技术领域

本发明涉及节能环保领域，更具体地说，涉及一种基于化工的反应的废气余热回收系统。

背景技术

余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性，在已投运的工业企业耗能装置中，原始设计未被合理利用的显热和潜热。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17％-67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。由于能源紧张，随着节能工作进一步开展。各种新型，节能先进炉型日趋完善，且采用新型耐火纤维等优质保温材料后使得炉窑散热损失明显下降。采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了不完全燃烧量，空燃比也趋于合理。然而，降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展不快。为了进一步提高窑炉的热效率，达到节能降耗的目的，回收烟气余热也是一项重要的节能途径。

烟气是一般耗能设备浪费能量的主要途径，比如锅炉排烟耗能大约在15％，而其他设备比如印染行业的定型机、烘干机以及窑炉等主要耗能都是通过烟气排放。烟气余热回收主要是通过某种换热方式将烟气携带的热量转换成可以利用的热量。

在化工生产过程中，烟气余热回收成为节能的重要一环，一般通过设置余热回收水管将热能回收至水中进行储能，但是水的传热效率受到传热两者的温差的影响，温差越小传热效率越小，为保证水的温度与烟气的温度始终保持较大的温差，通常会将水管中的水始终保持流动，但是该种方式使得单位体积的水的储能利用效率较低，同时水在水管内流动同样有较大热量的散失，从而使烟气余热的整体回收率降低。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于化工的反应的废气余热回收系统，它通过废气余热回收系统与废气余热回收装置之间的相互配合作用下，能够根据废气余热的温度对其进行具有针对性的余热回收，包括：中温余热回收、高温余热回收以及超高温余热回收的三种余热回收方式，以更好的适应不同温度下的废气余热回收，该种方式相对于现有技术中始终名保持水管内的水流动进行回收余热的方式，本发明对单位体积的水的储能利用效率较高，且能量回收效率更高，便于工作人员更加具有针对性的对不同温度下的烟气余热进行回收并利用。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于化工的反应的废气余热回收系统，包括预警系统和控制系统，所述预警系统内设有温度传感器，所述预警系统与控制系统电性连接，所述预警系统包括信息收集模块，信息处理模块，所述信息收集模块与温度传感器电性连接，所述控制系统包括开关控制模块和水流控制模块，所述开关控制模块分别连接有电磁阀换向开关和水阀控制开关，所述水流控制模块连接有限流器，所述预警系统包括三种预警模式，分别为中温预警模式、高温预警模式、超高温预警模式，所述废气余热回收系统中设有废气余热回收装置，所述废气余热回收装置包括三种余热回收状态，分别为中温余热回收状态、高温余热回收状态和超高温余热回收状态，所述三种预警模式分别对应控制三种余热回收状态。

进一步的，所述预警系统连接有云端系统，便于使预警系统收集以及处理后的数据信息传输至云端系统，方便工作人员对信息的备份和查找。

进一步的，所述中温预警模式与高温预警模式之间的临界温度为摄氏度，所述高温预警模式和超高温预警模式之间的临界温度为度，摄氏度为辅助降温水管的形变临界温度，当达到临界温度后，预警系统从中温预警模式切换到高温预警模式。

进一步的，所述废气余热回收装置包括回收箱，所述回收箱左端固定连接有烟气过滤网，所述回收箱上端壁的左右两端分别固定连接有第一温度传感器和第二温度传感器，所述回收箱右端固定连接有出气管。所述第一温度传感器与烟气过滤网位置相互对应，所述第二温度传感器与出气管位置相互对应，在烟气过滤网和出气管的配合作用下，能够使携带余热的烟气从烟气过滤网进入回收箱内，使余热回收完成后的烟气从出气管排出，且两端的第一温度传感器和第二温度传感器能够分别对进入和排出的烟气的热量进行实时检测和数据上传。

进一步的，所述回收箱左右两端均固定连接有第一降温水管，所述左右两端的第一降温水管之间设第二降温水管，所述第一降温水管与第二降温水管之间通过电磁换向阀相连接，所述第二降温水管外端固定连接有辅助降温水管，所述辅助降温水管与第一降温水管通过电磁换向阀相连通，所述回收箱上端固定连接有出气管，当电磁换向阀将第一降温水管与第二降温水管相互连通时，烟气将其余热传递至第二降温水管内的水中储存，当电磁换向阀将第一降温水管与辅助降温水管相互连通时，由于辅助降温水管相对第二降温水管长度较长，第二降温水管内每单位体积的水相对于辅助降温水管内每单位体积的水在回收箱中停留的时间较长，因此能够更加充分的吸收烟气携带的余热。

进一步的，所述辅助降温水管的材料为镍钛合金。

进一步的，所述第二降温水管上固定连接有多个喷水阀，多个所述喷水阀均匀的分布在第二降温水管上，所述回收箱下端固定连接有排水管，所述排水管上端固定连接有排水阀，当喷水阀为打开状态时，喷水阀向回收箱内喷出细水流，充分使水流与回收箱内的烟气相接触，加快喷水阀对回收箱内余热的回收速率，同时回收箱内集聚的水流能够从排水管及时排出，使回收箱内的降温形成一个有序循环。

进一步的，所述控制器与排水阀、喷水阀和电磁换向阀的连接方式为红外线远程控制。

一种基于化工的反应的废气余热回收系统的回收方法，包括以下步骤：

步骤一、烟气口的温度传感器检测排放出的烟气的温度，温度传感器将烟气温度数据信息传输至预警系统；

步骤二、预警系统根据烟气口的温度自动匹配对应的预警模式，预警模式将相关信息传输至控制器；

步骤三、控制器分别远程控制回收箱中的排水阀、喷水阀和电磁换向阀的开合；

步骤四、回收箱内部降温保证其安全，另一方面对回收箱内部烟气的热量储存至水中；

步骤五、出气口的温度传感器检测烟气排出的温度，预警系统对烟气实时回收效率进行计算，测算得出烟气回收效率的相关影响因素并将数据上传至云端系统

本发明在实际使用中的具体控制方式为：温度传感器检测到余热温度落在中温范围内时，预警模块启动中温预警模块，控制器将左右两端的电磁换向阀均进行调整，使第一降温水管与第二降温水管相连通，此时烟气将热能通过辅助降温水管传递到水中；当温度传感器检测到余热温度落在高温范围内时，预警模块启动高温预警模块，控制器将左右两端的电磁换向阀均进行调整，使第一降温水管与辅助降温水管进行连通，同时在高温的作用下，辅助降温水管恢复至原有形状，请参阅图，该形状增大了与外界环境的接触面积，同时上述形状减小了内部烟气的流通速率，从而使内部烟气携带的余热更加充分的与水管接触并将其热能储存在水中；当温度传感器检测到余热温度落在高温范围内时，预警模块启动高温预警模块，控制器将左右两端的电磁换向阀均进行调整，使第一降温水管与第二降温水管连通，此外控制器同时将喷水阀和排水阀开启，通过喷水阀能够向回收箱内喷入直径细小的水流，水流将迅速对回收箱内烟气的余热进行吸收并从排水管排出并重复利用。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过废气余热回收系统与废气余热回收装置之间的相互配合作用下，能够根据废气余热的温度对其进行具有针对性的余热回收，包括：中温余热回收、高温余热回收以及超高温余热回收的三种余热回收方式，以更好的适应不同温度下的废气余热回收，该种方式相对于现有技术中始终名保持水管内的水流动进行回收余热的方式，本发明对单位体积的水的储能利用效率较高，且能量回收效率更高，便于工作人员更加具有针对性的对不同温度下的烟气余热进行回收并利用。

(2)本发明在实际使用中的具体控制方式为：温度传感器检测到余热温度落在中温范围内时，预警模块启动中温预警模块，控制器将左右两端的电磁换向阀均进行调整，使第一降温水管与第二降温水管相连通，此时烟气将热能通过辅助降温水管传递到水中；当温度传感器检测到余热温度落在高温范围内时，预警模块启动高温预警模块，控制器将左右两端的电磁换向阀均进行调整，使第一降温水管与辅助降温水管进行连通，同时在高温的作用下，辅助降温水管恢复至原有形状，请参阅图，该形状增大了与外界环境的接触面积，同时上述形状减小了内部烟气的流通速率，从而使内部烟气携带的余热更加充分的与水管接触并将其热能储存在水中；当温度传感器检测到余热温度落在高温范围内时，预警模块启动高温预警模块，控制器将左右两端的电磁换向阀均进行调整，使第一降温水管与第二降温水管连通，此外控制器同时将喷水阀和排水阀开启，通过喷水阀能够向回收箱内喷入直径细小的水流，水流将迅速对回收箱内烟气的余热进行吸收并从排水管排出并重复利用。

(3)预警系统连接有云端系统，便于使预警系统收集以及处理后的数据信息传输至云端系统，方便工作人员对信息的备份和查找。

(4)中温预警模式与高温预警模式之间的临界温度为摄氏度，高温预警模式和超高温预警模式之间的临界温度为度，摄氏度为辅助降温水管的形变临界温度，当达到临界温度后，预警系统从中温预警模式切换到高温预警模式。

(5)废气余热回收装置包括回收箱，回收箱左端固定连接有烟气过滤网，回收箱上端壁的左右两端分别固定连接有第一温度传感器和第二温度传感器，回收箱右端固定连接有出气管。第一温度传感器与烟气过滤网位置相互对应，第二温度传感器与出气管位置相互对应，在烟气过滤网和出气管的配合作用下，能够使携带余热的烟气从烟气过滤网进入回收箱内，使余热回收完成后的烟气从出气管排出，且两端的第一温度传感器和第二温度传感器能够分别对进入和排出的烟气的热量进行实时检测和数据上传。

(6)回收箱左右两端均固定连接有第一降温水管，左右两端的第一降温水管之间设第二降温水管，第一降温水管与第二降温水管之间通过电磁换向阀相连接，第二降温水管外端固定连接有辅助降温水管，辅助降温水管与第一降温水管通过电磁换向阀相连通，回收箱上端固定连接有出气管，当电磁换向阀将第一降温水管与第二降温水管相互连通时，烟气将其余热传递至第二降温水管内的水中储存，当电磁换向阀将第一降温水管与辅助降温水管相互连通时，由于辅助降温水管相对第二降温水管长度较长，第二降温水管内每单位体积的水相对于辅助降温水管内每单位体积的水在回收箱中停留的时间较长，因此能够更加充分的吸收烟气携带的余热。

(7)辅助降温水管的材料为镍钛合金。

(8)第二降温水管上固定连接有多个喷水阀，多个喷水阀均匀的分布在第二降温水管上，回收箱下端固定连接有排水管，排水管上端固定连接有排水阀，当喷水阀为打开状态时，喷水阀向回收箱内喷出细水流，充分使水流与回收箱内的烟气相接触，加快喷水阀对回收箱内余热的回收速率，同时回收箱内集聚的水流能够从排水管及时排出，使回收箱内的降温形成一个有序循环。

(9)控制器与排水阀、喷水阀和电磁换向阀的连接方式为红外线远程控制。

附图说明

图1为本发明中相关系统的结构示意图；

图2为本发明处于中温预警模式时回收箱部分的结构示意图；

图3为本发明处于高温和超高温预警模式时回收箱部分的结构示意图；

图4为本发明处于中温预警模式时辅助降温水管的结构示意图；

图5为本发明处于高温预警模式时回收箱部分的结构示意图；

图6为本发明使用时的流程结构示意图。

图中标号说明：

1回收箱、101出气管、102排水管、103排水阀、2烟气过滤网、3第一温度传感器、4第二温度传感器、5第一降温水管、501辅助降温水管、502喷水阀、503第二降温水管、6电磁换向阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，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“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

实施例1：

一种基于化工的反应的废气余热回收系统，包括预警系统和控制系统，预警系统内设有温度传感器，预警系统与控制系统电性连接，预警系统包括信息收集模块，信息处理模块，信息收集模块与温度传感器电性连接，信息收集模块能够将温度传感器检测的温度实时上传至系统中储存，同时再通过信息处理模块将收集到的数据进行处理，从而使预警系统根据排放烟气的温度做出相对应的处理反应，控制系统包括开关控制模块和水流控制模块，开关控制模块分别连接有电磁阀换向开关和水阀控制开关，水流控制模块连接有限流器，预警系统包括三种预警模式，分别为中温预警模式、高温预警模式、超高温预警模式，废气余热回收系统中设有废气余热回收装置，废气余热回收装置包括三种余热回收状态，分别为中温余热回收状态、高温余热回收状态和超高温余热回收状态，三种预警模式分别对应控制三种余热回收状态。

控制器与排水阀103、喷水阀502和电磁换向阀6的连接方式为红外线远程控制，预警系统连接有云端系统,便于使预警系统收集以及处理后的数据信息传输至云端系统，方便工作人员对信息的备份和查找,中温预警模式与高温预警模式之间的临界温度为40摄氏度，高温预警模式和超高温预警模式之间的临界温度为80度,在本发明中，40摄氏度为辅助降温水管501的形变临界温度，当达到临界温度后，预警系统从中温预警模式切换到高温预警模式，在实际生产应用过程中，辅助降温水管501的形变临界温度本领域技术人员可以通过现有技术手段进行调控。

废气余热回收装置包括回收箱1，回收箱1左端固定连接有烟气过滤网2，回收箱1上端壁的左右两端分别固定连接有第一温度传感器3和第二温度传感器4，回收箱1右端固定连接有出气管101，第一温度传感器3与烟气过滤网2位置相互对应，第二温度传感器4与出气管101位置相互对应，在烟气过滤网2和出气管101的配合作用下，能够使携带余热的烟气从烟气过滤网2进入回收箱1内，使余热回收完成后的烟气从出气管101排出，且两端的第一温度传感器3和第二温度传感器4能够分别对进入和排出的烟气的热量进行实时检测和数据上传。

回收箱1左右两端均固定连接有第一降温水管5，左右两端的第一降温水管5之间设第二降温水管503，第一降温水管5与第二降温水管503之间通过电磁换向阀6相连接，第二降温水管503外端固定连接有辅助降温水管501，辅助降温水管501与第一降温水管5通过电磁换向阀6相连通，回收箱1上端固定连接有出气管101，当电磁换向阀6将第一降温水管5与第二降温水管503相互连通时，烟气将其余热传递至第二降温水管503内的水中储存，当电磁换向阀6将第一降温水管5与辅助降温水管501相互连通时，由于辅助降温水管501相对第二降温水管503长度较长，第二降温水管503内每单位体积的水相对于辅助降温水管501内每单位体积的水在回收箱1中停留的时间较长，因此能够更加充分的吸收烟气携带的余热，辅助降温水管501的材料为镍钛合金，镍钛合金又称记忆金属，其性能表现方式例如：一根螺旋状高温合金，经过高温退火后，它的形状处于螺旋状态，在室温下，即使用很大力气把它强行拉直，但只要把它加热到一定的“变态温度”时，这根合金仍会恢复到它原来的螺旋形态。

第二降温水管503上固定连接有多个喷水阀502，多个喷水阀502均匀的分布在第二降温水管503上，回收箱1下端固定连接有排水管102，排水管102上端固定连接有排水阀103，当喷水阀502为打开状态时，喷水阀502向回收箱1内喷出细水流，充分使水流与回收箱1内的烟气相接触，加快喷水阀502对回收箱1内余热的回收速率，同时回收箱1内集聚的水流能够从排水管102及时排出，使回收箱1内的降温形成一个有序循环。

一种基于化工的反应的废气余热回收系统的回收方法，包括以下步骤：

步骤一、烟气口的温度传感器检测排放出的烟气的温度，温度传感器将烟气温度数据信息传输至预警系统；

步骤二、预警系统根据烟气口的温度自动匹配对应的预警模式，预警模式将相关信息传输至控制器；

步骤三、控制器分别远程控制回收箱中的排水阀103、喷水阀502和电磁换向阀6的开合，从而使回收箱适应不同的余热温度，使余热回收的效率最大化的同时能够使水的储能利用效率相对最大化，充分利用单位体积的水对余热进行储能。

步骤四、回收箱1内部降温保证其安全，另一方面对回收箱1内部烟气的热量储存至水中；

步骤五、出气口的温度传感器检测烟气排出的温度，预警系统对烟气实时回收效率进行计算，测算得出烟气回收效率的相关影响因素并将数据上传至云端系统。

本发明在实际使用中的具体控制方式为：温度传感器检测到余热温度落在中温范围内时，预警模块启动中温预警模块，控制器将左右两端的电磁换向阀6均进行调整，使第一降温水管5与第二降温水管503相连通，此时烟气将热能通过辅助降温水管501传递到水中；当温度传感器检测到余热温度落在高温范围内时，预警模块启动高温预警模块，控制器将左右两端的电磁换向阀6均进行调整，使第一降温水管5与辅助降温水管501进行连通，同时在高温的作用下，辅助降温水管501恢复至原有形状，请参阅图3，该形状增大了与外界环境的接触面积，同时上述形状减小了内部烟气的流通速率，从而使内部烟气携带的余热更加充分的与水管接触并将其热能储存在水中；当温度传感器检测到余热温度落在高温范围内时，预警模块启动高温预警模块，控制器将左右两端的电磁换向阀6均进行调整，使第一降温水管5与第二降温水管503连通，此外控制器同时将喷水阀502和排水阀103开启，通过喷水阀502能够向回收箱1内喷入直径细小的水流，水流将迅速对回收箱1内烟气的余热进行吸收并从排水管102排出并重复利用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。