换热器110后温度降低，进入预热器130进行二次利用。第二介质吸收了烟气所释放的热量，从而温度升高。

经换热器110一次余热回收过的烟气的温度可以200℃左右，该温度范围的烟气不适合应用于常用的余热回收途径，也不适合用来作为单独的某个加热工序的热源。也就是说，经一次余热回收后的烟气的可利用的场合很有限，如果直接排放，相当于浪费了该烟气所具有的热能。

本申请的一些实施例中，换热器的烟气出口112与预热器的烟气入口1311通过第一烟道150和第二烟道151连接，使用经换热器110一次余热回收过的烟气来加热即将进入热处理炉300中的带钢200。带钢200沿其行进方向不断前进移动，带钢200先穿过预热器130进行预热，后穿过热处理炉300进行相关工艺工序。容易理解的，预热器130安装于热处理炉300的前道工序端。

请参照图1，第一风机120的进风口与第一烟道150连接，出风口与第二烟道151连接。容易理解的，第一风机120能够增加烟气的流速，促进烟气的流动。

请参照图3和图4，预热器130包括壳体131、挡板132、多个第一喷管170和多个第二喷管180，其中，挡板132将壳体131的内部隔离形成入流腔134和预热腔135。

在本申请的一些实施例中，预热器130的壳体131、挡板132、多个第一喷管170和多个第二喷管180均为耐高温金属材质，例如不锈钢等等。

壳体131设有预热器的烟气入口1311、预热器的烟气出口1312、带钢入口1313和带钢出口1314，入流腔134和预热器的烟气入口1311连通，入流腔134与预热腔135通过多个第一喷管170和多个第二喷管180连通，预热腔135与带钢入口1313、带钢出口1314和预热器的烟气出口1312连通。

入流腔134用于将入流的烟气均匀分配到第一喷管170和多个第二喷管180，预热腔135用于向带钢200的上下表面均匀地吹送烟气，以均匀地加热带钢200。

带钢入口1313和带钢出口1314布置于壳体131的相对的两侧，带钢200从带钢入口1313进入预热腔135，经预热后从带钢出口1314离开预热腔135。

请参照图4和图5，第一喷管170位于带钢200的上表面一侧，第二喷管180位于带钢200的下表面一侧，多个第一喷管170的多个第二喷管180均沿着带钢200的行进方向间隔布。多个第一喷管170能够对带钢200的上表面吹气，多个第二喷管180能够对带钢200的下表面吹气。

第一喷管170的朝向第二喷管180的一侧开设有第一出气口171，第二喷管180的朝向第一喷管170的一侧开设有第二出气口181，第一出气口171朝向带钢200的上表面，第二出气口181朝向带钢200的下表面。

在本申请的一些实施例中，第一喷管170和第二喷管180的结构相同。

以一个第一喷管170为例，请参照图3和图4，第一喷管170沿着带钢200的宽度方向延伸，第一喷管170的一端设有入气口172，入气口172与入流腔134连通，另一端封闭，第一喷管170的靠近带钢200的上表面的一侧设置有第一出气口171，第一出气口171与预热腔135连通。

第一喷管170和第二喷管180的形状可以为直管，也可以为弯管。

第一喷管170和第二喷管180在带钢200的宽度方向上的中部向带钢200的行进方向弯曲。

以第一喷管170为例，请参照图6和图7，在带钢200的宽度方向上，第一喷管170的中部向带钢200的行进方向弯曲。当带钢200经过预热腔135时，带钢200的中部先被预热，接着边缘被预热。第一喷管170布置成该种形状，既能够高效预热带钢200，又利于带钢200经加热后不会发生过多的形变。容易理解的，弯管使第一出气口171的出气面积增加，能够进一步地提高出气量。

请参照图7，第一出气口171为沿着带钢200的宽度方向延伸的喷缝133，喷缝133用于将烟气吹至带钢200的表面并覆盖带钢200的带宽范围。喷缝133易于制造，且能够连贯地吹全带钢200的宽度范围，能够均匀地加热带钢200的表面。

请参照图4，预热器的烟气出口1312位于壳体131的顶部。容易理解的，使预热器的烟气入口1311的位置尽可能的低，预热器的烟气出口1312的位置位于壳体131的顶侧。烟气从预热器的烟气入口1311进入入流腔134后，从较低的位置进入预热腔135。烟气预热带钢200后会自然上浮聚集于壳体131的顶部。预热器的烟气出口1312设于壳体131的顶部，能够充分收集经二次利用后的烟气，在第二风机141的驱动下，使经二次利用后的烟气及时离开预热腔135。

预热器的烟气入口1311位于壳体131的侧壁，并和每个第一喷管170的第一入气口172和每个第二喷管180的入气口(图中没有标出)相对布置。容易理解的，烟气经预热器的烟气入口1311进入入流腔134，并平均地送往每个喷管的入气口。相对于预热器的烟气入口1311布置于底侧的情况，预热器的烟气入口1311位于壳体131的侧壁，既便于安装第二烟道151，又能够防止不小心掉落的杂质阻塞预热器的烟气入口1311。

外排装置140用于将从预热器130的预热器的烟气出口1312排出的烟气释放到大气环境中。

外排装置140包括第二风机141和烟囱142，第二风机141的进风口与预热器130的预热器的烟气出口1312通过第三烟道160连接，第二风机141的出风口与烟囱142通过第四烟道161连接。

第二风机141能够增加烟气的流速，促进烟气的外排。

烟囱142的底侧与第四烟道161连接，顶侧与外部大气环境连通，使用烟囱142外排烟气，能够将烟气排放到较高的大气环境中，避免了烟气对居民环境的影响。

容易理解的，第一风机120和第二风机141共同促进了烟气的流动，第一风机120和第二风机141可以为常见的鼓风机。

在其他实施例中，可以根据实际情况安装多个风机，以促进烟气的流动。

本申请实施例的烟气余热回收再利用系统100的余热回收再利用的过程如下：

烟气从热处理炉的烟气出口310中排出后，进入换热器的烟气入口111；

在换热器110中，烟气作为一些需要加热的工序中的热源，实现一次余热回收利用，经一次余热回收利用的烟气从换热器的烟气出口112排出，并进入预热器的烟气入口1311；

烟气从预热器的烟气入口1311进入入流腔134，从入流腔134进入多个第一喷管170和多个第二喷管180，烟气从每个第一喷管170的第一出气口171吹向带钢200的上表面，从每个第二喷管180的第二出气口181吹向带钢200的下表面，使带钢200的上下表面均匀被加热；

在预热器130中，经一次余热回收利用后的烟气被用来预热即将进入前述的热处理炉300中进行热处理的带钢200，实现了对一次余热回收利用的烟气余热的二次再利用，经二次利用的烟气从位于壳体131的顶侧的预热器的烟气出口1312排出预热腔135，并准备下一步外排到大气环境中；

在第二风机141的驱动下，从预热腔135排出的烟气经过第三烟道160和第四烟道161通往烟囱142，并从烟囱142的顶部排往大气环境。

通过本申请实施例的烟气余热回收再利用系统100，带钢200经预热腔135后温度得到一定提高，接着进入热处理炉300进行进一步热处理，由于其利用了从热处理炉300中排出的烟气的余热进行了预热，减轻了热处理炉300的热负荷，从而使整个热处理过程节能降耗。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。