本发明专利技术公开了一种空气预热器，包括蓄热室，蓄热室设有热烟气进口，蓄热室设有冷凝液和冷烟气出口，在蓄热室上还设有冷空气进口和热空气出口，至少有两个蓄热室，蓄热室内装填有蓄热介质。该空气预热器的烟气温度降到其酸的露点以下，加热炉的热效率提高到94％以上，同时回收冷凝下来的酸性水、灰分等污染物，延缓了设备腐蚀。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及烟气余热回收
，特别涉及一种蓄热式空气预热器。
技术介绍
火焰加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业中广泛使用的工艺加热炉，以燃油或燃气为燃料，火焰直接加热管内流体。目前，火焰加热炉排烟温度普遍较高，一般在130°C 180°C，有的可能会超过200°C，热效率通常在90%左右。烟气中还有大量物理显热不能利用，更重要的是，由于燃油和燃气燃烧产生的烟气中含有大量水蒸气 ，其汽化潜热随烟气排出，造成很大能量浪费。同时，烟气中的S02、S03、C02、N 0x等有害气体含量相对较高，对环境产生的污染还比较严重。在火焰加热炉中，烟气的酸露点腐蚀是阻止加热炉热效率进一步提高的重要因素之一。在目前情况下，许多企业的燃料油和燃料气还没有完全脱硫，火焰加热炉所排烟气的酸露点很高，通常在110°C 140°C左右，有的甚至更高。余热回收系统中的空气预热器发生低温露点腐蚀的情况时有发生。。中国专利ZL 200610017305. 9提出了一种新型火焰加热炉，包括加热炉本体和余热回收系统，余热回收系统包括空气预热器，其中空气预热器由非冷凝式空气预热器和冷凝式空气预热器两段组成。该专利中第一次提出了冷凝式空气预热器的概念，回收烟气中的部分水蒸汽冷凝释放的潜热。但没有涉及蓄热式空气预热器的内容。中国专利ZL 200710118107. 6提出了一种冷凝型蓄热式燃烧天然气锅炉系统，锅炉本体锅筒内布置U型燃烧室，U型管燃烧室两端对称连接交替工作的蓄热式天然气燃烧器。其烟气冷凝换热器为蛇形结构的金属翅片管，预热锅炉给水。因此，该专利的烟气冷凝换热器为非冷凝蓄热式空气预热器。中国专利ZL 200710118450. O和中国专利ZL 200710100357. 7提出的锅炉特征均为炉体上设有多个燃烧器，所述的燃烧器设有高温助燃空气入口和燃料喷入口，所述高温助燃空气入口连接有蓄热室，所述的蓄热室连接有常温助燃空气入口和低温烟气入口，所述的低温烟气出口连接有冷凝热回收器，所述的冷凝热回收器内设有冷凝水管，利用冷凝水作为冷凝剂。因此，其冷凝热回收器为非冷凝蓄热式空气预热器。韩晓妍,李杰在辽宁工业大学学报2009, 29 (5)上发表题为蓄热燃烧技术在炼油厂加热炉上的应用的文章，介绍了高温蓄热燃烧技术的基本原理，对传统的炼油厂加热炉和蓄热式加热炉分别进行了燃料油用量和热效率等的计算，并对计算结果进行了节能效益分析。该文强调为减少露点腐蚀，排烟温度不应低于烟气的露点温度。不涉及烟气在蓄热室内冷凝的内容。章成骏编著，上海同济大学出版社，1995出版的《空气预热器的原理与计算》，介绍了蓄热式空气预热器的特点在预热器中设置蓄热体作为传热面。蓄热体可由固休颗粒构成，或由耐火材料、金属板网等构成。它与一般间壁式预热器的区别在于进行换热的流体不是在各自的通道内吸收或放出热量，而是交替地通过同一通道利用蓄热体吸收或放出热量。热交换分两个阶段进行先是热流体通过蓄热体放出热量，蓄热体则被加热并将热量储蓄起来。然后是冷流体流过蓄热体吸收热量，蓄热体被冷却，重复上述过程，就能使热交换连续进行。由于冷热流体的流动是连续的，为使流动和换热都不间断，必须有两套并列设备或同一设备中具有两套并列蓄热体通道同时工作。现有技术空气预热器中只解决了降低热气体温度的蓄热问题，没有解决烟气在蓄热室内冷凝释放潜热预热空气，热空气用于加热炉燃烧的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术中回收烟气余热所存在的缺陷，本专利技术提出了一种空气预热器，利用蓄热介质吸收烟气热量，同时将其中的水蒸气部分冷凝，将热量储存在蓄热介质中，冷凝液和冷烟气排出，然后将蓄热介质中的热量加热其他介质，不仅提高了热效率，还解决了设备腐蚀问题。 本专利技术提出一种空气预热器，包括蓄热室，蓄热室设有热烟气进口，冷凝液和烟气冷出口，在蓄热室上还设有冷空气进口和热空气出口，其特征在于至少有两个蓄热室，蓄热室内装填有蓄热介质。所述的热烟气进口设置在蓄热室上部，蓄热室下部设有冷凝液和烟气出口。所述的热烟气进口设置在蓄热室顶部，蓄热室底部设有冷凝液和烟气出口。所述的蓄热介质为固体蓄热介质，优选瓷、陶、陶瓷或者铸铁材料，尤其是陶瓷球或蜂窝陶瓷，铸铁球或蜂窝铸铁。所述的蓄热介质的当量直径为3 50mm。所述的多个蓄热室为并列设置。本专利技术提出一种空气预热器，其特征在于蓄热室上部设有水冲洗盘管，水冲洗盘管为耐酸碱腐蚀管，冲洗水为碱性水。本专利技术还提出了一种空气预热器的应用，将温度在110 200°C烟气从空气预热器一个的顶部引进蓄热室，50 95°C的冷烟气和冷凝液从蓄热室下部排出。所述一种空气预热器的应用，其特征在于烟气流经蓄热室的压力降I 500Pa，优选50 450Pa。与现有技术相比本专利技术具有以下优点I)由于利用陶瓷球或蜂窝陶瓷等材料作为蓄热介质，他们具有耐温、耐水、耐烟气酸露点腐蚀和蓄热量大的特点，作为蓄热式空气预热器的蓄热介质，使进入空气预热器的烟气温度降到酸露点温度以下，甚至70°C左右，充分释放烟气的显热和其中水蒸汽冷凝潜热，使加热炉的热效率提闻到94%以上；2)将蓄热和放热形成一体，通过利用蓄热介质不仅烟气的热量吸附，而且还将其中的有害的酸性水、灰分等污染物冷凝下来。3)回收冷凝下来的酸性水、灰分等污染物，彻底解决普通空气预热器的低温露点腐蚀问题，真正做得节能减排。附图及附图说明下面的附图示意说明了本专利技术，但不限制本专利技术的范围。图I为本专利技术的冷凝蓄热式空气预热器状态I示意图，蓄热室A蓄热，蓄热室B放执.图2为本专利技术的冷凝蓄热式空气预热器状态2示意图，蓄热室A放热，蓄热室B蓄执.图3为本专利技术的冷凝蓄热式空气预热器状态I带水冲洗示意图，蓄热室A蓄热，蓄热室B放热。图中I.热烟气三通阀，2.蓄热室A，3.蓄热室A烟气入口，4.蓄热室A空气出口，5.蓄热室A蓄热介质，6.蓄热室A空气入口，7.蓄热室A壳体，8.蓄热室A冷烟气出口，9.蓄热室A冷凝液出口，10.蓄热室A冷凝液收集池，11.蓄热室A出口烟道，12.冷烟气三通阀，13.蓄热室B出口烟道，14.蓄热室B冷凝液收集池，15.蓄热室B冷凝液出口，16.蓄热室 B烟气出口，17.蓄热室B壳体，18.蓄热室B空气入口，19.蓄热室B蓄热介质，20.蓄热室B空气出口，21.蓄热室B热烟气入口，22.蓄热室B，23.热空气三通阀，24.冷空气三通阀，25.热烟气，26.热空气，27.冷空气，28.冷烟气，29.冷凝液，30.蓄热室A水冲洗管，31蓄热室B水冲洗管。具体实施例方式图I为本专利技术一种空气预热器状态I示意图，蓄热室A蓄热，蓄热室B放热，蓄热室2由壳体7、热烟气三通阀I、蓄热室A烟气入口 3、蓄热室A空气出口 4、蓄热室A蓄热介质5为直径15mm瓷球、蓄热室A空气入口 6、蓄热室A冷烟气出口 8、蓄热室A冷凝液出口9、蓄热室A冷凝液收集池10、蓄热室A出口烟道11和冷烟气三通阀12组成，蓄热室A烟气入口 3设置在蓄热室A顶部、蓄热室A空气出口 4设置在蓄热室A上部、蓄热室A空气入口6设置在蓄热室A下部，蓄热室A冷烟气出口 8设置在蓄热室A下部、蓄热室A冷凝液出口9设置在蓄热室A底部、蓄热室A出口烟道11与冷烟气出口 8相连。蓄热室22由壳体17、热室B出口本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空气预热器，包括蓄热室，蓄热室设有热烟气进口，蓄热室设有冷凝液和冷烟气出口，在蓄热室上还设有冷空气进口和热空气出口，其特征在于：至少有两个蓄热室，蓄热室内装填有蓄热介质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王德瑞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化洛阳工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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