節能型高爐鼓風脫濕器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于高爐的節能型高爐鼓風脫濕器。包括有預冷系統、冷凝脫濕系統和再熱系統，其中所述的預冷系統采用的是熱管換熱器，熱管換熱器內的工質在其兩端分別形成相互連通的蒸發段和冷凝段，其中蒸發段位于冷凝段下方，工質在蒸發段吸熱蒸發成氣體進入冷凝段，并由冷凝段冷凝成液體回流入蒸發段構成熱交換循環，工質在蒸發段吸熱構成預冷系統，在冷凝段放熱則構成再熱系統；所述的冷凝脫濕系統安裝在預冷系統與再熱系統之間。在冷凝脫濕系統與再熱系統之間，還安裝有絲網除霧器。本實用新型裝置可以實現多級冷卻和能量循環利用，能夠達到節能減排效果，提高熱能利用效率目的。
【專利說明】節能型高爐鼓風脫濕器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及冶金設備【技術領域】，尤其涉及一種用于高爐的節能型高爐鼓風脫濕器。
【背景技術】
[0002]我國鋼鐵工業能耗約占全國能源消費總量的15%，而高爐工序能耗約占鋼鐵全流程能耗的60%。按此計算，全國每年約有9%的能源被高爐消耗。大力開發和推廣節能新技術、新工藝和新產品，是提高能源利用效率、減少能源消耗量的重要途徑，對保證我國經濟長期穩定可持續發展具有重要的意義，將成為國家節能技術改造的重點。
[0003]目前國際和國內推廣的幾種鋼鐵企業煉鐵系統節能環保項目有:燒結余熱回收蒸汽發電、高爐煤氣余壓發電(TRT)、煤氣燃氣一蒸汽聯合循環發電(CCPP)和高爐煤氣發電、高爐鼓風機由電動改汽動、煤氣干法除塵、燒結煙氣脫硫等。這些技術得到共識和普及化運用的今天，高爐節能遇到了瓶頸，需要找到進一步節能的途徑和方向。
[0004]通過對熱管換熱器應用的研究，熱管換熱器通過對空氣進行預冷減少空氣在冷凝脫濕過程中的能耗，又可利用空氣在預冷過程中釋放的熱量對脫濕后的空氣進行再熱，能夠提高空氣進入熱風爐的初始溫度，為高爐冶煉帶來益處。因此，將熱管應用于高爐鼓風脫濕系統，必能實現節能的目的。

【發明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是正對上述存在的技術不足，提供一種采用熱管換熱器與翅片管換熱器結合，實現多級冷卻和能量循環利用，能夠達到節能減排效果，提高熱能利用效率目的的節能型高爐鼓風脫濕器。
[0006]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]節能型高爐鼓風脫濕器，其特征在于:包括有預冷系統、冷凝脫濕系統和再熱系統，其中所述的預冷系統采用的是熱管換熱器，熱管內的工質在其兩端分別形成相互連通的蒸發段和冷凝段，其中蒸發段位于冷凝段下方，液態工質在蒸發段吸收空氣在預冷過程中釋放的熱量，并蒸發成氣體進入冷凝段，在冷凝過程中釋放出熱量，用于冷凝脫濕之后的空氣的再熱，工質冷凝后形成液體回流到蒸發段構成熱交換循環。工質在蒸發段吸熱構成預冷系統，在冷凝段放熱則構成再熱系統；所述的冷凝脫濕系統安裝在預冷系統與再熱系統之間。在冷凝脫濕系統與再熱系統之間，還安裝有絲網除霧器。
[0008]在上述方案中，所述的熱管換熱器為重力式熱管，冷凝液依靠工質自身重力沿熱管內壁下流到蒸發段，其結構包括有管殼、吸液芯和端蓋，吸液芯內部為毛細結構，并在其內部充有工質。
[0009]在上述方案中，所述的冷凝脫濕系統包括有螺旋翅片管換熱器，螺旋翅片管換熱器外接有串聯循環式雙效溴化鋰吸收式制冷機，雙效溴化鋰吸收式制冷機包括有冷凝器、蒸發器、吸收器、冷凝水熱交換器、高壓發生器、低壓發生器、高溫溶液熱交換器、低溫溶液熱交換器、溶液泵、冷劑水泵和其他必要的組件。
[0010]在上述方案中，所述的絲網除霧器為抽屜式除霧器，包括有絲網、絲網格柵組成的矩形條式絲網塊，使用時在塔體外部只需要設置I?N個拆卸口，條型絲網塊可直接沿導軌方便插入安裝。
[0011]在上述方案中，所述的冷凝脫濕系統還裝有冷凝水收集池，冷凝水收集池分別連通雙效溴化鋰吸收式制冷機和絲網除霧器，用于收集冷凝和除霧產生的液體水。
[0012]本實用新型裝置的原理是，設計采用熱管換熱器與翅片管換熱器結合，將脫濕器傳熱依次分為預冷、冷凝脫濕、再熱三個階段。基于熱管蒸發段吸熱，冷凝段放熱的原理，將室外空氣首先經過蒸發段進行預冷，蒸發段吸收的熱量傳輸至冷凝段，讓經過冷凝脫濕之后的空氣吸收，形成再熱；也就是熱管換熱器預冷收集的熱量傳輸用于再熱階段，而中間冷凝脫濕則是采用雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷方式應用于翅片管換熱器的冷卻機。
[0013]本實用新型的主要有益效果是:
[0014]可以實現多級冷卻和能量循環利用，能夠達到節能減排效果，提高熱能利用效率目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型實施例熱管換熱器工作原理圖
[0016]圖2為本實用新型實施例整體結構示意圖
[0017]圖中:1、殼體；2、吸液芯；3、空氣過濾器；4、風機；5、熱風爐；6、蒸發段；7、冷凝段；8、螺旋翅片管換熱器；9、絲網除霧器；10、雙效溴化鋰吸收式制冷機；11、冷凝水收集池。
【具體實施方式】
[0018]下面結合【具體實施方式】，對本實用新型實施例作進一步的說明:
[0019]如圖2所示的節能型高爐鼓風脫濕器，其空氣流向依次為:空氣過濾器3、本脫濕裝置、風機4、熱風爐5，本脫濕裝置包括有預冷系統、冷凝脫濕系統和再熱系統，其中所述的預冷系統采用的是熱管換熱器，熱管內的工質在其兩端分別形成相互連通的蒸發段6和冷凝段7，其中蒸發段6位于冷凝段7下方，工質在蒸發段6吸熱蒸發成氣體進入冷凝段7，并由冷凝段7冷凝成液體回流入蒸發段6構成熱交換循環，工質在蒸發段6吸熱構成預冷系統，在冷凝段放熱則構成再熱系統；所述的冷凝脫濕系統安裝在預冷系統與再熱系統之間。在冷凝脫濕系統與再熱系統之間，還安裝有絲網除霧器9。
[0020]在本實施例中，如圖1所示的熱管換熱器為重力式熱管，其結構包括有殼體1、吸液芯2和端蓋，吸液芯2內部為毛細結構，并在吸液芯內2充有工質，采用氨作為熱管的工質，選擇低碳鋼為殼體I材料，冷凝后工質依靠自身重力沿熱管內壁下流到蒸發段6。
[0021]在本實施例中，以處理風量為105m3/h為例，按照武漢市夏季的空氣條件，所述的二級冷卻系統包括有螺旋翅片管換熱器8，為了增大管內流體的流速和換熱，最后使用的翅片管參數為:CPG (Φ25Χ2.5/55/6/1)，翅片基管外徑25mm，翅片外徑55mm，翅片節距6mm，翅片厚度1mm，翅片高度2.5mm,排列方式采用等邊三角形排列，中心距均為75mm。螺旋翅片管換熱器8外接有串聯循環式雙效溴化鋰吸收式制冷機10，雙效溴化鋰吸收式制冷機10包括有冷凝器、蒸發器、吸收器、冷凝水熱交換器、高壓發生器、低壓發生器、高溫溶液熱交換器、低溫溶液熱交換器、溶液泵、冷劑水泵和其他必要的組件。
[0022]在本實施例中，所述的絲網除霧器9為抽屜式除霧器，包括有絲網、絲網格柵組成的矩形條式絲網塊，根據經驗參數，選取的抽屜式除霧網的厚度為150mm，氣體通過除霧器的壓力降卻很小，只有250?500pa。除霧器向設備公司按長3.75m,寬150mm,高3m定制；使用時在塔體外部只需要設置I?N個拆卸口，條型絲網塊可直接沿導軌方便插入安裝。
[0023]在本實施例中，所述的冷凝脫濕系統還裝有冷凝水收集池11，冷凝水收集池11分別連通雙效溴化鋰吸收式制冷機10和絲網除霧器9，用于收集冷凝和除霧產生的液體水。
[0024]本實用新型實施例采用熱管換熱器與翅片管換熱器組合的方式，對進入煉鐵熱風爐前的空氣進行冷卻脫濕，又對其再熱。冷卻分為兩個階段，預冷與冷凝脫濕。利用熱管換熱器巧妙的將預冷的熱量用于再熱，這樣既可以通過預冷降低空氣進入冷凝脫濕階段的溫度，從而減少冷凝脫濕過程中的電耗，又通過再熱提高了進入熱風爐的空氣的初始溫度，為高爐冶煉帶來益處。只有冷凝脫濕的耗能需要外部補充。與傳統脫濕器相比，傳統脫濕器直接將室外空氣進行一次冷卻脫濕后輸送至熱風爐，節能型高爐鼓風脫濕器節省了一部分冷凝脫濕階段的能耗和一部分熱風爐的能源。可見，節能型高爐鼓風脫濕器與傳統脫濕器相比具有明顯的優勢。具體節能量分析如下:
[0025](I)預冷節能
[0026]預冷過程中，相比于傳統的脫濕器，節能型鼓風脫濕器無需提供相應的制冷裝置(如溴化鋰制冷機組)來冷卻空氣。而是利用熱管，將初始空氣的一部分熱量用于經過冷凝脫濕后的冷空氣的再熱工作。這樣既能使空氣溫度在冷凝脫濕之前有一定程度的降低，又能使空氣溫度在進入熱風爐之前有一定程度的升高。相對于傳統的脫濕器而言，空氣經過預冷之后再進行冷凝脫濕，可大大降低冷凝脫濕過程的能耗，而增加的成本僅在于熱管換熱器，且熱管換熱器內部形成工質的自循環，無需外力驅動。假設預冷過程中空氣的溫度從33.1°C降到25°C，若脫濕器一年運行8000h，相比于傳統脫濕器可節約，240萬度左右用于制冷的電量。
[0027](2)再熱節能
[0028]熱管從預冷過程中獲得的熱量由蒸發段的輸送至冷凝段用于冷凝脫濕后空氣的再熱，空氣從7 °C加熱到25 °C，若脫濕器一年運行8000h，可節省加熱空氣的能量1.87 X IO10KJo
[0029]本實用新型的保護范圍并不限于上述的實施例，顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變形而不脫離本實用新型的范圍和精神。倘若這些改動和變形屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍內，則本實用新型的意圖也包含這些改動和變形在內。
【權利要求】
1.節能型高爐鼓風脫濕器，其特征在于:包括有預冷系統、冷凝脫濕系統和再熱系統，其中所述的預冷系統采用的是熱管換熱器；熱管的蒸發段位于冷凝段下方；熱管的蒸發段用于空氣的預冷，液態工質在蒸發段吸收空氣在預冷過程中釋放的熱量，并蒸發成氣體進入冷凝段，在冷凝過程中釋放出熱量，用于冷凝脫濕之后的空氣的再熱，工質冷凝后形成液體回流到蒸發段構成熱交換循環；工質在蒸發段吸熱構成預冷系統，在冷凝段放熱則構成再熱系統；所述的冷凝脫濕系統安裝在預冷系統與再熱系統之間；在冷凝脫濕系統與再熱系統之間，還安裝有絲網除霧器。
2.如權利要求1所述的節能型高爐鼓風脫濕器，其特征在于:所述的熱管換熱器為重力式熱管，冷凝液依靠工質自身重力沿熱管內壁下流到蒸發段，其結構包括有管殼、吸液芯和端蓋，吸液芯內部為毛細結構，并在其內部充有工質。
3.如權利要求1所述的節能型高爐鼓風脫濕器，其特征在于:所述的冷凝脫濕系統包括有螺旋翅片管換熱器，螺旋翅片管換熱器外接有串聯循環式雙效溴化鋰吸收式制冷機。
4.如權利要求1所述的節能型高爐鼓風脫濕器，其特征在于:所述的絲網除霧器為抽屜式除霧器，包括有絲網、絲網格柵組成的矩形條式絲網塊。
5.如權利要求1或3所述的節能型高爐鼓風脫濕器，其特征在于:所述的冷凝脫濕系統還裝有用于收集冷凝和除霧產生的液體水的冷凝水收集池，冷凝水收集池分別連通雙效溴化鋰吸收式制冷機和絲網除霧器。
【文檔編號】C21B9/16GK203728867SQ201320689826
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】張芳 申請人:華中科技大學文華學院