CN201170696Y - 一种新型烟气冷凝器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种新型烟气冷凝器，包括外壳、换热元件、烟气进口、烟气出口、冷却水进口和冷却水出口；所述换热元件为毛细管，该毛细管两端分别与冷却水进口和冷却水出口连接。本实用新型与现有技术相比，扩大了换热元件的受热面积，可以进一步回收热能，更加有效的提高设备的热效率，同时，采用聚四氟乙烯和防腐蚀材料，可以有效的防止酸性冷凝水的侵蚀，避免冷凝器因腐蚀而过早损坏，延长了设备的使用年限。

Description

一种新型烟气冷凝器
技术领域
本实用新型涉及一种热工设备，属于燃油(气)、燃含氢燃料设备的节能技术领域，尤其是一种新型的燃气(油)、燃含氢燃料设备的烟气冷凝器。
背景技术
燃油、燃气锅炉的排烟气温度较高，一般都在150℃以上，特别是蒸汽锅炉，许多超过200℃；燃气热水器排烟气温度为160~180℃；壁挂炉排烟气温度为120℃左右。油和燃气中含有大量的氢元素，其中燃油中氢含量约占燃料个成分的11～14％，燃气中氢含量约占燃料成分的20％，天然气更高达25％；也存在其他的含氢元素较多的燃料，它们燃烧都产生大量的水蒸汽，使得烟气携带大量的气化潜热。高温烟气的直接排放极大的浪费了宝贵的清洁能源，同时增加了污染物排放，危害生态环境。为解决此类问题，提出了烟气热能回收技术，即在烟道中设置换热器，利用高温烟气加热水，从而降低烟气温度，使烟气中的水蒸气冷凝释放气化潜热，提高设备热效率。
目前，国内一般采用翅片管或热管作为换热器，并用冷却水进一步吸收烟气中的热量。但是，烟气中水蒸汽的露点较低，一般在60℃以下，要回收这部分热量必须克服传热温差小的限制，而翅片管和热管由于受热面积和换热效率有限，只能将烟气温度降到80℃左右，无法达到冷凝烟气中水蒸汽的效果；同时，当换热器中水温低于烟气露点温度时，将有冷凝现象，冷凝水呈酸性(PH＝4～5)及溶解有较多的氧气及二氧化碳，而换热器一般为金属制品，因此冷凝水对设备有明显的腐蚀作用，如果烟气中含有硫，腐蚀情况会更严重。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种有效降低烟气温度，使烟气中的水蒸气冷凝释放气化潜热，回收热能，提高设备热效率的新型烟气冷凝器。
为了实现上述目的，本实用新型按以下技术方案实现：
一种新型烟气冷凝器，包括外壳、换热元件、烟气进口、烟气出口、冷却水进口和冷却水出口；所述换热元件为毛细管，该毛细管两端分别与冷却水进口和冷却水出口连接。毛细管可以增加换热元件与烟气的接触面积，有效克服了传热温差小的限制，极大的提高了换热效率。
上述毛细管采用聚四氟乙烯材料制成。聚四氟乙烯具有极强的化学稳定性，几乎不被任何化学药品所侵蚀；另一方面，虽然聚四氟乙烯的导热系数小于钢铁等金属材料，但可以通过减小管壁来降低热阻；同时，由于聚四氟乙烯表面的粘着力比起铜表面要低的多，聚四氟乙烯表面冷凝的传热系数要比铜表面的高。
上述毛细管为盘管式或管排式布置。
上述毛细管的外径等于或少于6mm。细小的毛细管可以在有限的空间内布置成巨大的换热面积，同时由于燃烧排放的烟气或水蒸汽在管外冲刷毛细管的换热系数与管子的直径成反比，所以细小的毛细管可以大大提高换热系数。
上述烟气出口设有气水分离器。在烟气出口处设置气水分离器，可以分离烟气中的水分，只让降温后的气体透过气水分离器从烟气出口散开。
上述烟气进口设有除尘器。该除尘器可以滤去烟气中含有的灰分，减少进入冷凝器内部的灰分，保护聚四氟乙烯毛细管。
上述冷凝器底部设有冷凝水回收装置，冷凝水回收装置设有排水口。
上述外壳采用玻璃钢材料制成，或内部涂抹防腐蚀材料。由于冷凝水带酸性及含有氧气和二氧化碳等气体，对金属会产生严重的腐蚀作用，采用玻璃钢和防腐蚀材料可以有效防止酸性冷凝水的侵蚀，延长设备的使用年限。
本实用新型与现有技术相比，扩大了换热元件的受热面积，可以进一步回收热能，更加有效的提高设备的热效率，同时，采用聚四氟乙烯和防腐蚀材料，可以有效的防止酸性冷凝水的侵蚀，避免冷凝器因腐蚀而过早损坏，延长了设备的使用年限。
为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型的具体实施方式。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的轴向剖视图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型为一新型烟气冷凝器，包括外壳1，外壳上设有烟气进口11、烟气出口12、冷却水进口13和冷却水出口14。烟气进口11和烟气出口12位于外壳1的两侧，冷却水进口13和冷却水出口14位于外壳1顶部，且冷却水进口13和烟气出口12位于同一侧，冷却水出口14和烟气进口11位于同一侧。其中，外壳1采用玻璃钢材料制成，或内腔涂抹有防腐蚀材料。
如图2所示，外壳内设有换热元件，该换热元件为采用聚四氟乙烯制成的盘管式毛细管2，该毛细管2外径小于或等于6mm，设于冷凝器内腔中部，两端分别与冷却水进口13和冷却水出口14连接。采用聚四氟乙烯毛细管2作为换热元件具有以下优点：(1)可以在冷凝器内部有限的空间里布置成巨大的换热面积，有效克服传热温差小的限制；(2)可提高换热系数，由于毛细管的直径非常小，而烟气或水蒸汽在管外冲刷管子的换热系数与管子的直径成反比，所以可大大提高换热系数；(3)管壁可做得比较薄，可克服导热系数大的缺点；(4)聚四氟乙烯表面的粘着力比铜等金属低，其表面冷凝的传热系数要比铜等金属高，有利于烟气中水蒸汽的冷凝。
烟气进口11前设有除尘器，该除尘器可以滤去含灰烟气中含有的灰分，减少进去冷凝器的灰分含量，保护聚四氟乙烯盘管状毛细管；烟气出口12处设有气水分离器3，该气水分离器3可以分离烟气中的水分，只让气体透过气水分离器3从烟气出口散开；冷凝器的下端还设有冷凝水回收装置4，该冷凝水回收装置4设有冷凝水排水口41。
本实用新型的使用过程如下所示：燃油(气)设备或其它燃烧设备产生的含水蒸气的烟气从烟气进口经除尘器进入冷凝器内腔，冷却水从冷却水进口注入毛细管；冷却水在毛细管内流动，通过聚四氟乙烯毛细管管壁对含水蒸气的烟气进行冷却，使这些烟气冷却到露点以下；烟气中的水蒸汽冷凝释放气化潜热变为冷凝水，热量由冷却水吸收，使冷却水温度提高并从冷却水出口流出，可对其进一步加以利用；冷凝水进入冷凝水回收装置，并从排水口排出；而降温后的烟气经气水分离器由烟气出口散开。
根据冷却水的进口温度范围为20～30℃，可以将烟气温度降到30～40℃以下，另考虑烟气中过量空气系数的大小以及进入冷凝器的烟气温度，设备热效率可提高10％左右(以低位发热量为输入热量计算)。
本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (8)

1、一种新型烟气冷凝器，包括外壳(1)、换热元件、烟气进口(11)、烟气出口(12)、冷却水进口(13)和冷却水出口(14)，其特征在于：所述换热元件为毛细管(2)，该毛细管(2)两端分别与冷却水进口(13)和冷却水出口(14)连接。
2、根据权利要求1所述的一种新型烟气冷凝器，其特征在于：所述毛细管(2)采用聚四氟乙烯材料制成。
3、根据权利要求1所述的一种新型烟气冷凝器，其特征在于：所述毛细管为盘管式或管排式布置。
4、根据权利要求1所述的一种新型烟气冷凝器，其特征在于：所述毛细管(2)的外径等于或少于6mm。
5、根据权利要求1所述的一种新型烟气冷凝器，其特征在于：所述烟气出口设有气水分离器(3)。
6、根据权利要求1所述的一种新型烟气冷凝器，其特征在于：所述烟气进口(11)设有除尘器。
7、根据权利要求1所述的一种新型烟气冷凝器，其特征在于：所述冷凝器底部设有冷凝水回收装置(4)，冷凝水回收装置(4)设有排水口(41)。
8、根据权利要求1所述的一种新型烟气冷凝器，其特征在于：所述外壳(1)采用玻璃钢材料制成，或内部涂抹防腐蚀材料。
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