Регенеративный теплообменник

 

00ЮЭ СаЕЕТСНИХ

О ЦМФОМ .

pFCflYSJIHH

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 7 4

lб

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) Д356218/24-06 (22) 13,11.81 (4б) !5.08.83. Бюл. № 30 (72) М. С. Бройт, В.. И. Хныжов, Я. А. Слободчиков, В. Е. Зиберов и В. М. Арашкевич (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной . металлургии и огиеупоров «ВНИИзнергоцветмет» (53) 621.187.3 (088.8) (56) 1. Горбис 3. P. и др. Теплообменники с проточными дисперсными теплоносителями. М., «Энергия», !975, с. 208, рис. 7 — б.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 702216, кл. F 23 L 1502, 1973.

Э(щ) f 23 0 IS/02 F 28, D !9/00 (54) (57) Г РЕГЕНЕРАТИВНЬЩ ТЕПДООБМЕННИК, содержащий разделенные промежуточным запорным узлом камеры нагрева и охлаждения с неподвижной.насадкой; покрытой расплавом жидкого промежуточного теплоносителя, и снабженные патрубками подвода и отвода греющего и нагреваемого агентов, а также промежуточного теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, каждый патрубок отвода подключен к соответствующей камере выше своего патрубка подвода, а неподвижная насадка выполнена из зернистого материала.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен механизмом очистки, выполненным в виде лопастей, шарнирно соединенных с тягами, установленными на . I

С3 подвижных тележках.

Изобретение относится к, теплотехнике, в частности к теплообменным аппаратам, и может использоваться для утилизации тепла и очистки высокотемпературных отходящих газов промышленных печей в цветной с и черной металлургиях.

Известен высокотемпературный теплообменник с промежуточным сыпучим теплоноси телем, предназначенный для нагрева возду.ха, содержащий корпус, разделенный на две, снабженные распределителями и патрубками для подвода и отвода газов, камеры, промежуточный запорный узел и устройство для подачи и отвода промежуточного сыпучего теплоносителя. Сыпучий промежуточный теплоноситель служит одновременно регенерирующей насадкой и фильтрую» з

--щйм элементом —.Ок движется сверху вниз, охлаждается и частично фильтрует газы в верхней камере, опускается через промежуточный запорный узел в нижнюю камеру, где охлаждается воздухом, а затем снова подается в верхнюю камеру f! ).

При работе теплообменника с высокотемпературными газами в качестве сыпучего промежуточного теплоносителя необходимо использовать огнеупорные материалы, которые однако имеют низкую теплопроводность, что снижает тепловую. эффективность теплообменнкка. Кроме того, они плохо работают на истирание, в связи с чем наличие движущегося сыпучего теплоносителя в смеси с газом высокой температуры обуславливает интенсивный абразивный износ стенок камер, промежуточного запорного узла и распределителей, а также приводит к дополнительному пылеобразоваккю. Распределители изготавливаются из нержавеющей стали или из корукдовых бло-,з5 ков. Необходимость замены распределителей по мере износа, а также сложная технология их изготовления и высокая стоимость ограничкли применение этих теплообменников в промышленности.

- .40

Наличие движущегося сыпучего тепло; носителя позволяет использовать данный теплообменник в качестве зернистого фильтра. Однако размер каналов для прохода газов в распределителе не должен превышать теплоносителя во избежание завала кана лов распределителя. Небольшие размеры сечения этих каналов вызывают быстрое забивание их осаждающейся пылью и осложкяе1 их очистку. Отсутствие каких-либо устройств в данком теплообменнике для очистки pac- О дящих газов промышленных печей. Кроме того, для очистки этих газов необходимо создание надежной герметизации в промежуточном запорном узле, что при использовании сыпучего теплоносителя значительно усложняет конструкцию этого узла.

1085ЗЗ6

Наиболее близким по технической сущности к -предлагаемому является регенера тивный теплообменннк, содержащий раз деленные промежуточным запорным узлом камеры нагрева и охлаждения с неподвижной насадкой в виде стержней, покрытой расплавом промежуточного теплоносителя, и снабженные патрубками подвода и отвода греющего и нагреваемого агентов, а также промежуточного теплоносителя )2).

Недостатком данного теплообменника является применение в качестве неподвижной насадки стержней, имеющей малую поверхность теплообменника, что не позволяет достичь интенсивного теплообмена между агентами.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в регенеративном теплообменнике, содержащем разделенные промежуточным запорным узлом камеры нагрева и охлаждения

2О с неподвижной насадкой, покрытой расплавом промежуточного теплоносителя, и снабженные патрубками подвода и отвода греющего и нагреваемого агентов, а также промежуточного теплоносителя, каждый патрубок отвода подключен к соответствующей камере выше своего патрубка подвода, а неподвижная насадка выполнена из зернистого материала.

Кроме того, теплообменник может быть снабжен механизмом очксткк, выполненным в виде лопастей, шарнирно соединенных с тягами, установленными на подвижных тележках.

На фиг. 1 изображен описываемый теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2— вид А на фиг. 1.

Теплообменник содержит разделенные промежуточным запорным узлом камеры

2 и 3 нагрева и охлаждения с неподвижной насадкой 4 из зернистого материала, покрытой расплавом промежуточного теплоносителя, и снабженные патрубками 5 — !О подвода и отвода греющего и нагреваемого агентов, а также промежуточного теплоносителя. Каждый патрубок 8 и 9 отвода под-. ключ ен к соответствующей камере 2 и.. 3 выше своего патрубка 5 и 6 подвода.

Кроме того, в качестве жидкого промеразмера частиц промежуточного сыпучего 45 жуточного теплоносителя можно использовать минеральные соли. Теплообменник также может быть снабжен механизмом очист-, ки, выполненным в виде лопастей 11, шарнирно соединенных с тягами 12, установленными на подвижных тележках 13. Лопасти

I1 вводятся в камеру 2 через каналы 14, закрываемые заслонкой 15, соединенной с приводом 16. В свою очередь для обеспечения перемещения лопастей I! служат приводы 17 и 18, например пневмоцилиндры.

Запорный узел 1 может быть выполнен в виде гидрозатвора. Для накопления просыпанной прк очистке насадки 4 предусмот!

035336

3 рены приемники И, освобождающиеся прн открывании заслонок 20 приводом 2I, например пневмоцилиндром. Камеры 2 и 3 могут быть выполнены в виде шахт из огне:упорных изделий. Промежуточный теплоноситель после прохождения камер 2 и 3 стекает в прнемнув емкость 22. Циркулящия его по контуру осуществляется насосом 23.

Теплообменник работает следующим об- .разом.

Через патрубок 5 в камеру 2 подается 30 горячий загрязиеййый газ, который, проходя через фильтрующую зернистую насадку 4, нагревает ее до температуры плавления жидкого промежуточного теплоносителя, например NaCI, КС1, Ма ВО . После прогрева насадки 4 через патрубкй 7 подвода подается теплоноситель, который, проходя между зернами насадки 4, растекается по их поверхности, создавая развитую поверхность тепло н массообмена с поступаю.щим запыленным газом. Горячий загрязнен - 20 ный газ поднимается, проходит фильтрующув зернистую насадку 4 с теплоносителем, очищается и выходит охлажденным через отводящий патрубок 8.. Нагретый теплоноситель стекает через цатрубок !О в запор;:ный узел I, откуда поступает в камеру 3, где нагревает зернистук> насадку 4. Чистый холодный газ подается через патрубок 6, поднимается через нагретую зернистую на-, садку 4 с теплоносителем и выходит нагре-. гым через отводящий патрубок 9 к потре З0 бнтелю. Остывший теплоноситель стекает; по патрубку I0 отвода в приемную емкость

22, частично отстаивается, а затем насо,сом 23 подается в камеру 2, н процесс

;повторяется.

По мере заноса фильтрующей насадки kgb пылью заслонка 15 приводом 16 сдвигается вниз, открывая- каналы 14 н приводом

4 l8 тележкй 1 3 йеремещаютсй Kê !!енто. Гфй этом лопасти 11 проходят в каналы 14, и, поворачйваемые прйводами 17, разрыхляют поверхностный слой фильтрующей зер-. нистой насадки 4. Просыпанный запыленный зернистый слой насадки 4 поступает.в. приемники 19, откуда поступает на регенерацию и вновь -возвращается в.камеру 2.

Таким образом, в качестве греющих га; зов в устройстве могут быть использовань) отходящие высокотемпературные загрязненные газы промышленных печей, подвергавщиеся очистке при прохождении через фильт рующуюся насадку и жидкий промежуточный толкатель.

Применение жидкого промежуточного теплоносителя, например минеральиь!х солей, вместо сыпучего позволяет исклвчнтв дополнительное пылеобразование и заме;нить сложный по конструкции, быстро из"нашивающийся за счет абразивного трения промежуточный занорный узел гидрозатво- ром, обеспечивающим надежную герметизацию между камерами.

Последовательная перекрестка я и противоточная схема движения газов и промежуточного теплоносителя обеспечивает их гарантированный- контакт, а также увеличивает время контакта газа с теплоносителем и градиент температур, что повышает эффективность тепломассообмена.

Замена сыпучего тейлоносителя рФспла вом минерального вещества позволяет повысить удельную теплоотдачу от газа расплаву, так как движущийся слой жидкости имеет принципиально более высокий (на I —

2 порядка) коэффициент тепломассообмена е газовой средой, чем тот же коэффициент на границе твердое тело-газ, при этом поверхности тепломассообмена в обоих случаях приблизительно одинаковы.Ьмз3еннии

Составитель Н. Белякова

Редактор Т. Митейко Телред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 580! 36 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открьггнй

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4