一种应用于碳纤维废气处理系统的防堵换热器的制作方法

本实用新型涉及碳纤维生产设备领域，尤其涉及一种应用于碳纤维废气处理系统的防堵换热器。

背景技术：

在碳纤维生产过程中需要对原丝进行低温和高温碳化来增强纤维强度，在这过程中会产生大量废气。目前对废气的处理流程为经焚烧炉高温焚烧后进高温换热器，再经过余热锅炉和二级换热后排入烟囱。废气经高温燃烧后会产生大量sio2颗粒，由于焚烧炉出口处气体温度高达1000℃，而sio2颗粒粒径为纳米级，无法进行预处理去除。在经过高温换热器换热管时经过降温、碰撞会聚集在换热管表面。由于颗粒粘性较大，体密度小，不易脱落。聚集较多后会严重影响换热器的换热效率，甚至严重者会堵塞换热管之间的通道，造成设备前后压差过大，影响系统运行。

综上所述，现有技术中应用于碳纤维废气处理系统的换热器存在以下缺点：

1、换热器易堵而且不能在线清理，只能在系统停机检修时人工清理，影响在此期间的换热效果。阻碍了整个系统的长周期稳定运行。

2、管束不能单独抽出，内部检修困难。

3、换热管的热膨胀受到管板限制，造成较大热应力。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种应用于碳纤维废气处理系统的防堵换热器。本实用新型的换热器内设旋转吹灰器，可避免颗粒在换热管表面的聚集；管束可以单独抽出，便于内部的检修及深度清理。进一步地，在左壳程壳体的外端设有膨胀节，换热管受热时可以自由伸缩，避免由于热应力过大而导致焊接接头开裂。

本实用新型的具体技术方案为：一种应用于碳纤维废气处理系统的防堵换热器，包括左管程壳体、右管程壳体、壳程壳体和若干换热管，所述左、右管程壳体左右相对，左、右管程壳体的外端分别为冷风进口和冷风出口，所述壳程壳体的两端分别为热风进口和热风出口；所述左、右管程壳体的内端分别封设有管板，所述换热管的两端分别固定于两块管板上且换热管的两端分别与冷风进口和冷风出口接通；所述左、右管程壳体、管板和换热管构成的整体设于壳程壳体内且热风流向与冷风流向相垂直，所述壳程壳体内设有风口朝向换热管的旋转吹灰器。

本实用新型的工作原理为：冷风的流程为：冷风进口→换热管→冷风出口；热风的流程为：热风进口→热风出口。在此过程中冷风与热风垂直交错实现换热。热风通过换热管降温后，会在换热管表面沉积sio2颗粒，此时旋转吹灰器中可喷出压缩空气对换热管壁进行吹扫。旋转吹灰器可旋转，保证吹扫无死角。

作为优选，所述旋转吹灰器的数量至少为两个且分别分布于换热管的两侧。

作为优选，所述左管程壳体的冷风进口处连接有内连接法兰，所述内连接法兰与壳程壳体之间通过膨胀节连接。

膨胀节的作用为换热管在受热膨胀后其膨胀量可通过膨胀节的膨胀来释放：由于换热管右端为硬连接，其膨胀变长后，左边的管板、左管程壳体及内连接法兰向左位移，此时膨胀节被拉长，如此可确保换热管与管板之间的焊接接头不会超过许用应力而开裂。

此外，在上述结构下，整个管束组件（包括左右管程壳体、换热管、管板等）与壳程壳体之间为可拆卸连接，在需要时可进行拆除，将管束整体抽出，有利于维护。

作为优选，所述内连接法兰的外端连接有管程法兰。

作为优选，所述右管程壳体通过外连接法兰与壳程壳体固定连接。

作为优选，所述壳程壳体内填充有耐高温材料。

耐高温浇注料可以对壳程壳体进行保护并起到保温效果，提高热能利用率。

作为优选，所述壳程壳体的两端设有壳程法兰。

作为优选，旋转吹灰器采用耐高温合金钢材质制作。

作为优选，换热管，管板、左、右管程壳体和壳程壳体可采用耐高温金属材料，保证满足在高温下的强度要求。

与现有技术对比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的换热器内设旋转吹灰器，可避免颗粒在换热管表面的聚集。

2、管束可以单独抽出，便于内部的检修及深度清理。

3、在左壳程壳体的外端设有膨胀节，换热管受热时可以自由伸缩，避免由于热应力过大而导致焊接接头开裂。

附图说明

图1是本实用新型的俯视剖视图；

图2是本实用新型的一种立体结构示意图（部分部件未示出）。

附图标记为：左管程壳体1、右管程壳体2、壳程壳体3、换热管4、冷风进口5、冷风出口6、热风进口7、热风出口8、管板9、旋转吹灰器10、内连接法兰11、膨胀节12、管程法兰13、外连接法兰14、耐高温材料15、壳程法兰16。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。在本实用新型中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。

实施例1

如图1-2所示：一种应用于碳纤维废气处理系统的防堵换热器，包括左管程壳体1、右管程壳体2、壳程壳体3和若干换热管4。所述左、右管程壳体左右相对，左、右管程壳体的外端分别为冷风进口5和冷风出口6，所述壳程壳体的两端分别为热风进口7和热风出口8。

如图1所示，所述左、右管程壳体的内端分别封设有管板9，所述换热管的两端分别固定于两块管板上且换热管的两端分别与冷风进口和冷风出口接通；所述左、右管程壳体、管板和换热管构成的整体设于壳程壳体内且热风流向与冷风流向相垂直。

如图1所示，左管程壳体的冷风进口处连接有内连接法兰11，所述内连接法兰与壳程壳体之间通过膨胀节12连接，内连接法兰的外端连接有管程法兰13。所述右管程壳体通过外连接法兰14与壳程壳体固定连接。所述壳程壳体的两端设有壳程法兰16，且壳程壳体内填充有耐高温材料15。壳程壳体内设有两个风口朝向换热管其位于换热管两侧的旋转吹灰器10。

其中，所述换热管，管板，左、右管程壳体和壳程壳体采用耐高温金属材料。旋转吹灰器采用耐高温合金钢材质制作。

本实施例换热器的工作原理为：冷风的流程为：冷风进口→换热管→冷风出口；热风的流程为：热风进口→热风出口。在此过程中冷风与热风垂直交错实现换热。热风通过换热管降温后，会在换热管表面沉积sio2颗粒，此时旋转吹灰器中可喷出压缩空气对换热管壁进行吹扫。旋转吹灰器可旋转，保证吹扫无死角。

膨胀节的作用为换热管在受热膨胀后其膨胀量可通过膨胀节的膨胀来释放：由于换热管右端为硬连接，其膨胀变长后，左边的管板、左管程壳体及内连接法兰向左位移，此时膨胀节被拉长，如此可确保换热管与管板之间的焊接接头不会超过许用应力而开裂。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

技术特征：

1.一种应用于碳纤维废气处理系统的防堵换热器，其特征在于：包括左管程壳体（1）、右管程壳体（2）、壳程壳体（3）和若干换热管（4），所述左、右管程壳体左右相对，左、右管程壳体的外端分别为冷风进口（5）和冷风出口（6），所述壳程壳体的两端分别为热风进口（7）和热风出口（8）；所述左、右管程壳体的内端分别封设有管板（9），所述换热管的两端分别固定于两块管板上且换热管的两端分别与冷风进口和冷风出口接通；所述左、右管程壳体、管板和换热管构成的整体设于壳程壳体内且热风流向与冷风流向相垂直，所述壳程壳体内设有风口朝向换热管的旋转吹灰器（10）。

2.如权利要求1所述的防堵换热器，其特征在于，所述旋转吹灰器的数量至少为两个且分别分布于换热管的两侧。

3.如权利要求1所述的防堵换热器，其特征在于，所述左管程壳体的冷风进口处连接有内连接法兰（11），所述内连接法兰与壳程壳体之间通过膨胀节（12）连接。

4.如权利要求3所述的防堵换热器，其特征在于，所述内连接法兰的外端连接有管程法兰（13）。

5.如权利要求3或4所述的防堵换热器，其特征在于，所述右管程壳体通过外连接法兰（14）与壳程壳体固定连接。

6.如权利要求1所述的防堵换热器，其特征在于，所述壳程壳体内填充有耐高温材料（15）。

7.如权利要求1所述的防堵换热器，其特征在于，所述壳程壳体的两端设有壳程法兰（16）。

8.如权利要求1所述的防堵换热器，其特征在于，所述旋转吹灰器的材质为耐高温合金钢材质。

9.如权利要求1或8所述的防堵换热器，其特征在于，所述换热管，管板，左、右管程壳体和壳程壳体采用耐高温金属材料。

技术总结
本实用新型涉及碳纤维生产设备领域，公开了一种应用于碳纤维废气处理系统的防堵换热器，包括左管程壳体、右管程壳体、壳程壳体和若干换热管。左、右管程壳体左右相对，左、右管程壳体的外端分别为冷风进口和冷风出口。壳程壳体的两端分别为热风进口和热风出口；左、右管程壳体的内端分别封设有管板，换热管的两端分别固定于两块管板上且换热管的两端分别与冷风进口和冷风出口接通；左、右管程壳体、管板和换热管构成的整体设于壳程壳体内且热风流向与冷风流向相垂直，所述壳程壳体内设有风口朝向换热管的旋转吹灰器。本实用新型的换热器内设旋转吹灰器，可避免颗粒在换热管表面的聚集；管束可以单独抽出，便于内部的检修及深度清理。

技术研发人员：陈华林
受保护的技术使用者：浙江精功新材料技术有限公司
技术研发日：2019.09.23
技术公布日：2020.08.04