本實(shí)用新型屬于節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種低溫相變媒介余熱回收利用系統(tǒng)在煙氣除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

目前，市面上存在工業(yè)窯爐除塵及余熱回收利用系統(tǒng)，現(xiàn)就該系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)作如下分析：

1、現(xiàn)行的工業(yè)窯爐及冶金礦熱爐、火電廠等，其除塵及余熱利用系統(tǒng)內(nèi)的余熱換熱設(shè)備換熱工質(zhì)沸點(diǎn)較高，比熱容大，換熱效率不高，汽化效率低。且在高濃度粉塵及較高溫度的煙氣中，成分復(fù)雜的粉塵會(huì)在換熱設(shè)備表面燒結(jié)成粉塵板結(jié)，影響換熱管導(dǎo)熱性能，極大降低換熱效率。同時(shí)，煙氣的溫度波動(dòng)會(huì)使換熱設(shè)備管壁內(nèi)外能量轉(zhuǎn)變不穩(wěn)定，產(chǎn)生交變應(yīng)力，會(huì)造成疲勞損傷，長期作用下疲勞到達(dá)極限會(huì)形成裂紋，最終破壞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，既造成能源的浪費(fèi)，又產(chǎn)生了安全隱患。

2、現(xiàn)行的工業(yè)窯爐及冶金礦熱爐、火電廠等除塵設(shè)備能耗大，除塵效率不高，過濾裝置易被煙氣中大顆粒粉塵封堵，需利用人力經(jīng)常更換和清理，造成人力物力的浪費(fèi)，降低生產(chǎn)效率。煙氣中混雜的火星易將過濾材料燒壞，導(dǎo)致過濾效果變差，排放的煙氣中粉塵濃度增加，加重環(huán)境污染，導(dǎo)致霧霾天氣頻繁出現(xiàn)。

3、現(xiàn)行余熱利用系統(tǒng)，由于余熱換熱設(shè)備的換熱效率低，除塵效果差，導(dǎo)致所排放的煙氣溫度高，粉塵濃度也較大，直接提高了大氣的溫度，嚴(yán)重影響空氣環(huán)境，導(dǎo)致全球變暖現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種低溫相變媒介余熱回收利用系統(tǒng)在煙氣除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)。本實(shí)用新型采用耐高溫除塵材料，并使用自振動(dòng)達(dá)到除塵材料的自清潔效果。本實(shí)用新型適用于所有窯爐、礦熱爐、火電廠等需要煙氣除塵、余熱利用及脫硫脫硝的系統(tǒng)內(nèi)。

本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案是：

所述低溫相變媒介余熱回收利用系統(tǒng)在煙氣除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)由爐體、煙氣管道、除塵器、低溫相變媒介換熱器、透平機(jī)、發(fā)電機(jī)、除塵器動(dòng)力機(jī)、儲(chǔ)能罐體、熱水換熱器、冷凝器、煙囪組成。

所述除塵器包括進(jìn)氣口、粉塵導(dǎo)向收集器、過濾漏斗、軸端蓋、轉(zhuǎn)軸、軸承、殼體、配重塊、帶輪、皮帶、軸端支撐、帶輪、出氣口。

所述低溫相變媒介換熱器包括換熱管、低溫相變工質(zhì)罐、粉塵收集槽。

所述除塵器與以往的除塵器不同，本除塵器帶有耐高溫吸附性過濾材料，可過濾較高溫度煙氣中大尺寸粉塵顆粒，降低粉塵濃度，避免煙氣混雜的火星對(duì)其他設(shè)備的破壞，極大的減少粉塵對(duì)低溫相變媒介換熱器換熱效率的影響，減輕后續(xù)除塵系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)；且除塵器具備自動(dòng)除塵、脫塵及收集功能。

所述除塵材料由除塵器動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)，利用其自身的不平衡在高速轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生振動(dòng)，將粘 結(jié)的煙塵抖落，并進(jìn)行收集。

所述除塵器包含轉(zhuǎn)軸，帶動(dòng)配重塊，軸承，殼體，以及耐高溫吸附性過濾材料一起高速旋轉(zhuǎn)并振動(dòng)，為了使振動(dòng)不影響整體煙氣管道，系統(tǒng)將不與煙氣管道接觸，為保證除塵設(shè)備在振動(dòng)過程中不與管壁碰撞，在設(shè)備外圈，接近管壁的位置，放置滾輪，作為振動(dòng)限位。

所述傳動(dòng)系統(tǒng)需在常溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此殼體外部以及在煙氣管道內(nèi)所有與煙氣接觸的表面均需隔熱降溫涂層材料。

為利用煙氣的高溫能量，本實(shí)用新型在除塵器后添加低溫相變媒介換熱器。

所述低溫相變媒介換熱器內(nèi)部裝有環(huán)保型低溫相變工質(zhì)，適用于溫度有一定波動(dòng)的環(huán)境下，在較低溫度下，相變工質(zhì)即可進(jìn)行高效換熱，并輸出高能氣體，高能氣體即可以直接驅(qū)動(dòng)透平機(jī)輸出動(dòng)力，也可以直接用于發(fā)電，還可以用于進(jìn)行換熱提供生產(chǎn)生活用水等，可最大化的利用煙氣余熱，迅速降低煙氣溫度，極大的節(jié)約能源；低溫相變媒介換熱器中的介質(zhì)在密閉環(huán)境內(nèi)可循環(huán)無損耗使用，環(huán)保無污染。

所述低溫相變媒介換熱器由形變金屬加工而成，其換熱器借助煙氣的溫度波動(dòng)產(chǎn)生物理形變，對(duì)附著其表面的粉塵板結(jié)產(chǎn)生擠壓剝離的作用，避免了粉塵板結(jié)對(duì)換熱效率的影響；因?yàn)閾Q熱器由形變金屬制成，隨溫度變化發(fā)生物理形變，煙氣溫度波動(dòng)對(duì)其造成的疲勞損失微乎其微，保證了其較長的工作壽命。

所述低溫相變媒介換熱器的換熱工質(zhì)為環(huán)保材料，對(duì)環(huán)境無污染，對(duì)工作人員無健康損害；

所述實(shí)用新型中使用多級(jí)除塵器，可以將煙氣中的粉塵顆粒物濾出并回收。

所述實(shí)用新型中由于采用多級(jí)低溫相變媒介換熱器，煙氣余熱得以充分的利用。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

1、該系統(tǒng)中低溫相變媒介換熱器利用低溫相變媒介作為換熱工質(zhì)，在較低溫度下即可高效換熱，輸出高能氣體，克服了現(xiàn)有設(shè)備中換熱工質(zhì)沸點(diǎn)較高，比熱容大，換熱效率不高，汽化效率低等缺點(diǎn)。該系統(tǒng)可有效降低煙氣溫度。換熱管由形變金屬制成，隨溫度變化發(fā)生物理形變，達(dá)到自除塵效果，提高了換熱效率，克服了現(xiàn)有設(shè)備易產(chǎn)生板結(jié)，換熱效率低的缺點(diǎn)，由于換熱器由形變金屬制成，在煙氣溫度波動(dòng)范圍內(nèi)產(chǎn)生物理形變，該物理形變對(duì)雙金屬造成的疲勞損失微乎其微，因此該換熱器工作壽命長，并提高了換熱效率，克服了現(xiàn)有換熱器容易裂紋的缺點(diǎn)，避免了經(jīng)常更換導(dǎo)致的浪費(fèi)。

2、該系統(tǒng)中除塵器使用耐高溫吸附性過濾材料，除塵器上裝有自振動(dòng)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫塵，并配置有自行收集裝置，克服了現(xiàn)有除塵設(shè)備除塵效率不高，易封堵的情況，同時(shí)也避免了現(xiàn)有除塵設(shè)備經(jīng)常更換耐高溫過濾材料導(dǎo)致的人力、物力的浪費(fèi)，以及企業(yè)生產(chǎn)效率低下的弊端。

3、低溫相變媒介換熱器輸出的高能氣體可直接驅(qū)動(dòng)透平機(jī)輸出動(dòng)力，可直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，剩余氣體可進(jìn)行儲(chǔ)能。低溫相變媒介換熱器可利用自身采集的能量通過能量轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)除塵、儲(chǔ)能等，節(jié)約了能源，有利于環(huán)保，并降低了成本。

附圖說明

圖1一種應(yīng)用低溫相變媒介對(duì)煙氣余熱進(jìn)行回收利用的系統(tǒng)工作流程圖。

圖2除塵器結(jié)構(gòu)簡圖。

圖3除塵器結(jié)構(gòu)簡圖A-A處剖面圖

圖4低溫相變媒介換熱器結(jié)構(gòu)簡圖主視圖。

圖5低溫相變媒介換熱器結(jié)構(gòu)簡圖左視圖。

1爐體：燃燒煤等物質(zhì)并產(chǎn)生煙氣；

2煙氣管道：煙氣流通；

3除塵器：過濾收集大顆粒粉塵；3-1進(jìn)氣口：窯爐煙氣進(jìn)口，管道延生至除塵器內(nèi)；3-2粉塵導(dǎo)向收集器：收集脫落粉塵，固定在管道上，與振動(dòng)機(jī)構(gòu)保持間隙；3-3過濾漏斗：由過濾材料和固定結(jié)構(gòu)組成，與管道保持間隙；3-4軸端蓋：密封軸和過濾漏斗；3-5轉(zhuǎn)軸：帶動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)；3-6軸承：實(shí)現(xiàn)殼體不與軸轉(zhuǎn)動(dòng)；3-7殼體：密封與支撐機(jī)構(gòu)，與煙氣管道軟連接；3-8配重塊：保證旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)水平平衡；3-9帶輪：帶動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)；3-10皮帶：連接電機(jī)和帶輪同步旋轉(zhuǎn)；3-11軸端支撐：支撐固定軸；3-12帶輪；3-13出氣口：過濾后煙氣出口，屬于煙氣管道部分；

4低溫相變媒介換熱器：熱量交換、脫塵；4-1換熱管：利用溫度變化變形，將板結(jié)的粉塵擠壓掉落；4-2低溫相變工質(zhì)罐：儲(chǔ)存并回收低溫相變工質(zhì)。該低溫相變工質(zhì)的沸點(diǎn)較低，無毒害性，對(duì)環(huán)境無污染；4-3粉塵收集槽：收集脫落板結(jié)粉塵；

5透平機(jī)：原動(dòng)力輸出；

6發(fā)電機(jī)：電力輸出；

7泵體：帶動(dòng)液體流動(dòng)；

8生活區(qū)用電設(shè)備：生活區(qū)日常用電；

9除塵器動(dòng)力機(jī)：驅(qū)動(dòng)除塵器運(yùn)行；

10儲(chǔ)能罐體：氣體儲(chǔ)能；

11熱水換熱器：提供工業(yè)、生活熱水；

12冷凝器：液化低溫相變工質(zhì)蒸汽；

13煙囪：煙氣排放。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱附圖，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施作詳細(xì)描述：

所述低溫相變媒介余熱回收利用系統(tǒng)在煙氣除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用，其工作原理為：

如圖1所示，所述爐體1中燃燒煤等物質(zhì)產(chǎn)生煙氣，順煙氣管道2流動(dòng)，進(jìn)入低溫相變媒介換熱器4，利用低溫相變媒介換熱器4所轉(zhuǎn)換的能量，驅(qū)動(dòng)除塵器動(dòng)力機(jī)9。

如圖2圖3所示，除塵器動(dòng)力機(jī)9通過帶輪3-12、皮帶3-10和帶輪3-9帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸3-5轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸3-5與過濾漏斗3-3連接并同步轉(zhuǎn)動(dòng)，利用過濾漏斗3-3的不平衡，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)下產(chǎn)生振動(dòng)，達(dá)到除塵器3的振動(dòng)除塵效果，將粉塵攔截振動(dòng)抖落并進(jìn)行收集。

煙氣到達(dá)除塵器3，大顆粒粉塵及夾雜的火星被過濾漏斗3-3攔截，同時(shí)除塵器3的振 動(dòng)機(jī)構(gòu)將附著在高溫吸附性過濾材料上的粉塵振落。

由于過濾漏斗3-3帶有一定的角度，在其旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的過程中，利用粉塵的重力和旋轉(zhuǎn)慣性，可將粉塵逐步抖落到粉塵導(dǎo)向收集器3-2內(nèi)，并沿粉塵導(dǎo)向收集器3-2下滑出煙氣管道2外。

而煙氣也會(huì)在過濾漏斗3-3的旋轉(zhuǎn)慣性下快速通過高溫吸附性過濾材料，防止其逆行至進(jìn)氣的煙氣管道2內(nèi)。

由于煙氣管道2內(nèi)煙氣溫度較高，煙氣管道2內(nèi)的除塵機(jī)構(gòu)均使用隔熱降溫涂料，將各部件降溫。為了使煙氣管道2不隨除塵器振動(dòng)，煙氣管道2與除塵器3的連接位置均使用隔熱保溫的材料進(jìn)行軟連接。

為了使機(jī)構(gòu)保持振動(dòng)，殼體3-7與地面使用彈簧板的連接方式。

如圖4圖5所示，當(dāng)煙氣流至低溫相變媒介換熱器4，換熱管4-1內(nèi)部低溫相變工質(zhì)開始進(jìn)行熱量交換，高效汽化輸出高能氣體，并迅速降低煙氣溫度。

低溫相變媒介換熱器4的換熱管4-1由形變金屬制成，隨煙氣溫度波動(dòng)發(fā)生物理形變，使附著其上的粉塵板結(jié)擠壓剝落至粉塵收集槽4-3。

如圖1所示，低溫相變媒介換熱器4輸出的高能氣體驅(qū)動(dòng)透平機(jī)5工作，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6發(fā)電。根據(jù)具體情況安裝n級(jí)透平機(jī)5n；此時(shí)利用低溫相變媒介換熱器4置換出的高能氣體帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6發(fā)電為除塵器動(dòng)力機(jī)9及n級(jí)除塵器動(dòng)力機(jī)9n提供電能，無需再使用額外能源；高能氣體還可以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)6及n級(jí)發(fā)電機(jī)6n，所輸出的電能同時(shí)供生活區(qū)用電設(shè)備8工作；高能氣體的余熱部分還可以進(jìn)行儲(chǔ)能，在儲(chǔ)能罐體10及多個(gè)儲(chǔ)能罐10n內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)能蓄能；經(jīng)過透平機(jī)5輸出的氣體仍有余溫，經(jīng)熱水換熱器11進(jìn)行熱交換，提供工業(yè)、生活熱水需求；汽化的工質(zhì)經(jīng)透平機(jī)5輸出至冷凝器12，液化后循環(huán)回收到低溫相變工質(zhì)罐4-3循環(huán)使用。

煙氣管道中凈化，換熱后的煙氣通過煙囪13排放。

根據(jù)煙氣具體情況，如溫度、煙氣濃度等，調(diào)整安裝除塵器3的級(jí)數(shù)n級(jí)與低溫相變媒介換熱器4的級(jí)數(shù)n級(jí)，使環(huán)保節(jié)能效果達(dá)到最優(yōu)。

以上所述僅為本實(shí)用新型實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型及附圖內(nèi)容所做的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。