[發明專利]一種熱管的螺旋耦合離心式含灰廢液余熱回收裝置

在審

• 申請號: 202110057006.2
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112484543A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 張綺妍
• 申請（專利權）人: 天津富蘭克能源科技有限公司
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28F9/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種熱管的螺旋耦合離心式含灰廢液余熱回收裝置，包括螺旋換熱區、離心換熱區、殼體、管板和熱管，所述螺旋換熱區和所述離心換熱區由所述管板隔開，所述熱管通過所述管板開孔，貫穿所述螺旋換熱區和所述離心換熱區，所述熱管的冷凝段置于所述螺旋換熱區，所述熱管的蒸發段置于所述離心換熱區；所述螺旋換熱區包括螺旋板、冷流進口、冷流出口和排氣口，所述冷流進口在所述螺旋板幾何中心位置的正上方，所述熱管沿所述螺旋板的螺旋線排布，所述排氣口在所述螺旋換熱區殼體頂部；所述離心換熱區包括廢液進口和廢液出口，所述廢液進口在所述離心換熱區殼體的切線方向，所述離心換熱區下部呈錐形，錐形收口為所述廢液出口。采用這種余熱回收裝置，可解決含灰廢液堵塞換熱流道致使余熱回收設備失效的問題，高效地實現低溫、含灰廢液余熱資源轉化，減少環境熱污染。

技術領域

本發明涉及一種廢液余熱回收裝置，特別是一種熱管的螺旋耦合離心式含灰廢液余熱回收裝置，屬于余熱回收技術領域。

背景技術

可供人類開發利用的化石能源儲量日漸縮減，這是世界范圍內環境面臨的嚴峻問題，這迫使我們向能源的高效利用、清潔能源開發等方向尋求解決途徑。余熱資源的回收利用是提高能源利用率的重要手段，據統計，工業中可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%，余熱回收潛力巨大。因此，對余熱資源進行回收利用以滿足生產、生活所需，實現余熱的資源化利用，對節約能源和減少熱污染均有重要意義。

冶金、化工等行業存在較為豐富的污廢液余熱資源，而現有技術多立足于中、高溫廢氣余熱的回收利用，對廢液余熱尤其是低溫、含灰廢液余熱的回收尚存在諸多不足。由于低溫熱源的換熱驅動力小，低溫余熱回收裝置多存在效率低、體積大等特點；含灰廢液余熱回收的瓶頸在于廢液中雜質對換熱裝置的影響，換熱裝置容易出現堵塞失效、效率極差、壽命短的問題，甚至因余熱回收裝置的堵塞導致整個工藝線路壓力異常、危險運行。這樣不僅達不到預期換熱效果，還可能造成嚴重人身、財產損失，因此，對低溫、含灰廢液的研究還尚有一定的提升空間。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱管的螺旋耦合離心式含灰廢液余熱回收裝置，通過運用流體動力學優化余熱回收裝置的結構，達到增強傳熱、傳質效果，解決裝置堵塞的問題，實現低溫、含灰廢液的余熱回收。

為了達到上述目的，本發明提供了一種熱管的螺旋耦合離心式含灰廢液余熱回收裝置，包括螺旋換熱區、離心換熱區、殼體、管板和熱管，所述螺旋換熱區和所述離心換熱區由所述管板隔開，所述熱管通過所述管板開孔，貫穿所述螺旋換熱區和所述離心換熱區，所述熱管的冷凝段置于所述螺旋換熱區，所述熱管的蒸發段置于所述離心換熱區；所述螺旋換熱區包括螺旋板、冷流進口、冷流出口和排氣口，所述冷流進口在所述螺旋板幾何中心位置的正上方，所述熱管沿所述螺旋板的螺旋線排布，所述排氣口在所述螺旋換熱區殼體頂部；所述離心換熱區包括廢液進口和廢液出口，所述廢液進口在所述離心換熱區殼體的切線方向，所述離心換熱區下部呈錐形，錐形收口為所述廢液出口。

含灰廢液從所述廢液進口以一定初始速度沿切向方向進入所述離心換熱區，在離心力和重力的作用下沿所述離心換熱區殼體盤旋向下流動，從所述廢液出口排出；冷流體由所述冷流進口進入所述螺旋換熱區，由于所述螺旋板的存在，冷流體沿所述螺旋板流線依次流過沿所述螺旋板排布的所述熱管，與所述熱管冷凝段湍流換熱，吸收由所述熱管帶來的廢液余熱，通過所述冷流出口排出。采用這種結構，含灰廢液與冷流體不直接接觸，含灰廢液與所述熱管的蒸發段進行湍流換熱，冷流體與所述熱管的冷凝段進行湍流換熱，傳熱系數高，效果好；由于流體的連續掃略、沖刷，廢液中雜質不會在所述熱管和所述殼體壁面上長時間附著，且所述廢液出口位于重力作用方向的底端，廢液中雜質在重力和流體曳力作用下隨廢液從所述廢液出口排出，而不會在余熱回收裝置內形成沉積，避免堵塞；所述排氣口用來平衡裝置內外壓差，利于液體的流通。

優化地，所述熱管沿所述螺旋板的螺旋線等中心距分布，任意兩相鄰所述熱管的中心距相等，所述熱管分布密度均勻。

優化地，所述熱管豎直布置或與豎直方向呈0~45度夾角布置。采用這種結構，進一步增強所述熱管的換熱性能和布置靈活性。