[發(fā)明專利]逆流氣-固直接接觸換熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610040810.9
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105526808A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍奇志;張誠
• 申請（專利權(quán)）人: 霍奇志;張誠
• 主分類號: F28C3/12
• 分類號: F28C3/12
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 趙逸宸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種氣-固換熱器，特別是一種逆流氣-固(顆粒)直接接觸換熱器。

背景技術(shù)

目前從高溫氣體中回收熱能多采用金屬受熱面間接換熱，設(shè)備投資大，傳熱 效果差，當氣體溫度較高時，往往需要采用昂貴的合金鋼。

現(xiàn)有氣-固換熱設(shè)備分為蓄熱式和回轉(zhuǎn)筒式兩類：蓄熱式換熱器為非連續(xù)換 熱，最后仍需將熱能傳遞至氣體；回轉(zhuǎn)筒式換熱器采用交叉流換熱將熱量傳遞給 顆粒，該方式不但傳熱效果不甚理想且設(shè)備龐大。

基于上述問題，技術(shù)人員試圖開發(fā)逆流氣-固(顆粒)直接換熱器，也就是 使高溫氣流自下而上流動，冷顆粒則自上而下流動，氣固直接接觸，氣體逐漸被 降溫，而顆粒不斷被加熱。

如果氣固之間良好接觸，逆流換熱傳熱效果會非常好；許多廉價的顆粒耐火 程度高，顆粒終點溫度可以很高；顆粒直接換熱即使高溫煙氣中含有易形成沾污 的成分時亦與不會影響運行，因此，技術(shù)人員在在小尺度實驗設(shè)備上進行過研究， 但一直沒有在大尺度設(shè)備上成功應用的先例，其最大困難是如何保證氣固之間的 均勻接觸。

氣體和固體顆粒都有著很強的自我聚合性，一旦氣體或固體顆粒聚合就很難 將它們再分散，而氣體和顆粒的良好接觸是良好換熱的基本條件。因此，亟需提 供一種能夠?qū)崿F(xiàn)均勻分散、且能夠?qū)⒉痪鶆蛘{(diào)整為均勻的逆流氣-固直接接觸換 熱器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種逆流氣-固直接接觸換熱器，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)無法保證 氣固之間均勻接觸的問題。

本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下：

該逆流氣-固直接接觸換熱器，包括用于進行氣固換熱的垂直通道，氣體進 口設(shè)置于垂直通道下方或底部，固體顆粒進口設(shè)置于垂直通道上方或頂部，氣體 出口設(shè)置于垂直通道上方側(cè)壁，所述固體顆粒通過包括至少一個布料元件的顆粒 分布器進入垂直通道內(nèi)，一個布料元件承擔0.1-0.3m²垂直通道橫截面面積；所 述布料元件的顆粒流量可通過充氣量調(diào)節(jié)。

上述布料元件包括依次連接的垂直小管、直角彎、水平小管和垂直管，垂直 管上口排出經(jīng)垂直小管通道充入的氣體，垂直管下口設(shè)置有分布傘，其中垂直小 管上設(shè)置有孔徑為1-3mm的充氣孔，充氣孔高度設(shè)置在直角彎水平中心線上 1.8-2.4倍管徑處；所述固體顆粒首先進入垂直小管，后經(jīng)直角彎轉(zhuǎn)為水平流動， 再經(jīng)垂直管下口設(shè)置的分布傘進入換熱器的垂直通道內(nèi)。

上述垂直通道的橫截面為圓形或長寬比大于3的長方形。

上述氣體出口為3個或3個以上；各氣體出口對應一組布料元件。

上述垂直通道的橫截面為圓形時，氣體出口均勻布置在垂直通道側(cè)壁上；所 述各氣體出口處均設(shè)置有溫度檢測設(shè)備，依據(jù)出口間溫度差，調(diào)節(jié)所對應元件組 的顆粒流量；溫度偏高者，增加流量；溫度偏低者，減少流量。

上述垂直通道的橫截面為圓形時，氣體出口均勻布置在垂直通道側(cè)壁上；所 述各氣體出口處均設(shè)置有溫度檢測設(shè)備依據(jù)出口間溫度差，調(diào)節(jié)所對應元件組的 顆粒流量；溫度偏高者，增加流量；溫度偏低者，減少流量。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

該逆流氣-固直接接觸換熱器保證了氣固之間的均勻接觸，且設(shè)備體積較小， 適于工業(yè)生產(chǎn)中推廣應用。

附圖說明

圖1為逆流氣-固直接接觸換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為布料元件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圓形氣體出口與布料元件組示意圖；

圖4為矩形氣體出口與布料元件組示意圖；

附圖明細如下：

1-氣體；2-換熱器垂直通道；3-顆粒；4-顆粒分布器；5-物料；6-垂直小管； 7-直角彎；8-充氣孔；9-垂直管；10-垂直管上口；11-分布傘；12-顆粒倉；13- 氣體出口。

具體實施方式

本發(fā)明主要解決氣體和固體顆粒如何保證均勻分散、如何判斷分散程度又如 何將不均勻調(diào)整為均勻的問題。所依據(jù)的原理是：固體顆粒吸收高溫氣體中的熱 量，氣體在換熱器垂直通道內(nèi)自下而上流動，固體顆粒自上而下流動，在逆向流 動過程中完成熱交換。