[實用新型]一種蓄熱式氣體加熱裝置

有效

• 申請號: 201520291569.8
• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN204739584U
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 李愛民;胡超
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/14;F23D14/66
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李寶元;梅洪玉

技術領域

本實用新型屬于蓄熱式換熱和加熱領域，涉及一種燃氣和空氣的蓄熱式加熱裝置，可廣泛應用于各類氣體物料的高溫、高效加熱領域。

背景技術

蓄熱式加熱技術于19世紀就開始用于玻璃熔爐、高爐熱風爐等規模大且溫度高的爐子，由于這種技術最大程度上利用了高溫煙氣的顯熱，經過加熱后的空氣和燃氣可顯著地提高理論燃燒溫度和燃燒效率，并且拓展了可用燃料的熱值范圍，低熱值燃料也可以用于高溫工業窯爐。另外，預熱后的燃氣和空氣將形成與傳統燃燒方式迥然不同的新型燃燒類型，改善了爐膛的溫度分布，創造出爐內優良的均勻溫度場分布，甚至可以避免大量氮氧化物NOx的生成，產生了顯著的經濟效益和社會效益。

目前這項技術仍存在設計和操作方面的理論問題，比如：蓄熱爐和燃燒室仍未適應其要求，日常維護比較麻煩，而且加熱效率較低，因此限制了這種技術的推廣。

實用新型內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型提供一種結構緊湊、高效加熱的蓄熱式氣體加熱裝置。

本實用新型的技術方案是：

一種蓄熱式氣體加熱裝置，其特征在于，該蓄熱式氣體加熱裝置包括隔斷式多孔陶瓷蓄熱室、四通低溫換向閥和三通高溫換向閥；隔斷式多孔陶瓷蓄熱室A的上方與燃燒噴嘴1相連，下方與四通低溫換向閥相連；隔斷式多孔陶瓷蓄熱室B上方與燃燒噴嘴2相連，下方與四通低溫換向閥相連；燃氣和空氣經過混合腔室1和混合腔室2分別與燃燒噴嘴1和燃燒噴嘴2相連；四通低溫換向閥與待加熱氣體入口和煙氣出口相連；隔斷式多孔陶瓷蓄熱室A和隔斷式多孔陶瓷蓄熱室B的上方通過三通高溫換向閥相通。

所述的隔斷式多孔陶瓷蓄熱室中填充若干多孔陶瓷模塊，彼此之間由空氣隔斷，且相互串聯；隔斷式多孔陶瓷蓄熱室上部預留部分空間，用于燃氣的燃燒反應。蓄熱室上部預留部分空間，用于燃氣的燃燒反應。由于陶瓷模塊之間傳熱受阻，因此蓄熱室的入口和出口溫差很大，燃燒煙氣出口溫度可降至很低，待加熱氣體可被加熱至很高溫度，能量傳遞效率和利用效率很高。

所述的多孔陶瓷模塊采用蜂窩陶瓷或泡沫陶瓷，單位體積的傳熱面積為500～1500m²/m³。

所述的四通低溫換向閥和三通高溫換向閥按照設定的時間周期性改變方向，高溫煙氣和待加熱氣體周期性反向通過兩個隔斷式多孔陶瓷蓄熱室，以多孔陶瓷模塊為中間媒介，完成熱量從高溫煙氣到待預熱氣體的傳遞過程。

用所述的蓄熱式氣體加熱裝置的方法，燃氣和空氣在混合腔室1中混合，由燃燒噴嘴1導入隔斷式多孔陶瓷蓄熱室A，并在隔斷式多孔陶瓷蓄熱室A上部空間充分燃燒，燃燒后產生的高溫煙氣進入隔斷式陶瓷孔道內，與多孔陶瓷進行充分熱量交換，其溫度降至200℃以下，由下方排出隔斷式多孔陶瓷蓄熱室A，經過四通低溫換向閥排入大氣；與此同時，待加熱的冷氣體通過四通低溫換向閥進入另一側已經在上一個換向周期內被高溫煙氣預熱的隔斷式多孔陶瓷蓄熱室B，冷空氣被加熱到1000℃以上，從上方排出隔斷式多孔陶瓷蓄熱室B后，經三通高溫換向閥排出，完成加熱過程；在后半周期中，改變四通低溫換向閥和三通高溫換向閥的方向，改變兩個隔斷式多孔陶瓷蓄熱室的功用，前半周期通燃氣和空氣的隔斷式多孔陶瓷蓄熱室A改通冷氣體，前半周期通冷氣體的隔斷式多孔陶瓷蓄熱室B改通高溫燃燒煙氣；如此反復，連續加熱冷氣體，產生流量穩定的高溫氣體。

所述的蓄熱式氣體加熱裝置用于加熱的氣體包括煤氣、天然氣、液化石油氣、甲烷、氫氣、空氣或氧氣。

這種新型高效的蓄熱式加熱技術的主要優點有：(1)熱效率大幅度提高，排煙溫度可以控制在150℃以下，熱量利用率達90％以上；(2)待加熱氣體的預熱溫度大幅度提高，可以預熱至1000℃以上；(3)這種加熱爐不同于傳統燒嘴加熱爐，不必在爐前操作，可實現遠程自動化控制，減少勞動強度。

附圖說明

圖1是蓄熱式氣體加熱裝置前半周期工作流程圖。

圖2是蓄熱式氣體加熱裝置后半周期工作流程圖。

圖中：A隔斷式多孔陶瓷蓄熱室A；B隔斷式多孔陶瓷蓄熱室B；

V1三通高溫換向閥；V2四通低溫換向閥；M1燃燒噴嘴1；M2燃燒噴嘴2；

R1混合腔室1；R2混合腔室2。

具體實施方式

下面通過實施例和附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。

在此需要說明的是，對于這些實施例的說明用于幫助理解本實用新型，但并不構成對本實用新型的限定。