一種能同時脫除煙氣中粉塵和氮氧化物的蓄熱式換熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種能同時脫除煙氣中粉塵和氮氧化物的蓄熱式換熱器。
【背景技術】
[0002]換熱器是能量傳遞的關鍵設備，其性能直接關系到系統整體效率。常用的換熱器按換熱方式可大體分為間壁式、蓄熱式和直接接觸式換熱器三種類型。其中，間壁式換熱器體積龐大，在大型裝備上的應用會受到限制。應用在高含塵場合，積灰會嚴重降低換熱管傳熱系數。而且其主要材料是鋼材，在介質為腐蝕性氣體時會產生化學腐蝕破壞。回轉式空氣預熱器是蓄熱式換熱器中應用較廣泛的一種，目前主要應用在大型設備上。該換熱器具有結構緊湊、鋼耗少、布置方便等優點，而且蓄熱體可以靈活選擇，在采用非金屬材料耐腐蝕、耐沖刷能力強于間壁式換熱器。目前其面臨的主要難題是漏風量大，運行溫度不高，且在短期內難有大的突破。閥門切換型蓄熱式換熱器是另外一種蓄熱式換熱器，不存在漏風問題，運行溫度可達1000°c以上。最初的蓄熱體采用格子磚，加熱面積僅30m2/m3左右。20世紀80年代，在英國開始使用陶瓷球做為蓄熱體，加熱面積可達100?200m2/m3。90年代，日本開始使用蜂窩陶瓷蓄熱體，其換熱面積可達到1000m2/m3以上。蓄熱體的改進使得閥門切換型蓄熱式換熱器體積大幅減小，傳熱效率增加，但是該換熱器不足之處是由于流道孔徑很小，在高粉塵環境下長期運行會造成陶瓷孔的堵塞。綜合以上分析，以上幾種類型的換熱器難以應用在腐蝕含塵排放氣余熱回收領域。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足而提供一種高效換熱、除塵與脫硝有機結合，即可以用煙氣余熱預熱空氣，又可以同時脫除煙氣中的粉塵和氮氧化物等污染物，從而節約投資、提高效率的能同時脫除煙氣中粉塵和氮氧化物的蓄熱式換熱器。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0005]—種能同時脫除煙氣中粉塵和氮氧化物的蓄熱式換熱器，包括旋風分離器、蓄熱室和氣液分離器，所述旋風分離器設有煙氣進口和出氣口，所述旋風分離器的出氣口通過第一換向閥與熱空氣出口和至少一個所述蓄熱室的進口連接，所述蓄熱室從上到下依次設置有蓄熱層、SCR催化劑脫硝層和蜂窩狀蓄熱層，所述蓄熱室的進口設置在球狀蓄熱體陶瓷蓄熱層的上方，所述蜂窩狀蓄熱層的底部設有透氣防水層，所述蓄熱室在透氣防水層處設有出液口，所述蓄熱室內的頂部設有至少一組噴淋裝置，所述蓄熱室的出液口與氣液分離器的進口連接，所述蓄熱室的冷空氣出口通過第二換向閥與設置在旋風分離器內的空氣換熱管道連通，所述空氣換熱管道與旋風分離器的出氣口連通。
[0006]所述旋風分離器的外側包裹有保溫材料層。
[0007]所述空氣換熱管道呈螺旋狀設置在旋風分離器的內壁上。
[0008]所述氣液分離裝置采用斜板式氣液分離裝置。
[0009]所述蓄熱層采用球狀陶瓷蓄熱體作為蓄熱源，所述SCR催化劑脫硝層采用蜂窩狀的SCR催化劑，所述蜂窩狀蓄熱層由蜂窩狀蓄熱體陶瓷組成，所述蓄熱層、SCR催化劑脫硝層和蜂窩狀蓄熱層之間通過隔板隔離。
[0010]所述蓄熱室在球狀蓄熱體陶瓷蓄熱層的上方設有方便放入球狀蓄熱體的第一閥門，下方設有方便取出球狀蓄熱體的第二閥門。
[0011]作為本裝置的一種實施方式，所述蓄熱室設有兩個。
[0012]本實用新型中采用的蜂窩陶瓷蓄熱體能耐腐蝕并且可以充分吸收煙氣余熱，使排煙溫度降到150°c以下，甚至可到常溫；煙氣中SO2酸性氣產生的露點析出集液腔收集，達到節能減排的環保作用，由此可消除溫露點析出液對設備的腐蝕，也減少了 S02、NO2的排放，從而減低大氣污染。
[0013]在本實用新型中，煙氣在蓄熱室中首先進入的蓄熱段使用的是球狀蓄熱陶瓷，而球狀蓄熱陶瓷的一大優點就是便于裝卸，這樣便可以通過改變球狀蓄熱體陶瓷的量來控制煙氣在不同工況下進入SCR脫硝段的溫度，從而使得SCR催化劑能夠工作在較適宜的溫度，得到較高的脫硝效率；同時球狀蓄熱體陶瓷還可以在一定程度上對煙氣中的粉塵進一步過濾，為接下來蜂窩狀陶瓷的使用提供清潔無塵條件，在此段中灰塵積累量較高時可較為簡便的拆卸清洗。
[0014]由于在本實用新型中，煙氣最先進入的設備為旋風分離器，本實用新型使用的旋風分離器外層裹有高效保溫材料；其次為了進一步降低在旋風分離器中散失的熱量，本實用新型的冷空氣管道呈螺旋狀圍在旋風分離器的內壁上，這樣不僅加大了煙氣向外界散熱的熱阻，同時還利用冷空氣將煙氣溫度降低，減少散熱，進一步提高熱量的利用效率。
[0015]同時在飽和煙氣氣液分離方面，本裝置采用斜板式氣液分離裝置，可以達到理想的分離效果，從而大大減小了煙氣對環境的污染以及對其他設備的腐蝕傷害。
[0016]綜上所述，本實用新型與現有的技術相比所具有如下優點:
[0017](I)將旋風除塵器和蓄熱式陶瓷換熱器一體化，本實用新型采用的除塵器采用旋風式除塵器，高溫煙氣進入除塵器以后在離心力的作用下除去灰塵，除塵以后的煙氣再進入到蓄熱體進行換熱，采用此技術除塵效率可以到達90%，與常規除塵、換熱分別進行的技術相比，設備簡單、造價低、耐腐蝕能力增強，同時也為蜂窩陶瓷在本實用新型中的使用提供了可能。
[0018](2)將裝卸較易的球狀換熱陶瓷和涂有SCR催化劑的蜂窩狀陶瓷有機結合，可以通過調整球狀陶瓷的量來調整SCR催化劑的工作溫度，從而提高了本實用新型對不同工況的適應能力，而SCR催化劑的使用能降低尾部煙氣的NOx含量，從而達到環保的效果。
[0019](3)通過本實用新型余熱回收后煙氣的溫度可以達到露點以下，同時配合氣液分離器的使用不僅可以最大限度的回收煙氣中的能量，還能減少酸液對后面設備的損害與對環境的污染。
[0020](4)將蓄熱式換熱器模塊化，便于規模化生產。換熱器由多個相同模塊組成，模塊間不同時換向，降低換向過程對系統沖擊。多個模塊可以通過煙氣、預熱空氣總管與燃燒室連接，換熱器內流動換向而燃燒室內燃燒過程不換向，燃燒穩定，安全性高。此技術解決了蓄熱式換熱器在大型爐窯上應用的難題。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0022]圖2為本實用新型的蓄熱室剖面圖。
[0023]圖3為本實用新型的旋風分離器剖面圖