一种气体燃烧换热系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种气体燃烧换热系统。其包括燃烧供热单元和传热介质换热单元；所述燃烧供热单元通过管道与传热介质换热单元连接；所述传热介质换热单元通过管道与用能设备连接；所述燃烧供热单元用于产生高温烟气，所述传热介质换热单元用于换热及向用能设备供热；本实用新型专利技术用于诸如电池正、负极材料焙烧常用的辊道窑、回转窑等用能设备时，可取代电加热系统，将原先的间壁式加热或辐射加热变为对流、辐射、传导兼具的高效内加热形式，大幅提升加热效率，可节约30～80%的能源费用。可节约30～80%的能源费用。可节约30～80%的能源费用。

【技术实现步骤摘要】
一种气体燃烧换热系统


[0001]本技术涉及热能与新能源电池行业
，尤其是指一种气体燃烧换热系统。

技术介绍

[0002]近年来国内新能源电池行业的产能迅速增加，其中生产正、负极材料焙烧大多采用辊道窑或回转窑系统，大部分正、负极材料的焙烧过程中对窑内杂质（尤其是金属杂质）的含量控制极严，很多材料还需要气氛保护，因气体燃烧所产生的烟气中成分复杂，无法满足工艺对窑内杂质含量控制的严格要求，因此不能采用气体燃烧直接对物料进行加热焙烧，所以目前都是采用电加热方式来避免杂质进入炉内。
[0003]以电加热的辊道窑为例，目前都是采用窑内在窑壁上装置电热板（管），通过辐射加热方式来对装在陶瓷匣钵内的原料进行焙烧，由于窑内大部分区域炉温低于900℃，这种温度下辐射加热本身传热效率较低，加上匣钵的屏蔽，所以产量低，电耗高，设备制造、维护成本高。
[0004]再以回转窑为例，目前都是将电热元件镶嵌在窑壁中，通过加热窑壁来提升窑内温度，这种间壁加热结构中加热元件的工作温度必需高于窑内温度200℃左右，接近电热元件的工作温度极限，由于窑体需转动以及热膨胀的原因，其窑壁不能做的太厚，窑外表面温度高达200℃左右，窑体散热损失占了能耗的大部分。由于上述这些的原因，想通过增加窑内径和窑长来提升产量也受到一系列限制。
[0005]上述两种焙烧窑的通病都是热效率低下，据实测辊道窑热效率不超过4%，回转窑不超过6%，其主要还是由于采用辐射加热方式效率低下以及间壁加热造成的。
[0006]此外，由于电是二次能源，除了电价高以外，很多地方用电受到限制，这也成为新能源电池材料生产的发展障碍。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本技术提供一种气体燃烧换热系统，简化了回转窑的窑壁结构、大幅度降低窑体散热损失；使加热方式改进为气体（传热介质）与物料之间的对流、传导、辐射并重。
[0008]按照本技术提供的技术方案，所述气体燃烧换热系统包括：
[0009]燃烧供热单元和传热介质换热单元；所述燃烧供热单元通过管道与传热介质换热单元连接；所述传热介质换热单元通过管道与用能设备连接；
[0010]其中燃烧供热单元用于产生高温烟气，传热介质换热单元用于换热及向用能设备供热；
[0011]燃烧供热单元包括：
[0012]所述燃烧供热单元包括燃气管道和空气管道，所述燃气管道上串接有燃气调节阀、燃气快切阀和燃气过滤器，燃气过滤器与燃烧室的燃气进口连接，所述空气管道上串接
助燃风机、空气快切阀、空气过滤器后分别与一次风调节阀、二次风调节阀连接，一次风调节阀通过一次风管道与燃烧室的一次风进口连接，二次风调节阀通过二次风管道与燃烧室的二次风进口连接。
[0013]传热介质换热单元包括：
[0014]第二管道，所述第二管道分别连接第一高温换向阀、第三高温换向阀、第一氮气换向阀、第一蓄热箱的第一高温端；
[0015]第三管道，所述第三管道分别连接第二高温换向阀、第四高温换向阀、第二氮气换向阀、第二蓄热箱的第二高温端；
[0016]第四管道，所述第四管道分别连接第三高温换向阀、第四高温换向阀、用能设备的传热介质进口；
[0017]第五管道，所述第五管道分别连接第一氮气换向阀、第二氮气换向阀、吹扫氮气流量调节阀，并通过吹扫氮气流量调节阀与氮气总管连接；
[0018]第六管道，所述第六管道分别连接第一蓄热箱的第一低温端、第一低温换向阀、第三低温换向阀；
[0019]第七管道，所述第七管道分别连接第二蓄热箱的第二低温端、第二低温换向阀、第四低温换向阀；
[0020]第八管道，所述第八管道一端分别与第三低温换向阀及第四低温换向阀连接，另一端与烟囱连接；
[0021]第九管道，所述第九管道一端连接在第一低温换向阀与第二低温换向阀之间，另一端依次经循环风机、除尘器出口、除尘器、除尘器进口与用能设备的传热介质出口连接；
[0022]第十管道，所述第十管道的一端连接车间传热介质总管，另一端经传热介质流量调节阀连接于循环风机的出口。
[0023]在本技术一种实施方式中，当燃烧供热单元工作时，所述燃气从车间燃气总管经燃气调节阀、燃气快切阀、燃气过滤器后，从燃烧室的燃气接口进入燃烧室，其中用能设备的供热量由燃气流量调节阀控制；与此同时，空气经助燃风机、空气快切阀、空气过滤器后，分别经一次风调节阀、二次风调节阀进入燃烧室，其中一次风调节阀通过的风量保证燃气的充分燃烧，燃烧室的出口烟温由进入燃烧室的二次风的风量进行调节。
[0024]在本技术一种实施方式中，传热介质换热单元的作用是将燃烧供热单元产生的高温烟气的热量置换给传热介质，再将高温传热介质送入用能设备进行供热。
[0025]在本技术一种实施方式中，传热介质始终在由循环风机、低温换向阀、蓄热箱、高温换向阀、用能设备、除尘器组成的环路中循环，不间断的将蓄热箱中的热量输送到用能设备。
[0026]在本技术一种实施方式中，当高温烟气对第一蓄热箱加热时，传热介质经过第二蓄热箱被加热；当高温烟气对第二蓄热箱加热时，传热介质经过第一蓄热箱被加热。如此交替循环。
[0027]在本技术一种实施方式中，蓄热箱内的蓄热体可采用陶瓷小球或蜂窝体。
[0028]在本技术一种实施方式中，当某一蓄热箱被高温烟气加热完成后，有吹扫氮气进入蓄热箱将残存的烟气吹出蓄热箱和相应管道。
[0029]在本技术一种实施方式中，设有传热介质补充管道和传热介质流量调节阀，
用于补充系统的传热介质泄漏。
[0030]在本技术一种实施方式中，高温烟气进入蓄热箱放热后成为低温烟气，经低温换向阀、烟囱排入大气。
[0031]在本技术一种实施方式中，当本技术应用在对金属杂质含量有严格控制要求的用能设备时，所述传热介质换热单元中与传热介质接触的管道内壁为非金属结构，其中的各种换向阀、蓄热箱、流量调节阀、循环风机、除尘器等设备与传热介质接触部分均为非金属结构。
[0032]在本技术一种实施方式中，当本技术应用在对金属杂质含量没有控制要求的用能设备时，所述传热介质换热单元中与传热介质接触的管道内壁可使用金属结构，其中的各种换向阀、蓄热箱、流量调节阀、循环风机、除尘器等设备与传热介质接触部分可使用金属结构。
[0033]在本技术一种实施方式中，其中的各种低温、高温换向阀可以是单独的二位二通换向阀，也可以用一套四位三通换向阀代替两套二位二通换向阀。
[0034]在本技术一种实施方式中，其中的蓄热箱可以是并联两套以上。
[0035]所述用能设备是包括用于电池正、负极材料干燥、焙烧的辊道窑或回转窑，以及其它可以使用气体加热的窑炉。
[0036]本技术可适用于原有用能设备的改造，例如原有辊道窑或回转窑的改造，辊道窑改造时只需拆除原有电加热系统，增加一套或几套本技术系统即可；回转窑改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体燃烧换热系统，其特征在于，包括燃烧供热单元和传热介质换热单元；所述燃烧供热单元通过管道与传热介质换热单元连接；所述传热介质换热单元通过管道与用能设备连接；所述燃烧供热单元用于产生高温烟气，所述传热介质换热单元用于换热及向用能设备（290）供热；所述燃烧供热单元包括燃气管道（110）和空气管道（120），所述燃气管道（110）上串接有燃气调节阀（111）、燃气快切阀（112）和燃气过滤器（113），燃气过滤器（113）与燃烧室（150）的燃气进口（151）连接，所述空气管道（120）上串接助燃风机（121）、空气快切阀（122）、空气过滤器（123）后分别与一次风调节阀（124）、二次风调节阀（125）连接，一次风调节阀（124）通过一次风管道（130）与燃烧室（150）的一次风进口（152）连接，二次风调节阀（125）通过二次风管道（140）与燃烧室（150）的二次风进口（153）连接。2.根据权利要求1所述的一种气体燃烧换热系统，其特征在于，所述传热介质换热单元包括：第二管道（2），所述第二管道（2）分别连接第一高温换向阀（211）、第三高温换向阀（213）、第一氮气换向阀（221）、第一蓄热箱（230）的第一高温端（231）；第三管道（3），所述第三管道（3）分别连接第二高温换向阀（212）、第四高温换向阀（214）、第二氮气换向阀（222）、第二蓄热箱（240）的第二高温端（241）；第四管道（4），所述第四管道（4）分别连接第三高温换向阀（213）、第四高温换向阀（214）、用能设备（290）的传热介质进口（291）；第五管道（5），所述第五管道（5）分别连接第一氮气换向阀（221）、第二氮气换向阀（222...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋延琦，高建勋，
申请(专利权)人：高建勋，
类型：新型
国别省市：