[發(fā)明專利]一種復(fù)合預(yù)熱器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010105613.3
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN101762169A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂天寶;劉飛
• 申請（專利權(quán)）人: 呂天寶;劉飛
• 主分類號: F27D13/00
• 分類號: F27D13/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣固、液固換熱反應(yīng)裝置，尤其涉及在高溫氣體與低溫物料直接熱交換、反應(yīng)分離的一種復(fù)合預(yù)熱器。

背景技術(shù)

在水泥、化工及冶金生產(chǎn)裝置中，常常需要一個氣體和固體進行高效換熱的設(shè)備，并要求阻力小、不結(jié)疤、不堵塞、氣固易分離的設(shè)備，如常用的立筒預(yù)熱器、旋風(fēng)預(yù)熱器等。

立筒預(yù)熱器由于結(jié)構(gòu)簡單，氣體通風(fēng)阻力小，適合含堿、氯、硫高的生料，不容易堵塞，不用旁路；不存在脹縮連接問題，漏風(fēng)量少；立筒是自承重結(jié)構(gòu)，因此土建投資費用較小。但立筒預(yù)熱器在熱工方面存在著很大缺點：在立筒預(yù)熱器中，物料與氣流主要進行逆流熱交換，物料在立筒中的每一個缽體內(nèi)既有分散又有聚合，如此反復(fù)循環(huán)，滿足熱交換和逆流運動，由于立筒本身分離效率較低，故一般還在上部串聯(lián)裝設(shè)旋風(fēng)筒，而且立筒預(yù)熱器由于物料分散不好，因此熱效率遠低于旋風(fēng)預(yù)熱器，故后來在國際市場上，立筒預(yù)熱器逐漸被淘汰。

國內(nèi)目前應(yīng)用的旋風(fēng)預(yù)熱器，大多數(shù)預(yù)熱效率比較低，入窯物料的碳酸鈣分解率只有30％左右，影響了窯的產(chǎn)能。現(xiàn)有技術(shù)的五級旋風(fēng)預(yù)熱器，在旋窖窖尾煙室和末級的旋風(fēng)筒之間有一個柱形的上升煙道，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致旋風(fēng)預(yù)熱器的預(yù)熱效果較差，使入窯物料的分解率達不到要求，一般情況下，生產(chǎn)能力為12.5t/h的五級旋風(fēng)預(yù)熱器產(chǎn)量也只有10t/h左右；生產(chǎn)能力為25t/h的窯產(chǎn)量也只有21t/h左右。因而既影響了窯的產(chǎn)量，也增加了能耗。這種五級旋風(fēng)預(yù)熱器技術(shù)，廠房高、阻力大、易堵塞和結(jié)疤，對原料堿、氯、硫含量要求嚴格，投資和動力消耗高。

回轉(zhuǎn)式烘干機是運轉(zhuǎn)設(shè)備，烘干物料時，靠內(nèi)部揚料板把物料揚起，在烘干機截面形成料幕，與進入的熱氣進行換熱，換熱效率低，易結(jié)疤，且烘干機直徑和長度尺寸大，投資高，容積產(chǎn)量低。由于是運轉(zhuǎn)設(shè)備，漏氣量高，散熱損失大，動力消耗高。

它們在阻力、能耗、效率、投資上都不能達到最佳。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在高溫狀態(tài)下能穩(wěn)定的高效氣固熱交換和分離的復(fù)合預(yù)熱器。

技術(shù)方案：為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種復(fù)合預(yù)熱器，其特征在于它包括偏錐室、噴騰室和分離器；

其中偏錐室上下兩端各設(shè)有一個開口，偏錐室下端為熱氣進口，偏錐室上端開口與噴騰室下端開口固定連接，偏錐室一側(cè)設(shè)有撒料閥；

噴騰室上端開口通過管道與分離器一側(cè)開口固定連接，管道上設(shè)有散料板，散料板上部設(shè)有進料口；

分離器上端設(shè)有氣體出口，分離器下端開口通過管道與偏錐室上的撒料閥固定連接，分離器下端管道上設(shè)有鎖風(fēng)閥。

所述的偏錐室一側(cè)為錐形，另一側(cè)上部為柱形下部為錐形，偏錐室下部錐形高度h₁與偏錐室高度h的比值h₁/h＝0.2～0.5，形成偏錐結(jié)構(gòu)；偏錐室的外殼是金屬鋼板，中間層是隔熱材料，內(nèi)層是耐火材料；上下兩端各設(shè)一開口；偏錐室偏心距e與偏錐室上截面橢圓半徑R₁的比值e/R₁＝0～3，h/R₁＝3～6；所述撒料閥位于偏錐室一側(cè)1/2～3/4高度處。

所述的噴騰室為柱形中空結(jié)構(gòu)，其中外殼是金屬鋼板，中間層是隔熱材料，內(nèi)層是耐火材料，上下兩端各設(shè)一開口，進口為錐臺形，出口為倒錐臺形，噴騰室高度h₂與偏錐室高度h的比值h₂/h＝0.5～0.8。

本發(fā)明的工作原理是：冷物料通過散料板3加入到噴騰室2出料口，與出噴騰室2熱氣流懸浮混合并熱交換一起進入分離器4，熱交換降溫后氣體從分離器4上端的開口排出，初步預(yù)熱的物料由分離器4分離后經(jīng)鎖風(fēng)閥5經(jīng)管道到撒料閥6進入偏錐室1，在偏錐室1中物料和從偏錐室1下端開口進入的高溫氣體在低速的懸浮狀態(tài)下，通過偏錐結(jié)構(gòu)作用做縱向和水平方向旋轉(zhuǎn)運動，少部分物料進入噴騰室2繼續(xù)與熱氣體在噴騰狀態(tài)下熱交換，出噴騰室2與加入的冷物料混合，大部分物料預(yù)熱后從偏錐室1下端開口排出。這樣達到粉狀固體和熱氣體充分熱交換，由于本預(yù)熱器在低速懸浮狀態(tài)下進行，運行阻力小。鎖風(fēng)閥5是保證下料流暢而不串氣。撒料閥6是保證進入偏錐室1的物料均勻撒散和熱氣混合。

偏錐室的功能是：底部進入高溫?zé)釟庀驀婒v室2流動時遇到加進物料，在偏錐室1內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)混合換熱，預(yù)熱后大部分物料從底部排出，其余隨氣流進入噴騰室，物料在偏錐室不結(jié)疤、不堵塞、阻力小。

噴騰室2的功能是：物料在內(nèi)部因截面風(fēng)速低而做噴騰運動，進一步強化換熱效果，而阻力小、不結(jié)疤、不堵塞。