Регенеративный теплообменник

сщ) 1 23 0 5/02; Г 210 9/О НОМИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРСТВЕННЫИПО ДЕЛАМ ИЗОБ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огиеупоров ВНИИзнергоцветмет(54) (57) Г РЕГЕНЕРАТИВНЫР 1 ТЕПЛО ОБМЕННИК, 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 выпол. иена из зернистого материала.2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен механизмом очистки, выполненным в виде лопастей, шарнирно соединенных с тягами, установленными наИ 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 цветнойс и черной металлургиях.Известен высокотемпературный теплооб. менник 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 одновре. менно регенерируюшей насадкой и фильтрую 1 Б щйм элементом - .Оц движется сверху вниз, охлаждается и частично фильтрует газы в верхней камере, опускается через промежуточный запорный узел в нижнюю камеру,где охлаждается воздухом, а затем сноваподается в верхнюю камеру. При работе теплообменника с высоко- температурными газами в качестве сыпучего промежуточного теплоносителя не. обходимо 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 нержавеюгдей стали или из корукдовых бло-,з 5 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 каналов распределителя. Небольшие размеры сечения этих каналов вызывают быстрое забивание их осаждающейся пылью и осложкяе 1 их очистку, Отсутствие каких-либо устройств в данком теплообменнике для очистки рас 0 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. 1 ОЗ 5 ЗЗ 6Наиболее близким по технической суЩности к предлагаемому является регенеративный теплообменннк, содержащий разделенные промежуточным запорным узлоМкамеры нагрева и охлаждения с неподвиж.кой насадкой в виде стержней, покрытойрасплавом промежуточного теплоносителя,и снабженные патрубками подвода и отвода греющего и нагреваемого агентов, атакже промежуточного теплоносителя 2).Недостатком данного теплообменникаявляется применение в качестве неподвижной насадки стержней, имеющей малую поверхность теплообменника, что не позволяетдостичь интенсивного теплообмена междуагентами,Цель изобретения - интенсификациятеплообмена.Поставленная цель достигается тем, чтов регенеративном теплообменнике, содер.жащем разделенные промежуточным запор.ным узлом камеры нагрева и охлаждения20 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 соответствующейкамере выше своего патрубка подвода, анеподвижная насадка выполнена из зернистого материала.Кроме того, теплообменник может бытьснабжен 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 разделенныепромежуточным запорным узломкамеры2 и 3 нагрева и охлаждения с неподвижнойнасадкой 4 из зернистого материала, покрытой расплавом промежуточного теплоносителя, и снабженные патрубками 5 - 10подвода и отвода греющего и нагреваемогоагентов, а также промежуточного теплоносителя. Каждый патрубок 8 и 9 отвода под- ключен к соответствующей камере 2 и 3выше своего патрубка 5 и 6 подвода,Кроме того, в качестве жидкого промеразмера частиц промежуточного сыпучего 45жуточного теплоносителя можно использо.вать 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. Лопасти11 вводятся в камеру 2 через каналы 14,закрываемые заслонкой 15, соединенной сприводом 16. В свою очередь для обеспечения перемещения лопастей 1 служат приводы 17 и 18, например пневмоцилиндры.Запорный узел 1 может быть выполнен ввиде гидрозатвора. Для накопления просыпанной прк очистке насадки 4 предусмот3рены приемники И, освобождающиеся прн открывании заслонок 20 приводом 21, например пневмоцилиндром. Камеры 2 и 3 могут быть выполнены в виде шахт из огнеупорных изделий, Промежуточный тепло- носитель после прохождения камер 2 и 3 стекает в приемную емкость 22. Циркуляция его по контуру осуществляется насосом 23.Теплообменник работает следующим об-.разом.Через патрубок 5 в камеру 2 подается 10 горячий загрязиеййый газ, который, проходя через фильтрующую зернистую насадку 4, нагревает ее до температуры плавления жидкого промежуточного теплоносителя, например 1 ЧаС 1; КО, МаВО. После прогрева насадки 4 через патрубкй У подвода подается теплоноситель, который, проходя между зернами насадки 4, растекает-. ся по их поверхности, создавая развитую поверхность тепло и массообмена с поступающим запыленным газом; Горячий загрязнен ный газ поднимается, проходит фильтрующую зернистую насадку 4 с теплоносителем, очищается и выходит охлажденным через отводящий патрубок 8 Нагретый теплоноситель стекает через патрубок О в запор;ный узел 1, 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 З 0 5 ителю. Остывший теплоноситель стекает, по патрубку 10 отвода в приемную емкость 22, частично отстаивается, а затем насо,сом 23 подается в камеру 2, н процесс ;повторяется.ГПо мере заноса фильтрующей насадки ч э 5 пылью заслонка 5 приводом б сдвигает. ся вниз, открывая: каналы 4 н приводом 418 тележкй ТЗ йеремещаютсй к Центру. Приэтом лопасти 11 проходят в каналы 14, и,поворачйваемые приводами7, разрыхля.ют поверхностный слой фильтрующей зер-.нистой насадки 4. Просыпанный запыленный зернистый слой насадки 4 поступает.вприемники 9, откуда поступает на регенерацию и вновь возвращается в.камеру 2,Таким образом, в качестве греющих га;зов в устройстве могут быть использованьотходящие высокотемпературные загрязненные газы промышленных печей, подвергаю.щиеся очистке при прохождении через фидырующуюся насадку и жидкий промежуточный толкатель.Применение жидкого промежуточноготеплоносителя, например минеральиьх солей, вместо сыпучего позволяет исключнтв .дополнительное пылеобразование и заме;нить сложный по конструкции, быстро из"нашивающийся за счет абразивного тренияпромежуточный занорный узел гидрозатво-ром, обеспечивающим надежную герметизацию между камерами.Последовательная перекрестная и противоточная схема движения газов н промежуточного теплоносителя обеспечивает ихгарантированный контакт, а также увеличивает время контакта газа с теплоносителем и градиент температур, что повышаетэффективность тепломассообмена,Замена сыпучего тейлоносителя рдспла вом минерального вещества позволяет по. выснть удельную теплоотдачу от газа расплаву,так как движущийся слой жидкости имеет принципиально более высокий (на 1 -2 порядка) коэффициент тепломассообмена е газовой средой, чем тот же коэффициент на границе твердое тело-газ, при этом поверхности тепломассообмена в обоих слу. чаях приблизительно одинаковы.