一种利用烟气余热的固体蓄热系统的制作方法

本实用新型属于烟气余热利用领域，特别是涉及一种利用烟气余热的固体蓄热系统。

背景技术：

某些工业生产过程中会产生大量的高温烟气（800℃以上），比如蓄热式热力焚烧炉处理挥发性有机化合物时，瓦斯氧化装置处理煤矿瓦斯过程中，以及钢厂生产钢铁过程中。这些烟气如果直接排入空气中的，不但会污染环境，而且会造成大量的热能浪费。这部分热能的品位很高，其回收利用是本领域技术人员研究的热点。然而这种高温烟气往往具有波动性和间歇性的特点，对其实际应用造成不利影响。

固体蓄热系统具有安全性高、成本低等许多优点，被广泛应用到工业供热和居民采暖领域。一般的固体蓄热系统使用谷电电能作为输入能源，仅仅依靠为企业节省电费来实现自身价值，系统本身是并不具备节能减排功能的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种利用烟气余热的固体蓄热系统，解决高温烟气的波动性和间歇性导致的余热利用困难，使高温烟气余热得到最大化利用，从而实现节能减排目的。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种利用烟气余热的固体蓄热系统，包括固体蓄热装置、混风器、第一换热器和第二换热器，固体蓄热装置的输出端连接混风器的输入端，混风器的输出端连接第一换热器的热源入口，第一换热器的热源出口连接第二换热器的热源入口；还包括热源输入管道，热源输入管道通过第一支路与固体蓄热装置的输入端连接，通过第二支路与混风器的输入端连接，第一支路上设置第一阀门，第二支路上设置第二阀门。

进一步的，所述的固体蓄热系统，第二换热器冷源出口通过分支管道分别与固体蓄热装置的输入端和混风器的输入端连接，其中与固体蓄热装置的输入端通过第三分支管道连接，与混风器的输入端通过第四分支管道连接，第三分支管道上设置第三阀门，第四分支管道上设置第四阀门。

进一步的，所述的固体蓄热系统，固体蓄热装置、混风器、第一换热器和第二换热器之间通过风管连接。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型可以有效解决烟气流量或供热负荷波动带来的影响，能实现削峰填谷，使烟气热量得到最大化的利用。在烟气流量较大或供热负荷较小时，将多余的烟气热量存储到固体蓄热装置中；当烟气流量较小或供热负荷较大时，将固体蓄热装置所储热量释放出来。

2、本实用新型使用高温烟气直接对固体蓄热装置进行充热，不再使用谷电进行充热，真正的实现了节能减排。

3、本实用新型使用多级换热，可以使出口烟气温度降至最低，提高了烟气热量利用率。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为实施例1提供的利用烟气余热的固体蓄热系统示意图；

图1中，1-固体蓄热装置，2-混风器，3-第一换热器，4-第二换热器，5-第一阀门，6-第二阀门，7-第三阀门，8-第四阀门。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种利用烟气余热的固体蓄热系统，如图1所示，

包括固体蓄热装置1、混风器2、第一换热器3和第二换热器4；所述固体蓄热装置1、混风器2、第一换热器3和第二换热器4通过风管依次连接；热源输入管道通过第一支路与固体蓄热装置1的输入端连接，通过第二支路与混风器2的输入端连接，第一支路上设置第一阀门5，第二支路上设置第二阀门6；第二换热器4换热介质出口通过分支管道分别与固体蓄热装置1的输入端和混风器2的输入端连接，其中与固体蓄热装置1的输入端通过第三分支管道连接，与混风器2的输入端通过第四分支管道连接，第三分支管道上设置第三阀门7，第四分支管道上设置第四阀门8。

本实施例中，固体蓄热装置1的输入端与热源输入管道连接，通过第一阀门5实现控制；混风器2输入端通过第二阀门6与热源管道连接；所述第二换热器4分别通过第三阀门7和第四阀门8与固体蓄热装置1和混风器2相连；所述第二换热器4的冷源介质直接采用空气。

本实施例提供的利用烟气余热的固体蓄热系统在烟气流量较大或供热负荷较小时，将多余的烟气热量存储到固体蓄热装置1中，此时系统边蓄边放；当烟气流量较小或供热负荷较大时，将固体蓄热装置1所储热量释放出来，此时系统只放不蓄。

边蓄边放时，打开第一阀门5、第二阀门6和第四阀门8，关闭第三阀门7。900℃的高温烟气从热源输入管道流入系统中分成两部分，一部分直接流入混风器2，另一部分给固体蓄热装置1充热后流入混风器2。环境空气从第二换热器4的冷源入口进入系统，被第二换热器4加热后流入混风器2，与高温烟气混合调温到300℃，然后流入第一换热器3中与第一换热器3中的用热介质热交换，该用热介质可以为水、导热油或空气等。经过第一换热器3后，烟气温度被降低到100-150℃，流入第二换热器4，与环境空气进一步换热，降温到50℃以下后流入烟气处理装置。整个过程中，固体蓄热装置1的温度可以由350℃缓慢升高到800℃。

只放不蓄时，关闭第一阀门5，打开第二阀门6、第三阀门7、第四阀门8。900℃的高温烟气从热源输入管道直接流入混风器2。环境空气从第二换热器4的冷源入口进入系统，被第二换热器4加热后分成两路，一路直接流入混风器2，另一路流入固体蓄热装置1中被固体蓄热装置1加热后再流入混风器2。高温烟气与空气在混风器2中混合调温到300℃，然后流入第一换热器3中与第一换热器3中的用热介质进行换热。经过第一换热器3后，烟气温度被降低到100-150℃，流入第二换热器4，与环境空气进一步换热，降温到50℃以下后流入烟气处理装置。整个过程中，固体蓄热装置1的温度由800℃缓慢降低到350℃。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：

1.一种利用烟气余热的固体蓄热系统，其特征在于，包括固体蓄热装置（1）、混风器（2）、第一换热器（3）和第二换热器（4），固体蓄热装置（1）的输出端连接混风器（2）的输入端，混风器（2）的输出端连接第一换热器（3）的热源入口，第一换热器（3）的热源出口连接第二换热器（4）的热源入口；还包括热源输入管道，热源输入管道通过第一支路与固体蓄热装置（1）的输入端连接，通过第二支路与混风器（2）的输入端连接，第一支路上设置第一阀门（5），第二支路上设置第二阀门（6）。

2.根据权利要求1所述的固体蓄热系统，其特征在于，第二换热器（4）冷源出口通过分支管道分别与固体蓄热装置（1）的输入端和混风器（2）的输入端连接，其中与固体蓄热装置（1）的输入端通过第三分支管道连接，与混风器（2）的输入端通过第四分支管道连接，第三分支管道上设置第三阀门（7），第四分支管道上设置第四阀门（8）。

3.根据权利要求1所述的固体蓄热系统，其特征在于，固体蓄热装置（1）、混风器（2）、第一换热器（3）和第二换热器（4）之间通过风管连接。

技术总结
本实用新型公开了一种利用烟气余热的固体蓄热系统，包括固体蓄热装置、混风器、第一换热器和第二换热器；所述固体蓄热装置、混风器、第一换热器和第二换热器通过风管依次连接；固体蓄热装置通过第一阀门与热源输入管道连接；所述混风器通过第二阀门与热源输入管道连接；所述第一换热器上设置有用热介质入口和用热介质出口；所述第二换热器冷源出口分别通过第三阀门和第四阀门与固体蓄热装置和混风器相连。本实用新型可解决高温烟气的波动性和间歇性导致的余热利用困难的问题，使高温烟气余热得到最大化利用，从而实现节能减排目的。

技术研发人员：马斌
受保护的技术使用者：马斌
技术研发日：2020.04.17
技术公布日：2020.12.15