一种空气脱湿装置的制作方法

一种空气脱湿装置
【技术领域】
1.本发明涉及换热设备技术领域，特别涉及一种空气脱湿装置。


背景技术：

2.高炉采用鼓风脱湿技术可以将空气湿度降低并稳定在某一湿度值，达到稳定炉况、降低焦比、提高生铁产量的目的。
3.现有技术都采用冷冻脱湿工艺对进入高炉鼓风机之前的空气进行脱湿处理，即通过冷水机制取冷冻水，将冷冻水输送到设于高炉鼓风机入口的脱湿器中，利用脱湿器对空气进行冷却降温，使空气中的水汽被析出，再将析出的冷凝水排出脱湿器，即可达到脱湿的目的，脱湿后的空气经加热至1400℃后可通入至高炉内用于融化铁。
4.目前，市面上存在有各种各样的脱湿器，例如申请日为20151230，申请号为cn201521130209.6的中国实用新型专利公开了一种高炉鼓风脱湿系统，包括空气过滤器、脱湿箱、收集箱和制冷系统，空气由所述空气过滤器进入，所述空气过滤器连接在所述脱湿箱的前部，鼓风机连接在所述脱湿箱的后部，所述脱湿箱的中部与所述制冷系统连接，所述收集箱与所述脱湿箱底部连接，本实用新型的高炉鼓风脱湿系统能够将水资源回收利用，减少水资源消耗，降低脱湿成本。但是，现有脱湿器存在有以下不足之处：1、通常只设置单级换热管束进行换热，换热效果不佳，导致空气的脱湿效果不佳；2、单个脱湿器能够处理的空气量有限，而高炉所需的空气量比较大，因此为了满足高炉的使用需求，通常需要配套设置多个脱湿器，导致占地面积大，成本高。鉴于上述存在的问题，本案发明人对该问题进行深入研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种空气脱湿装置，解决现有脱湿器存在脱湿效果不佳，需要配套设置多个脱湿器，导致占地面积大，成本高的问题。
6.本发明是这样实现的：一种空气脱湿装置，包括空气脱湿房以及设置在所述空气脱湿房内的换热结构；所述空气脱湿房的一侧形成空气入口，空气脱湿房的另一侧形成空气出口；
7.所述换热结构包括沿着所述空气脱湿房的高度方向由下至上层叠设置的两层以上的换热主体；每层所述换热主体均至少包括沿着空气输送方向依次设置的第一冷却换热单元和第二冷却换热单元，且所述第一冷却换热单元内冷冻水的温度高于所述第二冷却换热单元内冷冻水的温度。
8.进一步的，所述空气脱湿房内在所述空气出口与换热结构之间设置有气液分离结构。
9.进一步的，所述气液分离结构包括分离器支撑架以及由下至上依次设置在所述分离器支撑架上的若干个气液分离单元；所述分离器支撑架上对应每个所述气液分离单元均设置有一个液体收集槽，且所述液体收集槽位于靠近所述空气出口的一侧；所述分离器支
撑架上设置有由下至上穿过各个所述液体收集槽的若干根液体输送管道，且每根所述液体输送管道上对应每一层的所述液体收集槽均形成有与该液体收集槽相连通的进水开口。
10.进一步的，每所述气液分离单元均包括气液分离板以及收水丝网；所述气液分离板倾斜设置在所述分离器支撑架上，且所述气液分离板的下端与所述液体收集槽相连接；所述收水丝网水平设置在所述分离器支撑架上，且所述气液分离板的上端与所述收水丝网相连接。
11.进一步的，还包括固设于所述空气脱湿房内的主体支撑架；所述换热结构包括由下至上固设于所述主体支撑架上的3层所述换热主体。
12.进一步的，所述第一冷却换热单元包括第一前端管箱、第一后端管箱以及连通所述第一前端管箱和第一后端管箱的第一换热管束；所述第一前端管箱内通过第一分隔板分隔成第一进口腔室和第一出口腔室，所述第一前端管箱的外部设置有与所述第一进口腔室相连通的第一冷冻水进口以及与所述第一出口腔室相连通的第一冷冻水出口。
13.进一步的，所述第二冷却换热单元包括第二前端管箱、第二后端管箱以及连通所述第二前端管箱和第二后端管箱的第二换热管束；所述第二前端管箱内通过第二分隔板分隔成第二进口腔室和第二出口腔室，所述第二前端管箱的外部设置有与所述第二进口腔室相连通的第二冷冻水进口以及与所述第二出口腔室相连通的第二冷冻水出口。
14.进一步的，所述第一后端管箱和第二后端管箱的上端均设置有排气接口，所述第一后端管箱和第二后端管箱的下端均设置有排液接口。
15.进一步的，所述空气脱湿房的两端由下至上设置有至少两层的操作平台，且相邻的两层操作平台之间通过楼梯相连接。
16.通过采用本发明的技术方案，至少具有如下有益效果：
17.1、设计换热主体至少包括沿着空气输送方向依次设置的第一冷却换热单元和第二冷却换热单元，且第一冷却换热单元内冷冻水的温度高于第二冷却换热单元内冷冻水的温度；使得在待脱湿空气进入到空气脱湿房内后，可利用温度较高的第一冷却换热单元先对待脱湿空气进行一级换热，使待脱湿空气的温度得到降低；然后经过一级换热的待脱湿空气又会进入至第二冷却换热单元进行二级换热，使待脱湿空气的温度得到进一步降低；通过采用这种温度逐级降低的多级冷却换热单元对待脱湿空气进行逐级换热，使得待脱湿空气的温度逐级降低，能够提升对空气的降温效果，进而更好的实现对空气进行脱湿。
18.2、采用空气脱湿房对空气进行脱湿，并且在空气脱湿房内由下至上层叠设置有两层以上的换热主体，通过这种多层架设的方式，不仅能够有效减少整个空气脱湿装置的占地面积，而且能够处理的空气量比较大，只需设置一套空气脱湿装置就可以满足高炉的使用需求，有助于降低整体成本。
19.3、降温后的潮湿空气会先经过气液分离板的背面进行气液分离，再进入收水丝网进行进一步的气液分离，通过气液分离板和收水丝网的结合，能够有效提升气液分离效果。
20.4、通过在分离器支撑架上设置多根液体输送管道，这样不仅能够更快速地将液体收集槽内的液体及时排走，而且液体输送管道本身也是分离器支撑架的一部分，设置多根液体输送管道能够更好地起到支撑作用，从而保证整个气液分离结构的稳定性。
【附图说明】
21.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
22.图1是本发明空气脱湿装置的正视图；
23.图2是本发明空气脱湿装置的俯视图；
24.图3是本发明中换热结构的侧视图；
25.图4是本发明中换热结构的俯视图；
26.图5是本发明中气液分离结构的结构图；
27.图6是图5中a部位的放大图；
28.图7是图5中b部位的放大图；
29.图8是本发明中气液分离板和液体收集槽的连接结构图。
30.附图标记说明：
31.空气脱湿装置100；
32.空气脱湿房1，空气入口11，空气出口12；
33.换热结构2，换热主体21，第一冷却换热单元211，第一前端管箱2111，第一后端管箱2112，第一换热管束2113，第一分隔板2114，第一进口腔室2115，第一出口腔室2116，第一冷冻水进口2117，第一冷冻水出口2118，第二冷却换热单元212，第二前端管箱2121，第二后端管箱2122，第二换热管束2123，第二分隔板2124，第二进口腔室2125，第二出口腔室2126，第二冷冻水进口2127，第二冷冻水出口2128，排气接口213，排液接口214；
34.气液分离结构3，分离器支撑架31，气液分离单元32，气液分离板321，丝网支撑部3211，收水丝网322，限位外框3221，液体收集槽33，液体输送管道34，进水开口341；
35.主体支撑架4；
36.第一冷冻水供水母管51，第一冷冻水回水母管52；
37.操作平台6，楼梯61。
【具体实施方式】
38.为了更好地理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。
39.在此需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述这些实施方式和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
40.请参阅图1至图8所示，本发明一种空气脱湿装置100，空气脱湿装置100包括空气脱湿房1以及设置在所述空气脱湿房1内的换热结构2；所述空气脱湿房1的一侧形成空气入口11，空气脱湿房1的另一侧形成空气出口12；在使用时，待脱湿的空气由空气入口11进入至空气脱湿房1内，并经由换热结构2进行换热和脱湿后，将符合要求的空气通过空气出口12送出。
41.所述换热结构2包括沿着所述空气脱湿房1的高度方向由下至上层叠设置的两层以上的换热主体21；每层所述换热主体21均至少包括沿着空气输送方向依次设置的第一冷却换热单元211和第二冷却换热单元212，且所述第一冷却换热单元211内冷冻水的温度高于所述第二冷却换热单元212内冷冻水的温度，当然，如果设置有更多级的冷却换热单元，则需要使后一级的冷却换热单元的冷冻水温度都比前一级的冷却换热单元的冷冻水温度低。
42.通过采用本发明的以上技术方案，至少具有如下有益效果：
43.1、设计换热主体21至少包括沿着空气输送方向依次设置的第一冷却换热单元211和第二冷却换热单元212，且第一冷却换热单元211内冷冻水的温度高于第二冷却换热单元212内冷冻水的温度；使得在待脱湿空气进入到空气脱湿房1内后，可利用温度较高的第一冷却换热单元211先对待脱湿空气进行一级换热，使待脱湿空气的温度得到降低；然后经过一级换热的待脱湿空气又会进入至第二冷却换热单元212进行二级换热，使待脱湿空气的温度得到进一步降低；通过采用这种温度逐级降低的多级冷却换热单元对待脱湿空气进行逐级换热，使得待脱湿空气的温度逐级降低，能够提升对空气的降温效果，进而更好的实现对空气进行脱湿。
44.2、采用空气脱湿房1对空气进行脱湿，并且在空气脱湿房1内由下至上层叠设置有两层以上的换热主体21，通过这种多层架设的方式，不仅能够有效减少整个空气脱湿装置100的占地面积，而且能够处理的空气量比较大，只需设置一套空气脱湿装置100就可以满足高炉的使用需求，有助于降低整体成本。
45.在发明的较佳实施例中，所述空气脱湿房1内在所述空气出口12与换热结构2之间设置有气液分离结构3。通过在空气出口12与换热结构2之间设置气液分离结构3，使得换热后的潮湿空气能够进入到气液分离结构3内进行气液分离，实现脱湿效果。
46.作为本发明的一种具体实施方式，所述气液分离结构3包括分离器支撑架31以及由下至上依次设置在所述分离器支撑架31上的若干个气液分离单元32；所述分离器支撑架31上对应每个所述气液分离单元32均设置有一个液体收集槽33，且所述液体收集槽33位于靠近所述空气出口12的一侧，在使用时，气液分离单元32分离后的液体能够直接流入至液体收集槽33内；所述分离器支撑架31采用不锈钢支撑架，这样既能够保证支撑强度，又能够确保在使用的过程中分离器支撑架31不容易生锈、损坏。
47.所述分离器支撑架31上设置有由下至上穿过各个所述液体收集槽33的若干根液体输送管道34，且每根所述液体输送管道34上对应每一层的所述液体收集槽33均形成有与该液体收集槽33相连通的进水开口341，这样各个气液分离单元32分离后的液体在流入液体收集槽33后，可通过进水开口341直接进入至液体输送管道34，并由液体输送管道34将液体及时排放出去。
48.在发明的较佳实施例中，每所述气液分离单元32均包括气液分离板321以及收水丝网322；所述气液分离板321倾斜设置在所述分离器支撑架31上，且所述气液分离板321的下端与所述液体收集槽33相连接；所述收水丝网322水平设置在所述分离器支撑架31上，且所述气液分离板321的上端与所述收水丝网322相连接。其中，所述气液分离板321采用不锈钢材质制作而成，这样可以保证在使用的过程中不容易生锈、损坏；所述收水丝网322采用现有的丝网除沫器结构，在此就不进行详细介绍了。
49.本发明的气液分离单元32在具体工作时，经过换热主体21换热降温的潮湿空气在进入分离器支撑架31后，首先会撞击到气液分离板321的背面，使一部分水滴附着在气液分离板321的背面；然后潮湿空气会继续向下进入至收水丝网322内，使空气中携带的水分被收水丝网322拦截住，而空气在通过收水丝网322后从空气出口12送出；与此同时，气液分离板321背面的水滴会逐渐变大并在自身重力作用下掉落到收水丝网322上，收水丝网322中的水滴也会逐渐变大并在自身重力的作用下掉落到下方的气液分离板321的顶面，因气液分离板321为倾斜设置，因此掉落在气液分离板321顶面的水滴会沿着斜坡迅速汇集到液体收集槽33内。
50.通过采用本发明气液分离结构3的设计，至少具有如下有益效果：
51.1、降温后的潮湿空气会先经过气液分离板321的背面进行气液分离，再进入收水丝网322进行进一步的气液分离，通过气液分离板321和收水丝网322的结合，能够有效提升气液分离效果。
52.2、通过在分离器支撑架31上设置多根液体输送管道34，这样不仅能够更快速地将液体收集槽33内的液体及时排走，而且液体输送管道34本身也是分离器支撑架31的一部分，设置多根液体输送管道34能够更好地起到支撑作用，从而保证整个气液分离结构3的稳定性。
53.在发明的较佳实施例中，所述气液分离板321与液体收集槽33一体成型设置，这样可以使气液分离板321与液体收集槽33可靠地结合在一起，并保证分离出的液体能够更好地流入至液体收集槽33内。
54.在发明的较佳实施例中，每所述气液分离板321的上端均形成有丝网支撑部3211，位于上一层的所述气液分离单元32的收水丝网322的底部支撑在下一侧的所述气液分离单元32的丝网支撑部3211之上。所述收水丝网322具有限位外框3221，且所述限位外框3221的一端固定在液体收集槽33上，限位外框3221的另一端固定在分离器支撑架31上，因气液分离板321与液体收集槽33为一体成型，因此可以保证潮湿的空气在撞击气液分离板321的背面后，需要往下穿过收水丝网322才能够通过空气出口12送出，从而可以保证气液分离效果。
55.在发明的较佳实施例中，所述空气脱湿装置100还包括固设于所述空气脱湿房1内的主体支撑架4，以利用主体支撑架4对整个换热结构2进行支撑。
56.作为本发明的一种具体实施方式，所述换热结构2包括由下至上固设于所述主体支撑架4上的3层所述换热主体21，这样既保证处理的空气量可以满足高炉的使用需求，又可以避免制造成本过高；当然，本发明并不仅限于此，在具体实施时完全可以根据实际需要来设置所述换热主体21的层数。
57.本发明在具体实施时，因换热结构2在与空气进行换热降温的过程中，空气中也会有一部分冷凝水被析出，为了方便将这部分冷凝水也及时地排放出去，在每个所述换热主体21的底部可设置一个冷凝水收集槽(未图示)，并且在主体支撑架4上对应每一层的换热主体21也均设置一个液体收集槽33，将冷凝水收集槽与液体收集槽33相连接，将各层的液体收集槽33也通过液体输送管道34连接起来，这样空气在换热过程中析出的冷凝水会先掉落至底部的冷凝水收集槽，再由冷凝水收集槽进入至液体收集槽33，最后经由液体输送管道34及时排放出去。
58.在发明的较佳实施例中，所述第一冷却换热单元211包括第一前端管箱2111、第一后端管箱2112以及连通所述第一前端管箱2111和第一后端管箱2112的第一换热管束2113；所述第一前端管箱2111内通过第一分隔板2114分隔成第一进口腔室2115和第一出口腔室2116，所述第一前端管箱2111的外部设置有与所述第一进口腔室2115相连通的第一冷冻水进口2117以及与所述第一出口腔室2116相连通的第一冷冻水出口2118。在工作时，冷冻水通过第一冷冻水进口2117进入至第一进口腔室2115，再由第一进口腔室2115经由一部分第一换热管束2113流入至第一后端管箱2112，之后经由另一部分第一换热管束2113返回至第一出口腔室2116，并经由第一冷冻水出口2118流出。
59.本发明在具体实施时，还包括第一冷冻水供水母管51和第一冷冻水回水母管52，各个所述第一冷却换热单元211的第一冷冻水进口2117均与所述第一冷冻水供水母管51相连接，以利用第一冷冻水供水母管51对各个所述第一冷却换热单元211提供冷冻水；各个所述第一冷却换热单元211的第一冷冻水出口2118均与所述第一冷冻水回水母管52相连接，以利用第一冷冻水回水母管52对各个所述第一冷却换热单元211流出的冷冻水进行回收。
60.在发明的较佳实施例中，所述第二冷却换热单元212包括第二前端管箱2121、第二后端管箱2122以及连通所述第二前端管箱2121和第二后端管箱2122的第二换热管束2123；所述第二前端管箱2121内通过第二分隔板2124分隔成第二进口腔室2125和第二出口腔室2126，所述第二前端管箱2121的外部设置有与所述第二进口腔室2125相连通的第二冷冻水进口2127以及与所述第二出口腔室2126相连通的第二冷冻水出口2128。在工作时，冷冻水通过第二冷冻水进口2127进入至第二进口腔室2125，再由第二进口腔室2125经由一部分第二换热管束2123流入至第二后端管箱2122，之后经由另一部分第二换热管束2123返回至第二出口腔室2126，并经由第二冷冻水出口2128流出。
61.本发明在具体实施时，还包括第二冷冻水供水母管(未图示)和第二冷冻水回水母管(未图示)，各个所述第二冷却换热单元212的第二冷冻水进口2127均与所述第二冷冻水供水母管相连接，以利用第二冷冻水供水母管对各个所述第二冷却换热单元212提供冷冻水；各个所述第二冷却换热单元212的第二冷冻水出口2128均与所述第二冷冻水回水母管相连接，以利用第二冷冻水回水母管对各个所述第二冷却换热单元212流出的冷冻水进行回收。
62.本发明在具体实施时，为了增加空气与第一换热管束2113和第二换热管束2123表面的接触面积，所述第一换热管束2113和第二换热管束2123的换热管均采用翅片式换热管。
63.在发明的较佳实施例中，所述第一后端管箱2112和第二后端管箱2122的上端均设置有排气接口213，所述第一后端管箱2112和第二后端管箱2122的下端均设置有排液接口214，在具体使用的过程中，在正常情况下排气接口213和排液接口214都处于常闭状态，而在不需要使用第一冷却换热单元211和第二冷却换热单元212进行换热时，可打开排气接口213和排液接口214实现将第一冷却换热单元211和第二冷却换热单元212内滞留的冷冻水排出，以避免冷冻水长期滞留第一换热管束2113和第二换热管束2123内，这样能够防止第一换热管束2113和第二换热管束2123在寒冷的冬天被冻裂。
64.在发明的较佳实施例中，所述空气脱湿房1的两端由下至上设置有至少两层的操作平台6，且相邻的两层操作平台6之间通过楼梯61相连接，这样可以方便对空气脱湿房1内
的换热结构2进行安装、维修、检查等操作。
65.作为本发明的一种具体实施方式，整个所述空气脱湿装置100的空气入口11面向南面设置，空气脱湿装置100的空气出口12面向北面设置，在西面和东面均设置操作平台6。整个空气脱湿装置100的长度为17410mm，整个空气脱湿装置100的宽度为4030mm，整个空气脱湿装置100的高度为8484mm；其中，单层的所述换热主体21的高度为2284mm，单层的所述换热主体21的宽度为1800mm，单层的所述换热主体21的长度为8200mm。
66.本发明空气脱湿装置100的工作原理如下：在往空气脱湿装置100的空气入口11通入空气之前，先往第一冷却换热单元211和第二冷却换热单元212内通入冷冻水，并且通入至第一冷却换热单元211内的冷冻水的温度高于第二冷却换热单元212内冷冻水的温度；然后通过空气入口11往空气脱湿房1内通入空气，空气先从第一冷却换热单元211的外部通过进行一级换热降温，之后再进入至第二冷却换热单元212中进行二级换热降温；最后，经换热降温的潮湿空气会进入至气液分离结构3中进行气液分离，分离后的气体通过空气出口12输出，而分离后的液体则流入液体收集槽33，并由液体输送管道34排放出去。
67.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。