蓄热式换热器

换热器基础知识简单计算板式换热器板片面积选用板式换热器就是要选择板片的面积的简单方法：Q=K×F×Δt，Q——热负荷K——传热系数F——换热面积Δt——传热对数温差传热系数取决于换热器自身的结构，每个不同流道的板片，都有自身的经验公式，如果不严格的话，可以取2000~3000。

最后算出的板换的面积要乘以一定的系数如1.2。

换热器的分类与结构形式换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。

随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。

适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：一、换热器按传热原理可分为：1、表面式换热器表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。

表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。

2、蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。

蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。

3、流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

4、直接接触式换热器直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备，例如，冷水塔、气体冷凝器等。

二、换热器按用途分为：1、加热器加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。

2、预热器预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。

3、过热器过热器用于把流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态。

4、蒸发器蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。

三、按换热器的结构可分为：可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。

蓄热式换热器 -回复
蓄热式换热器是一种利用材料的热贮存特性进行换热的设备。

它通过在换热器中放置高热容材料（如岩盐、水、油脂等），在低负荷时对其加热，使其储存大量热能。

当需要换热时，将冷流体经过蓄热材料，热能会释放到冷流体中，从而实现热量的传递。

蓄热式换热器具有以下优点：
1. 蓄热材料具有较高的热容量，可以在短时间内吸收或释放大量热能，提高换热效率。

2. 通过合理的控制，可以利用低价电能或廉价热能（如夜间电能、太阳能等）进行蓄热，以供高峰期需要。

3. 不受供、需热力波动的影响，能够平稳供热或换热。

4. 蓄热材料具有一定的储存热量的能力，可以平衡供需之间的矛盾，减小能源浪费。

5. 蓄热式换热器结构简单，运行稳定可靠，维护成本低。

蓄热式换热器在许多领域都有应用。

比如，在太阳能热水器中，蓄热式换热器可以将太阳能热量转化为热水供应给使用者；在工业生产中，蓄热式换热器可以平衡热能供应与需求之间的差异，提高能源利用效率；在空调系统中，蓄热式换热器可以用于夜间低负荷时段，储存冷能以供白天高峰期使用等。

总的来说，蓄热式换热器通过利用材料的热贮存特性，可以提高能源利用效率，平衡供需矛盾，是一种有效的换热设备。

回转式蓄热器，是将蓄热体置放于一个可回转的容器中，该容器可设定停留在二个特定位置，来完成对蓄热体的加热、冷却功能。

具有高效利用余热、有效回收烟气中粉尘、高温烟气瞬间冷却、高温烟气管道切换等功能，是高温烟气处理系统中一种新颖的处理装置。

蓄热式燃烧技术，是采用蓄热式烟气余热回收装置，交替切换空气或气体燃料与烟气，使之流经蓄热体，达到最大限度回收高温烟气的显热、降低排烟温度、提高助燃介质或气体燃烧温度的目的，从而降低燃料消耗，具有显著的节能减排效果。

设备的总体布局回转式蓄热器主要由鼓风机、引风机、旋转蓄热体等系统组成。

设备工作原理如图1所示，高温烟气通过引风机进入旋转蓄热体，使蓄热体加温、高温烟气瞬间冷却到设定的温度，蓄热体被逐步加热。

当高温烟气冷却达到设定烟气温度时，可转动旋转蓄热体通过鼓风机将新鲜空气进入旋转蓄热体使蓄热体冷却，新鲜空气被加热形成预热烟气进入到预热利用装置，由一组回转式蓄热器形成余热利用系统。

这类换热器结构简单、可耐高温，适用于高温气体的冷却和余热回收。

回转式蓄热器内，以陶瓷材料作为蓄热体，其工作温度可以达到1000℃。

此蓄热器在工作状态中，高温烟气可在<0.5秒时间里瞬间释放显热从700-800℃降温到250-200℃以下，达到瞬间冷却的效果；而在冷却蓄热体时，新鲜空气又能够通过高温蓄热体使预热烟气迅速吸热升温到400-500℃，同时冷却高温蓄热体。

回转式蓄热器作为新一代余热回收装置，不仅能够高效利用余热，而且能够通过瞬间冷却高温烟气，有效收集大量烟气中的重金属粉尘和微颗粒（PM2.5）；同时由于其具有瞬间冷却的功能，就可以有效的杜绝高温烟气中二噁英的生成，是一种新型的节能环保装置，应用范围广泛，应用前景广阔。

设备能力回转式蓄热器：各部件设计及制作工艺，严格按照国家有关标准的执行蓄热器验收按相关国家标准执行蓄热器外层涂有防锈漆工作原理成熟可靠，热能回收效率高具有瞬间冷却高温烟气的功能，有效防止烟气中二噁英的生成 具有PM2.5收集功能，大大减轻后一级除尘器的压力 该装置结构紧凑，实用性强蓄热体采用陶瓷小球，集中换向，运行费用低回转式蓄热式换热器与传统换热器的比较回转式蓄热式换热器传统换热器1 滚筒转动带动蓄热体相互摩擦和轻微碰撞，起到自动清灰，可长期使用无堵塞灰尘易囤积，造成堵塞，需要人工清灰 2 传热效率稳定79%以上，不受灰尘堆积影响 随着灰尘囤积，热效率会降低3 烟气出口温度传感器设定，来控制旋转切换，排出烟气的温度完全可控有些换热器不能完全控制烟气排出时的温度 4 通过合理的参数设定，使预热空气的温度控制在合理范围难以控制预热空气的温度 5 实现高温瞬间冷却（0.5秒）至低温很难实现瞬间冷却设备选型选型以处理的烟气量与空气量共同选择旋转式蓄热器的型号，详情请参考下表 序号 烟气量 （NM3） 烟气进口 温度（℃）烟气出口 温度（℃） 空气出口温度（℃）空气量（NM3） 型号 1 1000 650 200 200~450 1500 HY-Q700 2 1500 650 200 200~450 2250 HY-Q800 3 2500 650 200 200~450 3750 HY-Q900 4 5000 650 200 200~450 7500 HY-Q1100 5 7500 650 200 200~450 11250 HY-Q1300 6 10000 650 200 200~450 15000 HY-Q1400 7 15000650200200~45022500HY-Q1600不同型号蓄热器烟气量和烟风阻力曲线图：。

旋转型蓄热式换热器工作特点一、旋转型蓄热式换热器滚筒转动带动蓄热体相互摩擦和轻微碰撞，自动清除蓄热体上附着的灰尘，长期使用无堵塞。

二、因灰尘自动清除，使热效率基本不降低，保证热效率在79%以上。

三、通过烟气出口温度传感器的设定，来控制旋转切换，排烟温度完全可控。

四、通过合理的参数设定（空气入口温度、切换周期等）使预热空气的温度控制在合理范围，改善炉膛的燃烧条件。

工作原理罐体在气缸的作用下能够实现90°旋转，在工作过程中一个罐体处于烟气急冷工作，另一个罐体处于新风冷却状态，在二个罐体的出风口设有温度控制器，当烟气急冷状态罐体的出口温度大于设定温度时，气缸动作，二个罐体交换工作状态，即冷却烟气的罐体处于新风冷却多孔陶瓷球状态，原来处于新风冷却状态的罐体承担烟气急冷工作，采用高温陶瓷球来作为急冷载体，高温烟气经过陶瓷球后被迅速冷却，在0.5s以内从500--700℃迅速冷却到200℃以下。

型号对照表阻力曲线序号 烟气量 （NM 3） 烟气进口 温度（℃） 烟气出口 温度（℃） 空气出口温度（℃） 空气量 （NM 3） 型号 2 1000 650 200 200~450 1500 HY-Q700 3 1500 650 200 200~450 2250 HY-Q800 4 2500 650 200 200~450 3750 HY-Q900 5 5000 650 200 200~4507500HY-Q1100 6 7500 650 200 200~450 11250 HY-Q1300 7 10000 650 200 200~450 15000 HY-Q1400 815000650200200~450 22500HY-Q1600。

蓄热式换热器结构蓄热式换热器是一种用于热能传递的装置，其结构设计旨在实现高效的热能转移和蓄热功能。

它被广泛应用于工业生产中的热能回收和能源利用领域。

蓄热式换热器的结构通常包括两个主要部分：蓄热体和换热管道。

蓄热体是蓄热式换热器的核心组成部分，它负责吸收和储存热能。

蓄热体通常由具有较高热容量和导热性能的材料制成，如石蜡、水石膏和钢铁等。

其中，石蜡是最常用的蓄热体材料之一，因其具有较高的熔点和热容量，能够在相变过程中吸收和释放大量的热能。

蓄热体的形状和结构可以根据具体的应用需求进行设计，如球形、板状、管状等。

换热管道是蓄热式换热器中用于传递热能的通道。

它通常由高导热性和耐腐蚀性的材料制成，如不锈钢、铜和铝等。

换热管道的设计和布局需要考虑热能传递的效率和均匀性，以确保热能能够充分地传递到蓄热体中，并在需要时能够快速地释放出来。

为了增加换热管道的表面积和热传导效率，常常采用盘管、螺旋管等特殊结构，使热能在管道内部得以充分利用。

蓄热式换热器的工作原理是利用蓄热体的热容量和相变特性来实现热能的转移和储存。

当热能源（如烟气、蒸汽等）通过换热管道流过蓄热体时，热能会被吸收并储存到蓄热体中。

当需要利用储存的热能时，冷却介质（如水、空气等）会通过换热管道与蓄热体接触，从而释放储存的热能。

这种热能的转移和储存过程可以通过控制热能源和冷却介质的流量和温度来实现，以达到最佳的能量利用效果。

蓄热式换热器结构的设计和优化需要考虑多个因素，如热能传递效率、热能储存能力、材料的选择和可靠性等。

为了提高换热效率，可以采用增大蓄热体表面积、增加换热管道长度和改变流体流动方式等措施。

为了提高热能储存能力，可以采用增加蓄热体的体积、提高蓄热体的热容量和改变蓄热体的相变温度等方法。

同时，还需要考虑材料的选择和可靠性，以确保蓄热式换热器能够在长时间运行中保持良好的性能和稳定性。

蓄热式换热器结构的设计和优化是实现高效热能转移和蓄热的关键。

通过合理选择蓄热体材料、优化换热管道的设计和布局，可以提高蓄热式换热器的换热效率和能量利用效果，为工业生产和能源利用领域提供可靠的热能回收和利用方案。

Ch1绪论知识点：1.热质交换是传递热量和质量的设备，热量是指全热量，包括显热的传递和潜热的传递。

2.按工作原理分类，热质交换设备分为表面式、直接接触式、蓄热式和热管换热器3.表面式换热器冷热流体互不接触，热量由热流体通过壁面传给冷流体。

表面式换热器存在固体传热面，以中间间隔面为传热面，因此存在接触热阻，传热效率低于混合式换热器。

4.蓄热式换热器冷热流体互不接触，热量由热流体通过蓄热体传给冷流体。

蓄热式换热器存在固体传热面，以蓄热体为传热面，存在接触热阻，传热效率低于混合式换热器。

5.混合式换热器又称直接接触式换热器，冷热流体直接接触，混合进行换热。

混合式换热器不存在固体传热面，不存在接触热阻，传热效率高于表面式换热器、蓄热式换热器。

6.管式、板式换热器都属于表面式换热器。

7.按流体流动方向分类，热质交换设备分为顺流式、逆流式、叉流式和混流式换热器8. 混流式换热器中，当冷、热流体交叉次数在四次以上时，可根据两种流体流向的总趋势，将其看成逆流或顺流。

9.叉流式流体的流动方向互相垂直交叉。

10.石墨、聚四氟乙烯和玻璃为材料的换热器可用于处理有腐蚀性的介质的换热。

11.三种传递现象的含义，各自发生的条件，各自的基本定律。

填空题用来表征由分子扩散引起的动量传递规律的定律是牛顿粘性定律。

用来表征由分子扩散引起的热量传递规律的定律是傅立叶定律。

用来表征由分子扩散引起的质量传递规律的定律是斐克定律。

(3分)当流体中存在速度梯度时，会发生动量传递；当存在___温度___梯度时，会发生热量传递；当存在质量浓度梯度时，则发生质量的传递现象。

质交换的推动力是浓度差，热交换的推动力是温度差，动量交换的推动力是速度差。

热质交换同时存在过程的推动力是焓差。

质交换的基本型式是分子扩散、对流扩散，其中对流扩散较强烈。

分子扩散是分子的微观运动引起的，而湍流传递是由旋涡混合造成的流体微团的宏观运动引用。

菲克定律是表示质量传递现象的基本定律，表达式为，其中负号表示质量传递的方向是浓度梯度的负方向（或者质量是朝浓度降低的方向传递的）。

蓄热陶瓷是RTO中非常重要的一种材料。

它也被称为蓄热体，或者蓄热填充物，我们可以把它当做一个换热器，就是蓄热式换热器。

其工作原理就是：当冷气通过热的蓄热体的时候，蓄热体将存储的热量释放，使得废气加热到所需的预热温度而蓄热体本身被冷却（冷周期），预热后的气体进入燃烧室，经反应后热的净化气通过冷的蓄热体时，蓄热体吸收净化气体的热量，使气体冷却而蓄热体本身被加热(热周期)。

作为有机废气净化装置的RTO来讲，对蓄热体的要求主要包括：蓄热体材质的物理、化学性能，蓄热体结构的机械性能，以及蓄热体几何结构的流体力学和换热性能。

一、那么它有什么特点呢（1）耐高温 RTO装置的操温度一般为750～950℃，因此要选用能耐温度1200℃左右的材质作为蓄热体，通常用陶瓷材料。

（2）具有较高的热容量蓄热体蓄热能力的大小主要取决于其质量及其材料的密度和比热容。

密度与比热容之积越大，则表示其单位容积的蓄热能力也大，即在达到同样的蓄热量情况下，装置的容积可以做得小些。

因此，蓄热体的材料应具有高密度和高比热容的特性。

（3）具有良好的热传性能和优良的导热和热辐射性能即在冷周期时能将热量迅速传递给较冷的废气;而在热周期时又能迅速吸收净化气的热量。

(4)具有良好的抗热震性能因为蓄热体是处于周期性的冷却和加热状态，所以必须能抵抗经常冷、热交替的温度变化。

若蓄热体不能经受反复的温度变化，则蓄热体就会破碎而堵塞气流通道，从而使床层压降升高，甚至不能操作。

(5)在高温下具有足够的机械强度陶瓷材料自身很重，不允许受压而破裂，否则会增加床层的阻力。

(6)抗高温氧化和耐化学腐蚀例如能耐废气燃烧后产生的SO2、HCl等腐蚀性气体。

(7)蓄热体的几何结构应具有足够的流通截面积，并使气体分布均匀、阻力低等特性，并尽可能具有较大的比表面积，以确保蓄热体具有较大的有效传热面积。

(8)价格应尽可能低廉，而使用寿命又要长。

就目前RTO装置常用的蓄热体而言，陶瓷矩鞍环的寿命要求达到5年，而陶瓷蜂窝填料的寿命要求达到10年，但前者的价格仅为后者的1/5左右。

6.7 换热器换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。

化工生产中，换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用甚为广泛。

由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。

根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。

6.7.1 直接接触式（混合式）在这类换热器中，冷热两种流体通过直接混合进行热量交换。

在工艺上允许两种流体相互混合的情况下，这是比较方便和有效的，且其结构比较简单。

直接接触式换热器常用于气体的冷却或水蒸汽的冷凝。

6.7.2 蓄热式蓄热式换热器又称为蓄热器，它主要由热容量较大的蓄热室构成，室中可填耐火砖或金属带等作为填料。

当冷、热两种流体交替地通过同一蓄热室时，即可通过填料将得自热流体的热量，传递给冷流体，达到换热的目的。

这类换热器的结构简单，且可耐高温，常用于气体的余热及其冷量的利用。

其缺点是设备体积较大，而且两种流体交替时难免有一定程度的混合。

6.7.3 间壁式这一类换热器的特点是在冷热两种流体之间用一金属壁（或石墨等导热性好的非金属）隔开，以使两种流体在不相混合的情况下进行热量交换。

由于在三类换热器中，间壁式换热器应用最多，因此下面重点讨论间壁式换热器。

（1）夹套式换热器结构：夹套装在容器外部，在夹套和容器壁之间形成密闭空间，成为一种流体的通道。

优点：结构简单，加工方便。

缺点：传热面积A小，传热效率低。

用途：广泛用于反应器的加热和冷却。

为了提高传热效果，可在釜内加搅拌器或蛇管和外循环。

（2）沉浸式蛇管换热器结构：蛇管一般由金属管子弯绕而制成，适应容器所需要的形状，沉浸在容器内，冷热流体在管内外进行换热。

优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。

缺点：传热面积不大，蛇管外对流传热系数小，为了强化传热，容器内加搅拌。

（3）喷淋式换热器结构：冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来，沿管表面流下来，被冷却的流体从最上面的管子流入，从最下面的管子流出，与外面的冷却水进行换热。

蓄热式换热器在多种工业领域都有应用。

蓄热式换热器一般用于对介质混合要求比较低的场合。

例如，在冶金工业中，蓄热式换热器用于炼钢平炉的蓄热室。

在化学工业中，蓄热式换热器用于煤气炉中的空气预热器或燃烧室，以及人造石油厂中的蓄热式裂化炉。

此外，蓄热式换热器在太阳能热水器和空气能热水器等领域也得到了广泛的应用。

在上述应用中，蓄热式换热器能够通过其内部的固体填充物来储存热量，从而实现热量的高效利用和回收。

这种设备在处理高温烟气余热方面具有优势，可以直接回收各种工业窑炉排放的850-1400℃高温烟气余热，以获得高温助燃空气或工艺气体。

请注意，使用蓄热式换热器时应确保操作安全，并遵循相关行业标准和规定。