[發(fā)明專利]一種空氣冷凝煙氣強化傳熱傳質(zhì)元件及其換熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810211209.0
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108332597A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙欽新;桂雍;梁志遠(yuǎn);王云剛
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F28F1/42
• 分類號: F28F1/42;F28F19/02
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

一種空氣冷凝煙氣高效強化傳熱傳質(zhì)元件及其換熱器，屬于鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)中煙氣除濕脫白、節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，該元件包括基管部、翅片部、方頭部；基管為腰圓型截面設(shè)計；外橫向翅片呈腰圓形或上下左右延伸成矩形，同時也可采用肋片?針翅式外翅；內(nèi)縱向翅片為軸對稱梳齒狀內(nèi)翅片或內(nèi)翅板結(jié)構(gòu)等間距排布在非弧段管內(nèi)；方頭部為兩道不等寬方形槽設(shè)計，填充耐溫耐腐蝕密封件以防止煙氣與空氣相互接觸造成短路；采用埋于方形槽腰圓型螺栓連接孔，吸收元件與主體箱之間的熱膨脹差；元件采用整體鑄造工藝，根據(jù)煙氣冷卻器內(nèi)各部位換熱與腐蝕情況選用最佳耐蝕材料，保證煙氣冷卻器具有最佳抗腐蝕性能及最低制造成本，最終實現(xiàn)空氣冷凝煙氣脫白和深度脫除煙氣污染物的雙重目標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)中煙氣除濕脫白、節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種空氣冷凝煙氣強化傳熱傳質(zhì)元件及其換熱器。

背景技術(shù)

濕法脫硫目前常采用噴淋洗滌工藝，在去除二氧化硫的同時，大量噴淋水被氣化帶入煙氣中，而煙氣被噴淋水冷卻，溫度降至約50 ±5℃，與煙氣的水露點溫度近似。溫度的降低會使煙氣中所含水蒸氣過飽和凝結(jié)從而形成白色煙羽。隨著國家超低排放改造的推進(jìn)，大部分電廠濕法脫硫裝置取消原煙氣－煙氣再熱器(GGH)轉(zhuǎn)裝低低溫?zé)煔馓幚硐到y(tǒng)(MGGH)等間壁加熱裝置，使煙氣再熱至70～80℃左右，但根據(jù)實際觀測，環(huán)境溫度低于15℃左右時，仍然會出現(xiàn)“濕煙羽”現(xiàn)象。

最新的研究表明白色煙羽的危害諸多：首先，近10年來，大氣主要污染物減少了80％以上，但霧霾問題卻越發(fā)嚴(yán)重。電力行業(yè)濕法脫硫的全面引入導(dǎo)致了鍋爐排煙含水量和溶解顆粒物的急劇增加，造成大氣中水蒸氣、硫酸鹽和硝酸鹽氣溶膠顆粒物含量上升，成為霧霾產(chǎn)生的重要原因。其次白色煙羽會造成“濕煙囪”，腐蝕脫硫塔后煙道及煙囪，而且當(dāng)脫硫塔除霧器除霧效率降低時，還會出現(xiàn)“石膏雨”現(xiàn)象。同時白色煙羽中含有大量的水蒸氣，造成水資源的浪費。若加以冷凝回收，可解決華北西北地區(qū)火力發(fā)電廠的缺水問題，節(jié)約寶貴的水資源。上海、浙江、邯鄲、天津等地紛紛出臺地方性煙羽治理新規(guī)，煙氣脫白的重要程度可見一斑。

煙氣冷卻器是煙氣脫白的關(guān)鍵設(shè)備，為節(jié)約水資源可采用空氣冷凝方式，但目前煙氣消白所采用的空氣冷凝式傳熱傳質(zhì)元件普遍肋效率偏低，內(nèi)翅片頂端部分在換熱過程中會存在低溫集中區(qū)域，降低了傳熱系數(shù)，無法實現(xiàn)主流區(qū)的溫度場的均勻化。現(xiàn)有的螺紋、中心軸對稱翅片、針翅等管式傳熱傳質(zhì)能力均不理想，結(jié)構(gòu)設(shè)計上青黃不接，未與現(xiàn)在電廠運行中煙氣參數(shù)接軌。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述采用空氣冷凝，節(jié)約水資源的煙氣冷卻器中傳熱傳質(zhì)元件肋效率低下，內(nèi)翅片頂端部分在換熱過程中會存在低溫集中區(qū)域，無法實現(xiàn)主流區(qū)的溫度場的均勻化，元件結(jié)構(gòu)設(shè)計未與現(xiàn)有電廠運行中煙氣參數(shù)接軌的問題，本發(fā)明提供一種空氣冷凝煙氣強化傳熱傳質(zhì)元件及其換熱器。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

一種空氣冷凝煙氣強化傳熱傳質(zhì)元件，包括基管部、翅片部、方頭部，所述基管部為腰圓型截面的基管1；所述翅片部包含分布在基管1管外的若干平行的外橫向翅片2和基管1管內(nèi)的內(nèi)縱向翅片3；所述方頭部布置在基管1兩端，包括方形槽4和螺栓連接孔5；所述基管1管外為煙氣側(cè)或空氣側(cè)，管內(nèi)為空氣側(cè)或煙氣側(cè)，厚度為 8～10mm，根據(jù)換熱計算及腐蝕預(yù)測確定。

所述基管1外壁均勻分布著等翅高的呈腰圓形或上下左右延伸成矩形的外橫向翅片2，18～n根外橫向翅片2按一定的間距規(guī)則的排列，外橫向翅片2肋化系數(shù)高，與基管1外壁有2～5mm鑄造圓角的光滑過渡，翅片寬度為3～6mm，翅片高度為25～40mm；來流煙氣平行正對外橫向翅片2，減小流動阻力，減少積灰，提高換熱；