一种工业废气余热回收换热机构及其工作方法

技术领域

本发明涉及环保生产设备技术领域，尤其涉及一种工业废气余热回收换热机构及其工作方法。

背景技术

工业废气，是指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物气体的总称。这些废气有：二氧化碳、二硫化碳、硫化氢、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氢、一氧化碳、硫酸(雾)铅汞、铍化物、烟尘及生产性粉尘，排入大气，会污染空气。

目前有采用喷淋塔对工业废气净化的手段，能够取得较好的净化效果，而为了将工业废气中的余热回收利用，可将带有工业废气余热的喷淋液通过管道接入换热器内，通过换热器内冷热流体的热量转换将余热回收利用。

现有技术的不足之处：但由于完成净化作业后的喷淋液成分复杂，导致其进入换热器换热管内，长时间进行换热作业过程中，极容易在换热管内壁生成大量水垢，极大降低了换热效率，需要工作人员对换热器停机清洗，且清洗时需要将换热管抽出，清洗作业十分麻烦。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种工业废气余热回收换热机构及其工作方法，以解决上述背景技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种工业废气余热回收换热机构及其工作方法，包括换热器总成，所述换热器总成上设置有第一接管、第二接管、第三接管、第四接管、一对管板和其它必要组件，所述第一接管外接可实时进行功率变换的泵机，一对所述管板之间插设有多个自呼吸式换热管，所述自呼吸式换热管包括管壳、自呼吸膜、第一螺纹管和第二螺纹管，所述管壳插设于一对管板之间，所述管板的内端壁左右侧均开设有连接螺纹，所述第一螺纹管通过连接螺纹与管壳完成对接，所述第一螺纹管的内端壁亦开设有连接螺纹，所述第二螺纹管通过连接螺纹与第一螺纹管完成对接，所述自呼吸膜设置于管壳内，并在其左右端均被第一螺纹管和第二螺纹管夹合，所述自呼吸膜和管壳之间留设有一定空隙，所述空隙内填充有导热液。

优选的，所述第一螺纹管和第二螺纹管远离管壳的一端均开设有灌注螺孔，所述灌注螺孔内螺纹连接有密封长螺杆。

优选的，所述导热液可采用具有颜色的成分稳定液体制成。

优选的，所述自呼吸式换热管的左侧设置有密封检测装置，所述密封检测装置的左端固定安装有进气管，所述密封检测装置的右端固定安装有出气管，所述出气管的内端壁嵌合安装有压力传感器，在所述密封检测装置与自呼吸式换热管完成对接后，出气管贯穿灌注螺孔并延伸至管壳和自呼吸膜所留设空隙内。

优选的，所述密封检测装置的右端中部固定安装有气流传感器。

优选的，所述第二螺纹管和第一螺纹管相互靠近一端分别固定连接有环状切割刀和开设有环状切割槽，所述环状切割刀和环状切割槽在第一螺纹管和第二螺纹管完成对接后同步对接。

优选的，所述自呼吸膜采用耐腐蚀的抗拉伸材料支撑。

一种工业废气余热回收换热机构的工作方法，包括以下步骤：

S1、管道组装：将第一接管与可实时进行功率变换的泵机对接后再与喷淋塔完成组装；

S2、液压变换：泵机对喷淋液热流体在自呼吸式换热管内呈波浪递进，并进行余热回收；

S3、表面形变：呈波浪递进的喷淋液热流体对自呼吸式换热管的自呼吸膜部分挤压拉伸，降低长时间热转换过程中水垢集聚，热转换效率降低的情况发生的可能性；

S4、同步检测：在完成余热回收后，必要时可通过密封检测装置对自呼吸式换热管的管壳和自呼吸膜部分同步检测。

与现有技术相比，本发明提供了一种工业废气余热回收换热机构及其工作方法，具备以下有益效果：

1、本发明通过对原有的换热器内部结构改进，将原本的单管式换热管结构更换为自呼吸式换热管，与可实时进行功率变换的泵机配合工作，利用自呼吸式换热管的自呼吸膜部分在波浪式递进的喷淋液液压作用下的不断挤压拉伸效果，极大降低了长时间热转换过程中自呼吸式换热管内壁发生大量水垢集聚的情况发生的可能性，保证了长时间工作过程中的热转换效率，产品特别适用于喷淋液等此类成分复杂，在热转换过程中极其容易发生水垢集聚的热流体热转换作业，搭配自呼吸式换热管使用的换热器总成机构能够对工业废气取得好的余热回收效果，且即使需要将自呼吸式换热管拔除清理，亦只需将自呼吸膜直接更换，重新注入导热液即可，无需对自呼吸式换热管内壁不断清洗，清洁作业亦十分简单。

2、在一对第一螺纹管和第二螺纹管在自呼吸膜左右端对其稳定夹合后，管壳和自呼吸膜所留设的空隙实际上是一个密闭空间，通过密封检测装置往密闭空隙内灌注检测气体，对管壳的密闭性进行检测，当管壳有破损时，出气管内嵌合安装的压力传感器便不会触发，操作人员通过此来判断当前管壳是否有破损，使得操作人员能够对破损管壳快速定位，极大提高了对自呼吸式换热管的检测更换效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的整体半剖图；

图3是图2的A处结构示意图；

图4是本发明的整体半剖后自呼吸式换热管的组装过程图；

图5是图4的B处结构示意图；

图6是本发明的整体半剖正视图；

图7是图6的C处结构示意图；

图8是本发明的密封检测装置对管壳和自呼吸膜同步检测过程图；

图9是本发明的工作流程图。

图中：1、换热器总成；2、第一接管；3、第二接管；4、第三接管；5、第四接管；6、管板；7、自呼吸式换热管；701、管壳；702、自呼吸膜；703、第一螺纹管；704、第二螺纹管；8、灌注螺孔；9、密封长螺杆；10、环状切割刀；11、环状切割槽；12、密封检测装置；13、进气管；14、出气管；15、气流传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的工业废气余热回收换热机构及其工作方法并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种工业废气余热回收换热机构及其工作方法，请参阅图1-5，包括换热器总成1，换热器总成1上设置有第一接管2、第二接管3、第三接管4、第四接管5、一对管板6和其它必要组件，第一接管2外接可实时进行功率变换的泵机，一对管板6之间插设有多个自呼吸式换热管7，自呼吸式换热管7包括管壳701、自呼吸膜702、第一螺纹管703和第二螺纹管704，管壳701插设于一对管板6之间，管板6的内端壁左右侧均开设有连接螺纹，第一螺纹管703通过连接螺纹与管壳701完成对接，第一螺纹管703的内端壁亦开设有连接螺纹，第二螺纹管704通过连接螺纹与第一螺纹管703完成对接，自呼吸膜702设置于管壳701内，并在其左右端均被第一螺纹管703和第二螺纹管704夹合，自呼吸膜702和管壳701之间留设有一定空隙，空隙内填充有导热液。

进一步的，请参阅图2-5，第一螺纹管703和第二螺纹管704远离管壳701的一端均开设有灌注螺孔8，灌注螺孔8内螺纹连接有密封长螺杆9，导热液从灌注螺孔8处灌入管壳701和自呼吸膜702之间留设的空隙中，当灌注完毕后，通过密封长螺杆9对灌注螺孔8封堵即可。

进一步的，请参阅图2-3，导热液可采用具有颜色的成分稳定液体制成，一方面是为了避免导热液本身在长时间热转换过程中出现水垢聚集，另一方面，当管壳701在长时间使用过程中有破损情况出现，具有颜色的导热液渗流至冷流体当中，随冷流体一并排出，操作人员通过观察冷流体颜色变化便可快速判断换热器总成1内是否发生管壳701破损，以便及时及时停机维修。

进一步的，请参阅图6-8，自呼吸式换热管7的左侧设置有密封检测装置12，密封检测装置12的左端固定安装有进气管13，密封检测装置12的右端固定安装有出气管14，出气管14的内端壁嵌合安装有压力传感器，在密封检测装置12与自呼吸式换热管7完成对接后，出气管14贯穿灌注螺孔8并延伸至管壳701和自呼吸膜702所留设空隙内，在一对第一螺纹管703和第二螺纹管704在自呼吸膜702左右端对其稳定夹合后，管壳701和自呼吸膜702所留设的空隙实际上是一个密闭空间，通过密封检测装置12往密闭空隙内灌注检测气体，对管壳701的密闭性进行检测，当管壳701有破损时，出气管14内嵌合安装的压力传感器便不会触发，操作人员通过此来判断当前管壳701是否有破损，使得操作人员能够对破损管壳701快速定位，极大提高了对自呼吸式换热管7的检测更换效率。

进一步的，请参阅图8，密封检测装置12的右端中部固定安装有气流传感器15，不仅是管壳701在长时间工作过程中会发生破损，自呼吸膜702在长时间工作过程中亦有发生破损的可能性，而从出气管14灌注至空隙中的检测气流不但可以对管壳701的破损情况检测，同时，当自呼吸膜702存在破损时，检测气流可通过破损后口进入自呼吸膜702内，在自呼吸膜702内一部分向左反射流动，一部分向右反射流动，向左反射流动的检测气流能够被气流传感器15感知，则可说明当前被检测的自呼吸式换热管7内的自呼吸膜702存在破损情况，通过密封检测装置12对自呼吸式换热管7的管壳701和自呼吸膜702破损情况同步检测，进一步提高了对自呼吸式换热管7的检测更换效率。

进一步的，请参阅图2-5，第二螺纹管704和第一螺纹管703相互靠近一端分别固定连接有环状切割刀10和开设有环状切割槽11，环状切割刀10和环状切割槽11在第一螺纹管703和第二螺纹管704完成对接后同步对接，环状切割刀10和环状切割槽11在完成对接后，可对自呼吸膜702在第一螺纹管703和第二螺纹管704夹合后的多余部分进行切割，无需操作人员使用外部工具进行切割，切口整齐，提高了自呼吸式换热管7的整体组装效率。

进一步的，请参阅图2-3，自呼吸膜702采用耐腐蚀的抗拉伸材料支撑，有效降低完成净化作业的喷淋液对自呼吸膜702腐蚀破坏的情况发生的可能性。

进一步的，请参阅图9，一种工业废气余热回收换热机构的工作方法，包括以下步骤：

S1、管道组装：将第一接管2与可实时进行功率变换的泵机对接后再与喷淋塔完成组装；

S2、液压变换：泵机对喷淋液热流体在自呼吸式换热管7内呈波浪递进，并进行余热回收；

S3、表面形变：呈波浪递进的喷淋液热流体对自呼吸式换热管7的自呼吸膜702部分挤压拉伸，降低长时间热转换过程中水垢集聚，热转换效率降低的情况发生的可能性；

S4、同步检测：在完成余热回收后，必要时可通过密封检测装置12对自呼吸式换热管7的管壳701和自呼吸膜702部分同步检测。。

本发明的工作原理及使用流程：

使用时，请参阅图1-5，操作人员将第一接管2外接可实时进行功率变换的泵机，再将泵机接入喷淋塔内，将完成净化作业，带有工业废气余热的喷淋液作为热流体泵入换热器总成1内，热流体由第一接管2处进入至分布于上侧的多个自呼吸式换热管7内，而后从分布于下侧的多个自呼吸式换热管7内喷出，最后通过第二接管3加以排出，并在此过程中，冷流体从第三接管4处泵入换热器总成1内，从第四接管5处泵出，与热流体发生非相互接触的热量转换，最终将热流体热量回收带走；

在喷淋液进入自呼吸式换热管7内过程中，实际上是与自呼吸式换热管7的自呼吸膜702部分直接接触，此时，可实时进行功率变换的泵机发挥作用，泵入自呼吸式换热管7内，与自呼吸膜702直接接触的喷淋液液压在其流动过程中不断发生变化，在自呼吸式换热管7内呈波浪式递进，带动自呼吸膜702不断的挤压拉伸，使得热转换过程中所产生的水垢难以集聚在自呼吸膜702内壁上，所以无需为保证热转换效率，将换热器总成1频繁停机，将自呼吸式换热管7拔除清洗，且管壳701和自呼吸膜702之间留设的空隙中填充的导热液不但可抵消管壳701和自呼吸膜702的留设空隙所导致的热转换效率降低，同时，导热液在空隙内的自由流动也使得自呼吸膜702的挤压拉伸效果更加明显，进一步降低水垢在自呼吸膜702内壁上集聚的情况发生的可能性。

本发明通过对原有的换热器内部结构改进，将原本的单管式换热管结构更换为自呼吸式换热管7，与可实时进行功率变换的泵机配合工作，利用自呼吸式换热管7的自呼吸膜702部分在波浪式递进的喷淋液液压作用下的不断挤压拉伸效果，极大降低了长时间热转换过程中自呼吸式换热管7内壁发生大量水垢集聚的情况发生的可能性，保证了长时间工作过程中的热转换效率，产品特别适用于喷淋液等此类成分复杂，在热转换过程中极其容易发生水垢集聚的热流体热转换作业，搭配自呼吸式换热管7使用的换热器总成1机构能够对工业废气取得好的余热回收效果，且即使需要将自呼吸式换热管7拔除清理，亦只需将自呼吸膜702直接更换，重新注入导热液即可，无需对自呼吸式换热管7内壁不断清洗，清洁作业亦十分简单。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。