热管式烟气煤粉加热装置.pdf

本发明涉及热管式烟气煤粉加热装置，包括烟气余热回收单元和煤粉加热单元，烟气余热回收单元包括第一壳体，第一壳体顶部具有烟气进口、底部具有烟气出口，第一壳体内支撑有一组第一横向换热管，第一横向换热管具有第一工质入口和第一工质出口；煤粉加热单元包括具有第二壳体的换热腔，第二壳体具有第二工质入口和第二工质出口，第一工质入口经管道与第二工质出口连通，第二工质入口经管道与第一工质出口连通；第二壳体内设有一组第二横向换热管，第二横向换热管具有与分配器密封连通的煤粉进口、与收集器密封连通的煤粉出口。本发明可将高温烟气的余热回收，并用于加热煤粉，利于节约能源。

1.  一种热管式烟气煤粉加热装置，包括烟气余热回收单元和煤粉加热单元，其特征是，
所述烟气余热回收单元包括第一壳体，所述第一壳体顶部具有烟气进口、底部具有烟气出口，所述第一壳体内支撑有一组第一横向换热管，所述第一横向换热管具有第一工质入口和第一工质出口；
所述煤粉加热单元包括具有第二壳体的换热腔，所述第二壳体具有第二工质入口和第二工质出口，所述第一工质入口经管道与第二工质出口连通，所述第二工质入口经管道与第一工质出口连通；所述第二壳体内设有一组第二横向换热管，所述第二横向换热管具有与分配器密封连通的煤粉进口、与收集器密封连通的煤粉出口。

2.  根据权利要求1所述热管式烟气煤粉加热装置，其特征是，所述煤粉加热单元中，所述分配器的一端与外部含有煤粉的气源连通、另一端与分配孔板密封固连，所述分配孔板具有一组与第二横向换热管一一对应的通孔，所述通孔与对应第二横向换热管的煤粉进口密封连通；所述分配孔板朝向分配器内部的一侧设有一组突起，所述突起位于两相邻通孔之间、或位于通孔与分配器侧壁之间；所述突起一端与分配孔板固连，突起朝向分配器内部的另一端呈弧形、或为尖劈，所述突起的一端和另一端之间以平滑线形的侧壁过渡连接。

3.  根据权利要求2所述热管式烟气煤粉加热装置，其特征是，所述突起的一端边缘与其相邻的通孔边缘相切或平齐；所述突起的侧壁为直线形或凸向突起外侧的弧线形。

4.  根据权利要求3所述热管式烟气煤粉加热装置，其特征是，所述突起的另一端和侧壁共同呈平滑的流线形。

5.  根据权利要求2或3或4所述热管式烟气煤粉加热装置，其特征是，所述突起为实心，且由耐磨材料制成。

6.  根据权利要求2或3或4所述热管式烟气煤粉加热装置，其特征是，所述第二横向换热管煤粉进口的边缘不超过分配孔板通孔位于分配器内的边 缘。

7.  根据权利要求2或3或4所述热管式烟气煤粉加热装置，其特征是，所述换热腔有一组，各换热腔的第二工质入口分别经管道与第一工质出口连通，各换热腔的第二工质出口分别经管道与第一工质入口连通。

8.  根据权利要求7所述热管式烟气煤粉加热装置，其特征是，所述换热腔的壳体内还设有工质折流板。

9.  根据权利要求2或3或4所述热管式烟气煤粉加热装置，其特征是，所述分配器、收集器分别呈棱台状或圆台状，且分配器、收集器的面积较小的底面分别朝向第二横向换热管。

热管式烟气煤粉加热装置
技术领域
本发明涉及一种热管式烟气煤粉加热装置，属于余热回收利用技术领域。
背景技术
据申请人了解，在冶金工业生产中，冶金高炉内需要产生高于1200℃的热风，达到这么高的温度，需要高热值的燃料，通常的燃料为焦炭。焦炭通过煤进行炼焦而来，成本较高。降低成本的一种有效方法是用煤粉代替焦炭。将煤块磨成煤粉，经压缩气体输送入高炉内燃烧。
目前，对喷入高炉内煤粉的加热方法之一，即是在煤粉管道的外面加一套管，套管与煤粉管的间隙内通入高温、高压的蒸汽，由蒸汽冷凝降温放出的热量加热煤粉，这样的方法由于管线较长，沿途蒸汽冷凝后的水大多被排放，导致消耗了大量的高品位的高温高压的蒸汽，造成能源的浪费。
加热煤粉的方法之二，是将输送煤粉的压力气体采用通常的方法加热，如烟气加热压力氮气等，后将热的压力气体和冷煤粉混合，提高煤粉的温度。这种方法，由于压力气体在混合物中所占的比例极其少，通常质量比例只有不到10％，所以，即使压力气体被加热到很高的温度，最后的混合温度也不高。
此外，经检索发现，专利号94242516.2的中国实用新型专利公开了一种扩口螺纹管换热器，含固体颗粒的高温气体进入换热器的水平换热管，低温工质则流经换热管外部吸收余热。该换热器的主要不利之处在于：在换热器进口处，相邻换热管之间存在盲区，含固体颗粒的高温气体在进入换热管时，击打在这些盲区的固体颗粒很容易因失速而积聚在换热器进口处的底部，并最终导致换热器进口处堵塞。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种热管式烟气煤粉加热装置，可将高温烟气的余热回收，并用于加热煤粉，利于节约能源。
本发明解决其技术问题的技术方案如下：
一种热管式烟气煤粉加热装置，包括烟气余热回收单元和煤粉加热单元，烟气余热回收单元包括第一壳体，第一壳体顶部具有烟气进口、底部具有烟气出口，第一壳体内支撑有一组第一横向换热管，第一横向换热管具有第一工质入口和第一工质出口；煤粉加热单元包括具有第二壳体的换热腔，第二壳体具有第二工质入口和第二工质出口，第一工质入口经管道与第二工质出口连通，第二工质入口经管道与第一工质出口连通；第二壳体内设有一组第二横向换热管，第二横向换热管具有与分配器密封连通的煤粉进口、与收集器密封连通的煤粉出口。
申请人在深入地实践研究后认为，如能通过采用固体颗粒换热器、将高温烟气的余热回收与煤粉加热联合起来，则可有效解决现有技术存在的问题。上述结构中，先由烟气余热回收单元回收高温烟气的余热，再由煤粉加热单元加热煤粉，实现余热回收利用。
本发明所要进一步解决的技术问题是：改进煤粉加热单元，使其结构简单，能有效避免固体颗粒的积聚，避免浪费气流能量，具有良好的耐磨损性能。
为实现该目的，本发明进一步完善的技术方案如下：
优选地，煤粉加热单元中，分配器的一端与外部含有煤粉的气源连通、另一端与分配孔板密封固连，分配孔板具有一组与第二横向换热管一一对应的通孔，通孔与对应第二横向换热管的煤粉进口密封连通；分配孔板朝向分配器内部的一侧设有一组突起，突起位于两相邻通孔之间、或位于通孔与分配器侧壁之间；突起一端与分配孔板固连，突起朝向分配器内部的另一端呈弧形、或为尖劈，突起的一端和另一端之间以平滑线形的侧壁过渡连接。
该优选结构中，具有通孔和突起的分配孔板可起到引导作用，煤粉在气流的输送下，顺着突起、通孔流进第二横向换热管内，这样就有效避免了固体颗粒的积聚。同时，突起代替分配孔板直接面向由气流输送而来的煤粉，可避免分配孔板的磨损，而突起在磨损后也便于更换。
本发明更进一步完善的技术方案如下：
优选地，突起的一端边缘与其相邻的通孔边缘相切或平齐；突起的侧壁为直线形或凸向突起外侧的弧线形。
更优选地，突起的另一端和侧壁共同呈平滑的流线形。
优选地，突起为实心，且由耐磨材料制成。
采用以上优选结构后，不仅能实现更好地引流效果，还能进一步提高突起的耐磨性能。
优选地，第二横向换热管煤粉进口的边缘不超过分配孔板通孔位于分配器内的边缘。这样可进一步避免第二横向换热管末端直接与煤粉碰撞而磨损。
优选地，换热腔有一组，各换热腔的第二工质入口分别经管道与第一工质出口连通；各换热腔的第二工质出口分别经管道与第一工质入口连通。
优选地，换热腔的壳体内还设有工质折流板。
优选地，分配器、收集器分别呈棱台状或圆台状，且分配器、收集器的面积较小的底面分别朝向第二横向换热管。
本发明可将高温烟气的余热回收，并用于加热煤粉，利于节约能源。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为图1实施例分配器的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
实施例
如图1所示，本实施例的热管式烟气煤粉加热装置包括烟气余热回收单元1和煤粉加热单元2，烟气余热回收单元1包括第一壳体3，第一壳体3顶部具有烟气进口4、底部具有烟气出口5，第一壳体3内支撑有一组第一横向换热管6，第一横向换热管6具有第一工质入口7和第一工质出口8；煤粉加热单元2包括具有第二壳体9的换热腔10，第二壳体9具有第二工质入口11和第二工质出口12，第一工质入口7经管道与第二工质出口12连通，第二工 质入口11经管道与第一工质出口8连通。
具体而言，换热腔10有一组，各换热腔10的第二工质入口11分别经管道与第一工质出口8连通；各换热腔10的第二工质出口12分别经管道与第一工质入口7连通。换热腔10的壳体内还设有工质折流板13。
第二壳体9内设有一组第二横向换热管14，第二横向换热管14具有与分配器15密封连通的煤粉进口16、与收集器17密封连通的煤粉出口18。如图2所示，分配器15的一端与外部含有煤粉的气源连通、另一端与分配孔板19密封固连，分配孔板19具有一组与第二横向换热管14一一对应的通孔20，通孔20与对应第二横向换热管14的煤粉进口16密封连通；分配孔板19朝向分配器15内部的一侧设有一组突起21，突起21位于两相邻通孔20之间、或位于通孔20与分配器15侧壁之间；突起21一端与分配孔板19固连，突起21朝向分配器15内部的另一端呈弧形、或为尖劈，突起21的一端和另一端之间以平滑线形的侧壁过渡连接。
具体而言，突起21的一端边缘与其相邻的通孔20边缘相切或平齐；突起21的侧壁为直线形或凸向突起21外侧的弧线形。突起21的另一端和侧壁共同呈平滑的流线形。突起21为实心，且由耐磨材料制成。第二横向换热管14煤粉进口16的边缘不超过分配孔板19通孔20位于分配器15内的边缘。
此外，分配器15、收集器17分别呈棱台状或圆台状，且分配器15、收集器17的面积较小的底面分别朝向第二横向换热管14。
运行过程如下：
一方面，将高温烟气通入烟气余热回收单元，第一横向换热管内的工质吸收热量后从液体变成蒸汽，并流入煤粉加热单元。另一方面，第二横向换热管内的工质放热后从蒸汽变成液体，并流入烟气余热回收单元，与此同时，气流输送的煤粉吸收热量后温度升高，实现煤粉加热。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。