[實用新型]基于梯度蜂巢體和三維肋管的除塵換熱一體化裝置

有效

• 申請號: 201822037804.5
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN209512606U
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 廖強;付乾;丁玉棟;程旻;劉向軍;陳自勇;曲恒宇;周芳
• 申請（專利權）人: 重慶大學;北京科技大學
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;B01D46/24
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本實用新型提供一種基于梯度蜂巢體和三維肋管的除塵換熱一體化裝置，屬于工業節能環保技術領域。該裝置從外到內依次由復合梯度孔金屬蜂巢體、金屬支撐體以及三維內外肋管。復合梯度孔金屬蜂巢體由耐熱金屬絲通過編制加工而成，孔隙率呈橫縱向梯度變化，通過層疊堆置而成的蜂巢式過濾蓄換熱體；三維內外肋管是在換熱腔室或換熱管表面加工出三維離散肋結構的三維肋平板腔室或三維內外肋管。該裝置突破性地實現了對600℃?1200℃的高溫高含塵煙氣連續除塵與蓄換熱一體化處理，具有高效凈化、穩定蓄換熱、連續工作、壽命長等優點，余熱回收效率可達70％以上，除塵效率可達99％以上。

技術領域

本實用新型涉及工業節能環保技術領域，特別是指一種基于梯度蜂巢體和三維肋管的除塵換熱一體化裝置。

背景技術

在冶金、石化、建材、電力及其他行業中常產生高溫(>1000℃)高含塵(>2g/Nm³)工業煙氣。高溫煙氣中含有豐富的余熱，但也存在高濃度的飛灰顆粒，這些顆粒是大氣中PM2.5的主要來源之一。若將高溫高含塵工業煙氣直接排放到大氣中，不僅會造成能源浪費，還會導致環境污染問題。因此，對高溫高含塵煙氣進行除塵和余熱回收利用，對節能減排具有重要意義。

目前，高溫高含塵工業煙氣余熱回收利用效率不理想，換熱設備在高溫高含塵條件下存在換熱效率低、體積大、易積灰等缺點，除塵設備無法在高溫高含塵條件下高效除塵。這是因為受到除塵技術的限制、余熱回收裝置存在技術缺陷以及時變性的煙氣工況造成無法實現連續高效的余熱回收利用。在目前的除塵技術中，靜電除塵器以及顆粒床除塵器投資及能耗高、占地面積大；陶瓷膜除塵器因壓降高，產生的能耗大，抗熱震性很低，易發生斷裂，導致使用壽命較短。因此，工業上通常的做法是對高溫高含塵煙氣先進行降溫處理，主要方式是通過噴淋降溫或加入冷空氣降溫至200-300℃，再用袋式除塵器進行凈化，這種方式不僅造成了能源浪費，還會使余熱回收裝置直接暴露在高含塵煙氣環境中，導致換熱管表面出現積灰和磨損現象，嚴重影響換熱器的余熱回收效率和使用壽命。除此之外，傳統的余熱回收裝置換熱面積小，換熱不充分，導致排煙溫度居高不下，浪費了大量的余熱資源。在余熱回收過程中，工業設備往往不能保持穩定的運行工況，這就導致煙氣系統中的風量、溫度等重要參數間歇式地改變，當煙氣的風量和溫度驟降時，余熱回收裝置的熱負荷降低，從而嚴重影響了換熱器的余熱回收效率。

因此，若能在高溫煙氣環境中直接進行除塵處理，同時采用高效的換熱元件并耦合蓄熱結構進行余熱回收，開發設計出一種利用梯度蜂巢體實現煙氣除塵換熱一體化裝置及方法，可以同時解決高溫高含塵煙氣余熱回收效率不理想、除塵設備無法在高溫高含塵條件下高效除塵的技術瓶頸問題，并獲得顯著的余熱回收效果。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于梯度蜂巢體和三維肋管的除塵換熱一體化裝置。

該裝置包括復合梯度孔金屬蜂巢體、金屬支撐體和三維內外肋管，其中，復合梯度孔金屬蜂巢體包括孔隙率為ε₁的金屬蜂巢過濾體，孔隙率為ε₂的金屬蜂巢蓄換熱體，孔隙率為ε₃的金屬蜂巢蓄換熱體和孔隙率為ε₄的金屬蜂巢蓄換熱體，三維內外肋管包括三維外肋和三維內肋，孔隙率為ε₁的金屬蜂巢過濾體位于復合梯度孔金屬蜂巢體的最外層，孔隙率為ε₁的金屬蜂巢過濾體內部包裹孔隙率為ε₂的金屬蜂巢蓄換熱體，孔隙率為ε₃的金屬蜂巢蓄換熱體和孔隙率為ε₄的金屬蜂巢蓄換熱體，金屬支撐體夾于孔隙率為ε₁的金屬蜂巢過濾體、孔隙率為ε₂的金屬蜂巢蓄換熱體、孔隙率為ε₃的金屬蜂巢蓄換熱體和孔隙率為ε₄的金屬蜂巢換熱體相交處，三維內外肋管位于復合梯度孔金屬蜂巢體內側。