CN209214422U - 一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器 - Google Patents

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薛海君
江瀚
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一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器,它包括冷凝换热器本体(1),其内部设置有多个换热管(13),所述换热管(13)为导电的金属或非金属材质,所述换热器还包括静电发生装置(2),所述静电发生装置(2)包括阴极固定架(21)、阴极线(22)、电源(23)和连接导线(24),所述阴极线(22)设置于换热管(13)内,所述阴极线(22)为阴极,所述换热管(13)为阳极,所述阴极线(22)及换热管(13)在换热管(13)内形成静电场,使废气在换热管(13)内流动,冷却介质在换热管(13)外流动。采用本装置可以在冷凝过程中提高除尘(雾)效率,具有投资少、换热效率和除尘(雾)效率高、节省设备空间的优势。

Description

一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器
技术领域
本实用新型涉及冷凝换热领域,特别是涉及一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器。
背景技术
在电力、钢铁、焦化和建材等行业,常常通过烟囱排放含湿量很高的废气,比如燃煤锅炉产生的烟气经湿法脱硫送入烟囱后,其含湿量达到了饱和状态。这些废气排入大气后易在局部地区形成高湿环境,提供了促使空气中的细颗粒物转化成 “霾”的条件,废气中所含污染物也会对环境污染产生影响。
为了避免烟囱排放废气时产生可视的白烟(称为烟气的“脱白”),或者为了从高含湿量废气中提取水份,都需要对废气进行冷凝处理,使废气中的水蒸气凝结析出,降低废气的含湿量和相对湿度。随着国家环保要求的提高,废气处理过程中还必须进一步减少污染物的含量。
对高湿度废气进行冷凝处理的现有技术是在废气流通通道中增设间接冷却的冷凝换热器,废气在换热器管外流动,冷却水(冷却介质)在管内流动,通过热交换降低废气的温度,使废气中的水蒸气得到凝结,气体含湿量下降。为满足国家更严格的环保要求,进一步减少废气中污染物含量,在废气排放前还需要增设湿式电除尘装置。
目前公开号为CN204220293U的中国专利提供了一种烟气净化系统的收集 装置。它在烟气净化系统内部按照烟气流动方向依次设置有冷凝换热器、收集装置、自动在线冲洗系统、阴极系统、刚性细颗粒物阳极收尘系统和集液槽,集液槽设置在净化系统的底部,其收集装置包括依次连接的凹凸多孔收集槽、收集液储罐、输送泵和阀门,收集槽设置在冷凝换热器出口的下方 ;凹凸多孔收集槽呈圆锥型,收集槽的斜板表面为凹凸结构,凸起的顶部设置烟气导流通孔 ;阀门通过管道连接到自动在线冲洗系统的进水管。该专利虽然利用特殊结构的收集槽,将收集的冷凝水作为湿式静电除尘装置的冲洗系统水来源,实现自动在线冲洗功能,但是它的阴极系统设置在冷凝换热器的外部,并且需要单独的阳极系统,大大提高了成本,占用了空间,并且对细小颗粒(2.5微米及以下的颗粒物)和气溶胶等污染物的去除效率较低。
因此,现有技术存在以下不足:1、现有的冷凝换热器换热效率较低,成本较高;2、增设湿式电除尘不仅增加投资,而且还占用更大空间;3、湿式电除尘对细小颗粒(2.5微米及以下的颗粒物)和气溶胶等污染物的去除效率较低。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题,提供一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器,可以在保持较高的换热、除尘效率的同时,节约空间、降低成本。
为了达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器,包括冷凝换热器本体,其内部设置有多个换热管,所述换热管为导电的金属或非金属材质,所述换热器还包括静电发生装置,所述静电发生装置包括阴极固定架、阴极线、电源和连接导线,所述阴极线设置于换热管内,所述阴极线为阴极,所述换热管为阳极,所述阴极线及换热管在换热管内形成静电场,使废气在换热管内流动,冷却介质在换热管外流动。
所述冷凝换热器本体为立式,其上部端盖上设置有废气进口,其下部端盖的右侧壁设置有废气出口,所述下部端盖底部设置有冷凝液出口,其筒体左侧壁底部设置有冷却介质进口,所述筒体左侧壁顶部设置有冷却介质出口。
所述阴极固定架设置于换热管的顶面上端,所述电源设置在筒体外,所述电源及阴极固定架通过连接导线连接。
所述换热管采用钛合金材质。
与现有技术相比,本实用新型的优点在于:
本实用新型在换热管内增设阴极线,并以阴极线作为阴极、换热管作为阳极,在换热管内形成静电场,利用静电场强化管程气体热交换;在与壳程冷却介质的热交换过程中,管程饱和气体温度降低,所含水蒸汽发生凝结,废气中的细小颗粒污染物发生凝并、或成为凝结核使尺寸增大,同时冷凝液膜吸附气溶胶等污染物,使冷凝换热器还具有高效的除尘(雾)、降低污染物含量的作用。
与传统的增设湿式电除尘相比,本实用新型将冷凝换热器和湿式电除尘设备二者合一,不仅节约了投资,而且还占用更少的空间。同时,湿式电除尘对细小颗粒(2.5微米及以下的颗粒物)和气溶胶等污染物的去除效率较低,而本装置在冷凝过程中提高除尘(雾)效率,具有投资少、换热效率高、除尘(雾)效率高以及节省设备空间的优势。
附图说明
图1为本实用新型一种高含湿量废气的冷凝换热器的结构示意图。
图2为本实用新型一种高含湿量废气的冷凝换热器的横截面(俯视)示意图。
其中:
1、冷凝换热器本体;11、上部端盖;12、筒体;13、换热管;14、管板;15、下部端盖;2、静电发生装置;21、阴极固定架;22、阴极线;23、电源;24、连接导线;a、冷却介质进口;b、冷却介质出口;c、冷凝液出口;d、废气进口;e、废气出口。
具体实施方案
下面结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明 :
如图1~2所示,一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器,包括冷凝换热器本体1,所述冷凝换热器本体1为立式,其上部端盖11上设置有废气进口d,其下部端盖15的右侧壁设置有废气出口e,所述下部端盖15底部设置有冷凝液出口c,其筒体12左侧壁底部设置有冷却介质进口a,所述筒体12左侧壁顶部设置有冷却介质出口b,所述冷凝换热器本体1内部设置多个换热管13,所述换热管13为导电的金属或非金属材质,本实施例选用的是耐腐蚀性较好的钛合金材质,所述换热器还包括静电发生装置2,所述静电发生装置2包括阴极固定架21、阴极线22、电源23和连接导线24,所述阴极线22设置于换热管13内,所述阴极线22为阴极,所述换热管13为阳极,所述阴极线22及换热管13在换热管13内形成静电场,使废气在换热管13内流动,冷却介质在换热管13外流动。
在本实施例中,所述阴极固定架21设置于换热管13顶面上端,所述电源23设置在筒体12外,所述电源23及阴极固定架21通过连接导线23连接。
在换热器工作时,以阴极线22为阴极、换热管13为阳极,在换热管内形成静电场。废气由上部端盖11废气进口d进入冷凝换热器本体1后,在换热管13内的静电场作用下气体粒子(雾滴等)荷电,荷电粒子高速向阳极(换热管13壁)定向移动,使因热交换被凝结的雾滴和发生凝并的颗粒物凝聚在阳极上(换热管13的内壁),雾滴等在换热管13内壁上形成冷凝液膜后向下流动,冷凝液汇集到下部端盖15内,最终由冷凝液出口c排出;废气中部分水蒸气被凝结、污染物被吸附后,更洁净的气体从下部端盖15的废气出口e排出。本实施例的冷却介质选用水,低温冷却水从筒体12的冷却介质进口a进入冷凝换热器本体1内,在壳程流动并经换热管13的管壁与高含湿量废气进行热交换,温度升高后变为高温冷却水由冷却介质出口b排出。
在换热管13内静电场作用下荷电粒子所做的定向高速运动,能够减少中部至管壁之间的气体温度梯度,在气体冷凝过程中具有强化换热的作用。在冷却介质(本实施例为水)与废气进行热交换过程中,废气温度降低,所含水蒸气被凝结,废气中细小固体颗粒被凝并,气溶胶被吸附在冷凝液膜内,这些提高了除尘(雾)的效率。
除上述实施例外,本实用新型还包括有其他实施方式,凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案,均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器,包括冷凝换热器本体(1),其内部设置有多个换热管(13),其特征在于:所述换热管(13)为导电的金属或非金属材质,所述换热器还包括静电发生装置(2),所述静电发生装置(2)包括阴极固定架(21)、阴极线(22)、电源(23)和连接导线(24),所述阴极线(22)设置于换热管(13)内,所述阴极线(22)为阴极,所述换热管(13)为阳极,所述阴极线(22)及换热管(13)在换热管(13)内形成静电场,使废气在换热管(13)内流动,冷却介质在换热管(13)外流动。
2.根据权利要求1所述的一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器,其特征在于:所述冷凝换热器本体(1)为立式,其上部端盖(11)上设置有废气进口(d),其下部端盖(15)的右侧壁设置有废气出口(e),所述下部端盖(15)底部设置有冷凝液出口(c),其筒体(12)左侧壁底部设置有冷却介质进口(a),所述筒体(12)左侧壁顶部设置有冷却介质出口(b)。
3.根据权利要求1所述的一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器,其特征在于:所述阴极固定架(21)设置于换热管(13)的顶面上端,所述电源(23)设置在筒体(12)外,所述电源(23)及阴极固定架(21)通过连接导线(24)连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于高含湿量废气处理的冷凝换热器,其特征在于:所述换热管(13)采用钛合金材质。
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