管式换热器高温烟气的直接排放极大的浪费了

　　本实用新型涉及一种热工设，属于燃油(气)、燃含氢燃料设的节能 技术领域，尤其是一种新型的燃气(油)、燃含氢燃料设的烟气冷凝器。

　　燃油、燃气锅炉的排烟气温度较高， 一般都在15(TC以上，特别是蒸汽锅 炉，许多超过20(TC;燃气热水器排烟气温度为160~180°C;壁挂炉排烟气温 度为12(TC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6(TC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8(TC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 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

　　如图1所示，本实用新型为一新型烟气冷凝器，包括外壳l，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ll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)设或其它燃烧设产生的 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°C，可以将烟气温度降到30 40°C 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。

　　权利要求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。

　　专利摘要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，延长了设的使用年限。
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