热能回收环保型油烟处理装置
阅读说明：本技术 热能回收环保型油烟处理装置 (Heat energy recovery environment-friendly oil fume treatment device ) 是由 邵宪江 邵何蓓 沈宇 于 2021-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了热能回收环保型油烟处理装置,涉及退火炉烟气处理技术领域,包括退火炉、换热管、冷却器、风机、喷淋塔一和喷淋塔二,所述退火炉的上方设置有吸风罩,所述换热管的内壁设置有蒸汽发生机构,多根所述分流管套接于分流口的内壁,分流套管的外壁安装有加快散热组件,所述冷却器的外壁套接有水冷机构。本发明通过回水管预先向椭球水箱的内壁加水,烟气可以对椭球水箱内壁的水加热,直至沸腾,沸腾时产生的高压蒸汽通过蒸汽管供入到汽轮机中带动叶片转动带动发电机发电,使得烟气中的高热部分被先行回收,再进入后续的换热装置中,实现对烟气中热量的分级利用,实现对烟气中的高温利用,环保性好,对热量的收集效率提升。(The invention discloses an environment-friendly oil fume treatment device for heat energy recovery, which relates to the technical field of flue gas treatment of an annealing furnace and comprises an annealing furnace, a heat exchange tube, a cooler, a fan, a first spray tower and a second spray tower, wherein an air suction cover is arranged above the annealing furnace, a steam generation mechanism is arranged on the inner wall of the heat exchange tube, a plurality of flow dividing tubes are sleeved on the inner wall of a flow dividing port, a heat-radiation accelerating assembly is arranged on the outer wall of each flow dividing sleeve, and a water cooling mechanism is sleeved on the outer wall of the cooler. According to the invention, water is added to the inner wall of the ellipsoid water tank in advance through the water return pipe, the flue gas can heat the water on the inner wall of the ellipsoid water tank until the water is boiled, high-pressure steam generated during boiling is supplied to the steam turbine through the steam pipe to drive the moving blades to rotate so as to drive the generator to generate electricity, so that high-heat part in the flue gas is recycled in advance and then enters the subsequent heat exchange device, the graded utilization of heat in the flue gas is realized, the high-temperature utilization in the flue gas is realized, the environmental protection property is good, and the heat collection efficiency is improved.)
技术领域
本发明涉及退火炉烟气处理技术领域，尤其是涉及热能回收环保型油烟处理装置。
背景技术
企业在不锈钢退火炉生产过程中产生含油废气以及非甲烷总烃，因废气对周围环境及工人人身安全产生一定影响，为进一步做好环境保护工作，避免对厂区和周围的大气环境产生影响，需要对烟气进行处理，同时也需要对烟气中的热能进行回收。
针对在退火炉生产中烟气处理的实际需求。
（1）公开号为CN211339632U的中国实用新型专利公开了一种不锈钢带退火炉体用废气换热装置，该装置通过将废气中的热量传导至助燃空气实现对热能资源的利用；
（2）公开号为CN213984624U的中国实用新型专利公开了一种退火炉用热能回收装置，该装置同样通过对尾气中的热量收集，初步对进入的空气加热，且通过设置的活性炭吸附网对尾气进行收集。
但是现在的烟气处理技术仍然存在以下不足之处，第一，无法实现对废气中高热部分热量的有效回收，只简单对烟气中的热量进行换热，而实际烟气中的温度达到300摄氏度以上，将烟气中的高温对助燃空气加热后直接排出，缺乏对烟气热量的分级回收措施，对热量利用效率低；第二，烟气中含有含油废气以及非甲烷总烃，活性炭的吸附效力有限，且含油废气的油雾粘性大，会粘接在过滤层上，易造成过滤层堵塞，影响后续传质过程的持续进行。
发明内容
本发明的目的在于提供热能回收环保型油烟处理装置，以解决现有技术中烟气中高热的部分未进行有效收集利用，且烟气中的油污易使滤层堵塞，影响处理效果的技术问题。
本发明提供热能回收环保型油烟处理装置，包括退火炉、换热管、冷却器、风机、喷淋塔一和喷淋塔二，所述退火炉的上方设置有吸风罩，所述换热管的内壁设置有蒸汽发生机构，所述换热管的两端均安装有吸风管，其中一个所述吸风管安装于吸风罩的顶部，另一个所述吸风管的一端安装有分流套管，所述分流套管安装于冷却器的顶部，所述冷却器的内壁设置有多根分流管，所述分流套管的顶部外壁开设有分流口，多根所述分流管套接于分流口的内壁，分流套管的外壁安装有加快散热组件，所述冷却器的外壁套接有水冷机构，所述分流套管的底端套接有弯管，所述弯管的一端与风机连接，所述风机的一端套接有安装管，所述安装管的一端与喷淋塔一固定连接，所述喷淋塔一与喷淋塔二之间安装有连接管。
进一步，所述蒸汽发生机构包括椭球水箱，所述椭球水箱的底部套接有回水管，且椭球水箱的底部外壁转动连接有安装轴，所述安装轴固定于换热管的底部内壁，所述换热管的内壁一侧设置有晃动组件，所述椭球水箱的顶部套接有蒸汽管，所述蒸汽管的一端连接有汽轮机，所述汽轮机的一侧安装有发电机，所述回水管套接于汽轮机的底部，所述风机的一侧设置有冷凝水箱，所述回水管的中间断开并安装有冷凝管。
进一步，所述晃动组件包括扭簧，所述扭簧套接于安装轴的外壁，所述扭簧的两端分别固定于椭球水箱底部外壁和换热管的底部内壁，所述椭球水箱的外壁安装有档杆，所述换热管的内壁安装有固定板，所述固定板的外壁通过轴承连接有转轴，所述转轴的一端固定有驱动叶片，且转轴的另一端安装有拨杆。
进一步，所述水冷机构包括中转水箱，所述中转水箱的一侧套接有出水管和进水管，所述出水管和进水管分别套接于冷却器的外壁，所述进水管的一端安装有水泵。
进一步，所述加快散热组件包括六个扰动扇叶，所述扰动扇叶转动连接于分流套管的内壁，所述冷却器的内壁安装有多个螺旋板，多个所述螺旋板呈阶梯式分布。
进一步，所述喷淋塔二的顶部安装有排风管，所述喷淋塔一和喷淋塔二的内壁安装有填料支撑板，所述填料支撑板的顶部设置有陶瓷填料，所述喷淋塔一和喷淋塔二的内壁设置有陶瓷填料和填料支撑板均设置有两层。
进一步，所述喷淋塔一和喷淋塔二的内壁底部设置有加药水箱，所述加药水箱内设置有喷淋泵，所述喷淋泵的一端通过输送管连接有喷淋管，所述喷淋管的底部设置有排布均匀的旋转喷头，旋转喷头设置于陶瓷填料的上方。
进一步，所述填料支撑板整体为圆形，且填料支撑板包括多个呈圆周阵列的弧面板，所述填料支撑板的底部转动连接有竖轴，所述竖轴的底端固定有水盒，所述喷淋塔一和喷淋塔二的内壁开设有滑槽，所述水盒的一端插接于滑槽的内壁，所述水盒的底部套接有套筒，套筒的内壁转动连接有供水管，所述水盒的顶部外壁套接有竖喷管，且水盒的一侧外壁套接有斜喷管，所述斜喷管的出水口方向指向弧面板的凹面。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
（1）本发明使用时预先通过回水管向椭球水箱的内壁加水，此时温度在300摄氏度以上的烟气可以对椭球水箱内壁的水加热，直至沸腾，沸腾时产生的高压蒸汽通过蒸汽管供入到汽轮机中带动叶片转动，进而带动发电机发电，使得烟气中的高热部分被先行回收，再进入后续的换热装置中，实现对烟气中热量的分级利用，实现对烟气中的高温利用，该电能属于清洁能源，环保性好，对热量的收集效率提升。
（2）本发明在陶瓷填料使用一端时间之后将供水管的一端与喷淋泵连接，此时药水液体从竖喷管向上喷出实现对陶瓷填料的冲喷，可以对堵塞的陶瓷填料疏通，同时设置的斜喷管喷出药水液体时冲击到弧面板，此时在药水液体的推力作用下使得水盒通过竖轴产生转动，进而使得竖喷管对陶瓷填料整体进行彻底全面的冲洗，避免因陶瓷填料堵塞发生的油污祛除失效的情况，保持装置的持续稳定运行。
（3）本发明中使用后的蒸汽通过回水管进入到冷凝水箱中液化，然后再次进入回流到椭球水箱中，重新沸腾产生蒸汽通过发电机发电，整个过程无需加水，蒸汽的循环过程保持在一个相对封闭的空间内，实现对烟气中热量不间断转换成电能的效果。
（4）本发明利用椭球水箱产生蒸汽时，进入的烟气带动驱动叶片转动，进而带动转轴和拨杆转动，通过转动的拨杆不断的撞击档杆，使得椭球水箱产生转动，而在扭簧的作用下使得椭球水箱又得以复位，整个过程实现对椭球水箱的晃动，使得椭球水箱中的水得以搅拌，实现对椭球水箱中水的快速换热升温，提升换热效率，增加发电机的发电效率。
（5）本发明中持续向前的烟气通过分流套管进入到分流管中，多根分流管的设置增加了烟气与冷却水接触时的换热面积，提升对烟气中热量的置换效果，当冷却水从进水管进入冷却器的内壁时，在水流的作用下带动扰动扇叶转动，使得冷却水在冷却器的内壁空间中充分的搅拌混合，避免冷却水温度分布不均，进一步提升对烟气中热量的置换效果，吸收热量后排出的热水可以进入生产线利用，节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明
具体实施方式
或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中换热箱部分的剖视图；
图3为本发明中驱动叶片部分的立体图；
图4为本发明中冷却器部分的结构示意图；
图5为本发明中冷却器部分的拆分立体图；
图6为本发明中分流套管部分的结构示意图；
图7为图1中A处的放大图；
图8为本发明中填料支撑板部分的立体图；
图9为本发明中填料支撑板部分另一角度的立体图。
附图标记：
1、退火炉；2、吸风罩；3、换热管；301、椭球水箱；302、回水管；303、蒸汽管；304、安装轴；305、扭簧；306、档杆；307、驱动叶片；308、拨杆；309、固定板；310、转轴；311、汽轮机；312、发电机；313、冷凝管；314、冷凝水箱；4、吸风管；5、冷却器；501、出水管；502、进水管；503、分流套管；504、分流管；505、分流口；506、扰动扇叶；507、中转水箱；508、螺旋板；6、弯管；7、风机；8、安装管；9、喷淋塔一；10、连接管；11、喷淋塔二；12、排风管；13、喷淋管；14、陶瓷填料；15、加药水箱；16、喷淋泵；17、竖轴；18、水盒；19、竖喷管；20、供水管；21、滑槽；22、填料支撑板；23、弧面板；24、斜喷管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1至图9所示，本发明实施例提供了热能回收环保型油烟处理装置，包括退火炉1、换热管3、冷却器5、风机7、喷淋塔一9和喷淋塔二11，退火炉1的上方设置有吸风罩2，换热管3的内壁设置有蒸汽发生机构，换热管3的两端均安装有吸风管4，其中一个吸风管4安装于吸风罩2的顶部，另一个吸风管4的一端安装有分流套管503，分流套管503安装于冷却器5的顶部，冷却器5的内壁设置有多根分流管504，分流套管503的顶部外壁开设有分流口505，多根分流管504套接于分流口505的内壁，分流套管503的外壁安装有加快散热组件，冷却器5的外壁套接有水冷机构，分流套管503的底端套接有弯管6，弯管6的一端与风机7连接，风机7的一端套接有安装管8，安装管8的一端与喷淋塔一9固定连接，喷淋塔一9与喷淋塔二11之间安装有连接管10。
具体地，蒸汽发生机构包括椭球水箱301，椭球水箱301的底部套接有回水管302，且椭球水箱301的底部外壁转动连接有安装轴304，安装轴304固定于换热管3的底部内壁，换热管3的内壁一侧设置有晃动组件，椭球水箱301的顶部套接有蒸汽管303，蒸汽管303的一端连接有汽轮机311，汽轮机311的一侧安装有发电机312，回水管302套接于汽轮机311的底部，风机7的一侧设置有冷凝水箱314，回水管302的中间断开并安装有冷凝管313，预先通过回水管302向椭球水箱301的内壁加水，此时温度在300摄氏度以上的烟气可以对椭球水箱301内壁的水加热，直至沸腾，沸腾时产生的高压蒸汽通过蒸汽管303供入到汽轮机311中带动叶片转动，进而带动发电机312发电，实现对烟气中的高温利用，该电能属于清洁能源，环保性好。
具体地，晃动组件包括扭簧305，扭簧305套接于安装轴304的外壁，扭簧305的两端分别固定于椭球水箱301底部外壁和换热管3的底部内壁，椭球水箱301的外壁安装有档杆306，换热管3的内壁安装有固定板309，固定板309的外壁通过轴承连接有转轴310，转轴310的一端固定有驱动叶片307，且转轴310的另一端安装有拨杆308，利用椭球水箱301产生蒸汽时，进入的烟气带动驱动叶片307转动，进而带动转轴310和拨杆308转动，通过转动的拨杆308不断的撞击档杆306，使得椭球水箱301产生转动，而在扭簧305的作用下使得椭球水箱301又得以复位，整个过程实现对椭球水箱301的晃动，使得椭球水箱301中的水得以搅拌，实现对椭球水箱301中水的快速换热升温，提升换热效率，增加发电机312的发电效率。
具体地，水冷机构包括中转水箱507，中转水箱507的一侧套接有出水管501和进水管502，出水管501和进水管502分别套接于冷却器5的外壁，进水管502的一端安装有水泵，冷却水通过中转水箱507输入进水管502最终进入到冷却器5的内壁中，进入冷却器5内壁中的水对烟气中的热量进行置换。
具体地，加快散热组件包括六个扰动扇叶506，扰动扇叶506转动连接于分流套管503的内壁，冷却器5的内壁安装有多个螺旋板508，多个螺旋板508呈阶梯式分布，当冷却水从进水管502进入冷却器5的内壁时，在水流的作用下带动扰动扇叶506转动，使得冷却水在冷却器5的内壁空间中充分的搅拌混合，避免冷却水温度分布不均，进一步提升对烟气中热量的置换效果，吸收热量后排出的热水可以进入生产线利用，节约成本。
具体地，喷淋塔二11的顶部安装有排风管12，喷淋塔一9和喷淋塔二11的内壁安装有填料支撑板22，填料支撑板22的顶部设置有陶瓷填料14，喷淋塔一9和喷淋塔二11的内壁设置有陶瓷填料14和填料支撑板22均设置有两层。
具体地，喷淋塔一9和喷淋塔二11的内壁底部设置有加药水箱15，加药水箱15内设置有喷淋泵16，喷淋泵16的一端通过输送管连接有喷淋管13，喷淋管13的底部设置有排布均匀的旋转喷头，旋转喷头设置于陶瓷填料14的上方，通过喷淋泵16将药水液体从上方八个旋转喷头喷淋到陶瓷填料14上，并沿陶瓷填料14表面流下，烟气气体从塔底下方送入，与药水液体呈逆流连续通过陶瓷填料14层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。
具体地，填料支撑板22整体为圆形，且填料支撑板22包括多个呈圆周阵列的弧面板23，填料支撑板22的底部转动连接有竖轴17，竖轴17的底端固定有水盒18，喷淋塔一9和喷淋塔二11的内壁开设有滑槽21，水盒18的一端插接于滑槽21的内壁，水盒18的底部套接有套筒，套筒的内壁转动连接有供水管20，水盒18的顶部外壁套接有竖喷管19，且水盒18的一侧外壁套接有斜喷管24，斜喷管24的出水口方向指向弧面板23的凹面，在陶瓷填料14使用一端时间之后将供水管20的一端与喷淋泵16连接，此时药水液体从竖喷管19向上喷出实现对陶瓷填料14的冲喷，可以对堵塞的陶瓷填料14疏通，同时设置的斜喷管24喷出药水液体时冲击到弧面板23，此时在药水液体的推力作用下使得水盒18通过竖轴17产生转动，进而使得竖喷管19对陶瓷填料14整体进行彻底全面的冲洗，避免因陶瓷填料14堵塞发生的油污祛除失效的情况，保持装置的持续稳定运行。
具体工作方法是：使用时启动风机7将退火炉1顶部的烟气通过吸风罩2抽入到吸风管4中，烟气通过吸风管4进入到换热管3的内壁中，预先通过回水管302向椭球水箱301的内壁加水，此时温度在300摄氏度以上的烟气可以对椭球水箱301内壁的水加热，直至沸腾，沸腾时产生的高压蒸汽通过蒸汽管303供入到汽轮机311中带动叶片转动，进而带动发电机312发电，使得烟气中的高热部分被先行回收，再进入后续的换热装置中，实现对烟气中热量的分级利用，实现对烟气中的高温利用，该电能属于清洁能源，环保性好，使用后的蒸汽通过回水管302进入到冷凝水箱314中液化，然后再次进入回流到椭球水箱301中，重新沸腾产生蒸汽通过发电机312发电，由于整个过程中水的消耗较少，所以整个过程无需加水，蒸汽的循环过程保持在一个相对封闭的空间内，实现对烟气中热量不间断转换成电能的效果，在利用椭球水箱301产生蒸汽时，进入的烟气带动驱动叶片307转动，进而带动转轴310和拨杆308转动，通过转动的拨杆308不断的撞击档杆306，使得椭球水箱301产生转动，而在扭簧305的作用下使得椭球水箱301又得以复位，整个过程实现对椭球水箱301的晃动，使得椭球水箱301中的水得以搅拌，实现对椭球水箱301中水的快速换热升温，提升换热效率，增加发电机312的发电效率，同时设置的椭球水箱301表面光滑，减小烟气流通时的阻力，减小对烟气的动力损耗，持续向前的烟气通过分流套管503进入到分流管504中，多根分流管504的设置增加了烟气与冷却水接触时的换热面积，提升对烟气中热量的置换效果，冷却水通过中转水箱507输入进水管502最终进入到冷却器5的内壁中，进入冷却器5内壁中的水对烟气中的热量进行置换，当冷却水从进水管502进入冷却器5的内壁时，在水流的作用下带动扰动扇叶506转动，使得冷却水在冷却器5的内壁空间中充分的搅拌混合，避免冷却水温度分布不均，进一步提升对烟气中热量的置换效果，吸收热量后排出的热水可以进入生产线利用，节约成本，同时在通过进水管502进入冷却水时，冷却器5内壁设置的多个螺旋板508使得水流产生螺旋上升的涡流，以上过程使得烟气温度降低，降低高温烟气对后续设备的腐蚀效果，风机7前置比放在流程末端吸力更强，吸气效果更佳，喷淋塔一9和喷淋塔二11采用填料塔的设计基础，中间装有两层填料支撑板22，用300mm陶瓷填料14以乱堆或整砌的方式放置在支承隔板上，通过喷淋泵16将药水液体从上方八个旋转喷头喷淋到陶瓷填料14上，并沿陶瓷填料14表面流下，烟气气体从塔底下方送入，与药水液体呈逆流连续通过陶瓷填料14层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质，喷淋塔一9和喷淋塔二11底部设有加药水箱15，加药水箱15的内壁附乙烯基树脂防止腐蚀，其上方留出隔离空间，吸收后的喷淋液流入加药水箱15反应吸收，油污浮于上层用油水分离器排出处理，在陶瓷填料14使用一端时间之后将供水管20的一端与喷淋泵16连接，此时药水液体从竖喷管19向上喷出实现对陶瓷填料14的冲喷，可以对堵塞的陶瓷填料14疏通，同时设置的斜喷管24喷出药水液体时冲击到弧面板23，此时在药水液体的推力作用下使得水盒18通过竖轴17产生转动，进而使得竖喷管19对陶瓷填料14整体进行彻底全面的冲洗，避免因陶瓷填料14堵塞发生的油污祛除失效的情况，保持装置的持续稳定运行。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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