本實用新型屬于節能環保領域，具體涉及一種低溫相變媒介余熱回收利用系統在煙氣除塵系統中的應用。

背景技術：

目前，市面上存在工業窯爐除塵及余熱回收利用系統，現就該系統的優缺點作如下分析：

1、現行的工業窯爐及冶金礦熱爐、火電廠等，其除塵及余熱利用系統內的余熱換熱設備換熱工質沸點較高，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，成分復雜的粉塵會在換熱設備表面燒結成粉塵板結，影響換熱管導熱性能，極大降低換熱效率。同時，煙氣的溫度波動會使換熱設備管壁內外能量轉變不穩定，產生交變應力，會造成疲勞損傷，長期作用下疲勞到達極限會形成裂紋，最終破壞系統結構，既造成能源的浪費，又產生了安全隱患。

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

3、現行余熱利用系統，由于余熱換熱設備的換熱效率低，除塵效果差，導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，嚴重影響空氣環境，導致全球變暖現象。

技術實現要素：

本實用新型提供一種低溫相變媒介余熱回收利用系統在煙氣除塵系統中的應用技術。本實用新型采用耐高溫除塵材料，并使用自振動達到除塵材料的自清潔效果。本實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內。

本實用新型的具體技術方案是：

所述低溫相變媒介余熱回收利用系統在煙氣除塵系統中的應用技術由爐體、煙氣管道、除塵器、低溫相變媒介換熱器、透平機、發電機、除塵器動力機、儲能罐體、熱水換熱器、冷凝器、煙囪組成。

所述除塵器包括進氣口、粉塵導向收集器、過濾漏斗、軸端蓋、轉軸、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其他設備的破壞，極大的減少粉塵對低溫相變媒介換熱器換熱效率的影響，減輕后續除塵系統的負擔；且除塵器具備自動除塵、脫塵及收集功能。

所述除塵材料由除塵器動力機帶動，利用其自身的不平衡在高速轉動中產生振動，將粘 結的煙塵抖落，并進行收集。

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

所述傳動系統需在常溫下運轉，因此殼體外部以及在煙氣管道內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部裝有環保型低溫相變工質，適用于溫度有一定波動的環境下，在較低溫度下，相變工質即可進行高效換熱，并輸出高能氣體，高能氣體即可以直接驅動透平機輸出動力，也可以直接用于發電，還可以用于進行換熱提供生產生活用水等，可最大化的利用煙氣余熱，迅速降低煙氣溫度，極大的節約能源；低溫相變媒介換熱器中的介質在密閉環境內可循環無損耗使用，環保無污染。

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產生物理形變，對附著其表面的粉塵板結產生擠壓剝離的作用，避免了粉塵板結對換熱效率的影響；因為換熱器由形變金屬制成，隨溫度變化發生物理形變，煙氣溫度波動對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為環保材料，對環境無污染，對工作人員無健康損害；

所述實用新型中使用多級除塵器，可以將煙氣中的粉塵顆粒物濾出并回收。

所述實用新型中由于采用多級低溫相變媒介換熱器，煙氣余熱得以充分的利用。

本實用新型的有益效果在于：

1、該系統中低溫相變媒介換熱器利用低溫相變媒介作為換熱工質，在較低溫度下即可高效換熱，輸出高能氣體，克服了現有設備中換熱工質沸點較高，比熱容大，換熱效率不高，汽化效率低等缺點。該系統可有效降低煙氣溫度。換熱管由形變金屬制成，隨溫度變化發生物理形變，達到自除塵效果，提高了換熱效率，克服了現有設備易產生板結，換熱效率低的缺點，由于換熱器由形變金屬制成，在煙氣溫度波動范圍內產生物理形變，該物理形變對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，克服了現有換熱器容易裂紋的缺點，避免了經常更換導致的浪費。

2、該系統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機構，可實現自動脫塵，并配置有自行收集裝置，克服了現有除塵設備除塵效率不高，易封堵的情況，同時也避免了現有除塵設備經常更換耐高溫過濾材料導致的人力、物力的浪費，以及企業生產效率低下的弊端。

3、低溫相變媒介換熱器輸出的高能氣體可直接驅動透平機輸出動力，可直接帶動發電機發電，剩余氣體可進行儲能。低溫相變媒介換熱器可利用自身采集的能量通過能量轉換裝置實現除塵、儲能等，節約了能源，有利于環保，并降低了成本。

附圖說明

圖1一種應用低溫相變媒介對煙氣余熱進行回收利用的系統工作流程圖。

圖2除塵器結構簡圖。

圖3除塵器結構簡圖A-A處剖面圖

圖4低溫相變媒介換熱器結構簡圖主視圖。

圖5低溫相變媒介換熱器結構簡圖左視圖。

1爐體：燃燒煤等物質并產生煙氣；

2煙氣管道：煙氣流通；

3除塵器：過濾收集大顆粒粉塵；3-1進氣口：窯爐煙氣進口，管道延生至除塵器內；3-2粉塵導向收集器：收集脫落粉塵，固定在管道上，與振動機構保持間隙；3-3過濾漏斗：由過濾材料和固定結構組成，與管道保持間隙；3-4軸端蓋：密封軸和過濾漏斗；3-5轉軸：帶動機構轉動；3-6軸承：實現殼體不與軸轉動；3-7殼體：密封與支撐機構，與煙氣管道軟連接；3-8配重塊：保證旋轉機構水平平衡；3-9帶輪：帶動機構旋轉；3-10皮帶：連接電機和帶輪同步旋轉；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，將板結的粉塵擠壓掉落；4-2低溫相變工質罐：儲存并回收低溫相變工質。該低溫相變工質的沸點較低，無毒害性，對環境無污染；4-3粉塵收集槽：收集脫落板結粉塵；

5透平機：原動力輸出；

6發電機：電力輸出；

7泵體：帶動液體流動；

8生活區用電設備：生活區日常用電；

9除塵器動力機：驅動除塵器運行；

10儲能罐體：氣體儲能；

11熱水換熱器：提供工業、生活熱水；

12冷凝器：液化低溫相變工質蒸汽；

13煙囪：煙氣排放。

具體實施方式

請參閱附圖，下面結合附圖對本實用新型的實施作詳細描述：

所述低溫相變媒介余熱回收利用系統在煙氣除塵系統中的應用，其工作原理為：

如圖1所示，所述爐體1中燃燒煤等物質產生煙氣，順煙氣管道2流動，進入低溫相變媒介換熱器4，利用低溫相變媒介換熱器4所轉換的能量，驅動除塵器動力機9。

如圖2圖3所示，除塵器動力機9通過帶輪3-12、皮帶3-10和帶輪3-9帶動轉軸3-5轉動，轉軸3-5與過濾漏斗3-3連接并同步轉動，利用過濾漏斗3-3的不平衡，在高速轉動下產生振動，達到除塵器3的振動除塵效果，將粉塵攔截振動抖落并進行收集。

煙氣到達除塵器3，大顆粒粉塵及夾雜的火星被過濾漏斗3-3攔截，同時除塵器3的振 動機構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，在其旋轉振動的過程中，利用粉塵的重力和旋轉慣性，可將粉塵逐步抖落到粉塵導向收集器3-2內，并沿粉塵導向收集器3-2下滑出煙氣管道2外。

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

由于煙氣管道2內煙氣溫度較高，煙氣管道2內的除塵機構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，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行軟連接。

為了使機構保持振動，殼體3-7與地面使用彈簧板的連接方式。

如圖4圖5所示，當煙氣流至低溫相變媒介換熱器4，換熱管4-1內部低溫相變工質開始進行熱量交換，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，隨煙氣溫度波動發生物理形變，使附著其上的粉塵板結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輸出的高能氣體驅動透平機5工作，帶動發電機6發電。根據具體情況安裝n級透平機5n；此時利用低溫相變媒介換熱器4置換出的高能氣體帶動發電機6發電為除塵器動力機9及n級除塵器動力機9n提供電能，無需再使用額外能源；高能氣體還可以驅動發電機6及n級發電機6n，所輸出的電能同時供生活區用電設備8工作；高能氣體的余熱部分還可以進行儲能，在儲能罐體10及多個儲能罐10n內進行儲能蓄能；經過透平機5輸出的氣體仍有余溫，經熱水換熱器11進行熱交換，提供工業、生活熱水需求；汽化的工質經透平機5輸出至冷凝器12，液化后循環回收到低溫相變工質罐4-3循環使用。

煙氣管道中凈化，換熱后的煙氣通過煙囪13排放。

根據煙氣具體情況，如溫度、煙氣濃度等，調整安裝除塵器3的級數n級與低溫相變媒介換熱器4的級數n級，使環保節能效果達到最優。

以上所述僅為本實用新型實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型及附圖內容所做的等效結構或等效流程變換，直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。