專利名稱：改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熱工設(shè)備，屬于燃油(氣)、燃含氫燃料設(shè)備的節(jié)能 技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的燃?xì)?油)、燃含氫燃料設(shè)備的煙氣冷凝器。
背景技術(shù)：
燃油、燃?xì)忮仩t的排煙氣溫度較高， 一般都在15(TC以上，特別是蒸汽鍋 爐，許多超過20(TC;燃?xì)鉄崴髋艧煔鉁囟葹?60 180°C;壁掛爐排煙氣溫度為12crc左右。同時，油和燃?xì)庵泻写罅康臍湓?，其中燃油中氫含量約占燃料個成分的11 14%，燃?xì)庵袣浜考s占燃料成分的20%，天然氣更高達(dá) 25%，也存在其他的含氫元素較多的燃料，它們?nèi)紵籍a(chǎn)生大量的水蒸汽，使 得煙氣攜帶大量的氣化潛熱。高溫?zé)煔獾闹苯优欧艠O大的浪費了寶貴的清潔能 源，同時增加了污染物排放，危害生態(tài)環(huán)境。為解決此類問題，提出了煙氣熱 能回收技術(shù)，即在煙道中設(shè)置換熱器，利用高溫?zé)煔饧訜崴蚩諝?，從而降?煙氣溫度，使煙氣中的水蒸氣冷凝釋放氣化潛熱，提高設(shè)備熱效率。目前，國內(nèi)一般采用翅片管或熱管作為換熱器，并用冷卻水進(jìn)一步吸收煙 氣中的熱量。但是，煙氣中水蒸汽的露點較低， 一般在6(TC以下，要回收這 部分熱量必須克服傳熱溫差小的限制，而翅片管和熱管由于受熱面積和換熱效 率有限，只能將煙氣溫度降到8(TC左右，無法達(dá)到冷凝煙氣水蒸汽的效果； 同時，當(dāng)換熱器中水溫低于煙氣露點溫度時，將有冷凝現(xiàn)象，冷凝水呈酸性 (PH=4 5)及溶解有較多的氧氣及二氧化碳，而換熱器一般為金屬制品，因 此冷凝水對設(shè)備有明顯的腐蝕作用，如果煙氣中含有硫，腐蝕情況會更嚴(yán)重。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點與不足，提供一種有效降低 煙氣溫度，使煙氣中的水蒸氣冷凝釋放氣化潛熱，提高設(shè)備熱效率，回收熱能 的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型按以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，包括外殼、換熱元件、煙氣進(jìn)口、煙氣出口、 冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口；所述換熱元件為毛細(xì)管，其兩端分別與冷卻水進(jìn)口 和冷卻水出口連接。毛細(xì)管可以增加換熱元件與煙氣、冷凝水的接觸面積，有 效克服了傳熱溫差小的限制，極大的提高了換熱效率。上述冷凝器設(shè)有噴霧裝置，包括噴淋水箱、噴頭、水泵以及連接管道。噴 霧裝置產(chǎn)生的噴霧可以將上升的煙氣溫度降到30 40°C，而噴霧則吸收煙氣 熱量和水蒸氣冷凝的汽化潛熱，被加熱成噴淋水，匯集到冷凝器下部的噴淋水 箱，與毛細(xì)管中的冷卻水做進(jìn)一步的熱量交換。進(jìn)一步，所述換熱元件設(shè)于噴淋水箱中。進(jìn)一步，所述毛細(xì)管為采用聚四氟乙烯材料制成的盤管式或管排式布置的 毛細(xì)管。聚四氟乙烯具有極強的化學(xué)穩(wěn)定性，幾乎不被任何化學(xué)藥品所侵蝕； 另一方面，雖然聚四氟乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)小于鋼鐵等金屬材料，但可以通過減小 管壁來降低熱阻。進(jìn)一步，所述毛細(xì)管的外徑等于或少于6mm。細(xì)小的毛細(xì)管可以在有限 的空間內(nèi)布置成巨大的換熱面積，同時由于噴淋水在管外沖刷毛細(xì)管的換熱系 數(shù)與管子的直徑成反比，所以細(xì)小的毛細(xì)管可以大大提高換熱系數(shù)。進(jìn)一步，所述噴霧裝置設(shè)有過濾器，該過濾器的出口與水泵進(jìn)口連接。燃 油煙氣中含有灰分，噴霧與煙氣接觸后會將部分灰分參雜進(jìn)噴霧水中，因此在 管道上加裝過濾器，可以濾去灰分，防止水泵堵塞。上述冷凝器設(shè)有氣水分離器，該氣水分離器設(shè)于煙氣出口處。在煙氣出口 下方設(shè)置氣水分離器，可以分離煙氣中的水分，只讓降溫后的氣體透過氣水分 離器從煙氣出口散開。上述冷凝器設(shè)有水位監(jiān)控器。水位監(jiān)控器的作用在于監(jiān)控冷凝水的高度， 保證水位穩(wěn)定。上述冷凝器底部設(shè)有排水口 。上述外殼和管道釆用耐腐蝕材料制成，或內(nèi)部涂抹防腐蝕材料。由于冷凝 水帶酸性及含有氧氣和二氧化碳等氣體，對金屬會產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用，采用 耐腐蝕材料和涂抹腐蝕材料可以有效防止酸性冷凝水的侵蝕，延長設(shè)備的使用年限。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，擴大了換熱元件的受熱面積，可以進(jìn)一步回 收熱能，更加有效的提高設(shè)備的熱效率，同時，采用聚四氟乙烯和防腐蝕材料， 可以有效的防止酸性冷凝水的侵蝕，避免冷凝器因腐蝕而過早損壞，延長了設(shè) 備的使用年限。為了能更清晰的理解本實用新型，以下將結(jié)合附圖說明闡述本實用新型的具體實施方式
。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的軸向剖視圖。
具體實施方式
如圖l所示，本實用新型包括外殼l、換熱元件2、煙氣進(jìn)口 11、煙氣出 口 12、冷卻水進(jìn)口 13和冷卻水出口 14。其中，外殼1采用玻璃鋼材料制成，或內(nèi)腔涂抹有防腐蝕材料；煙氣出口 12設(shè)于外殼1頂部，冷卻水進(jìn)口 13和冷 卻水出口 14布置在下述噴霧裝置的噴淋水箱上，并且冷卻水進(jìn)口 13設(shè)于冷卻 水出口 14下方。如圖2所示，本實用新型的換熱元件2為采用聚四氟乙烯制成的盤管式布 置的毛細(xì)管，該毛細(xì)管外徑等于或小于6mm，設(shè)于下述噴霧裝置的噴淋水箱 中，兩端分別與冷卻水進(jìn)口 13和冷卻水出口 14連接。采用聚四氟乙烯毛細(xì)管 作為換熱元件具有以下優(yōu)點(1)可以在冷凝器內(nèi)部有限的空間里布置成巨大 的換熱面積，有效克服傳熱溫差小的限制；(2)可提高換熱系數(shù)，由于毛細(xì)管 的直徑非常小，而噴淋水在管外沖刷管子的換熱系數(shù)與管子的直徑成反比，所 以可大大提高換熱系數(shù)；(3)管壁可做得比較薄，克服導(dǎo)熱系數(shù)大的缺點。本實用新型還設(shè)有噴霧裝置3，包括噴淋水箱35、噴頭31、水泵32、過 濾器33以及連接管道34。它們都采用耐腐蝕材料制成，噴淋水箱35的最低 水位高于毛細(xì)管的頂端，噴頭31設(shè)于冷凝器內(nèi)腔上方，過濾器33的進(jìn)口通過 管道與噴淋水箱連接，出口與水泵32進(jìn)口連接，水泵出口則通過管道與噴頭 連接。噴霧裝置3產(chǎn)生的噴霧可以將上升的煙氣溫度降到30 40°C，噴霧則 吸收煙氣熱量和水蒸氣冷凝的汽化潛熱，被加熱成噴淋水，匯集到冷凝器下部 的噴淋水箱，與毛細(xì)管中的冷卻水做進(jìn)一步的熱量交換變?yōu)槔淠?；過濾器 33可以濾去冷凝水中的灰分，防止水泵32堵塞損壞。在煙氣出口 12下方還設(shè)有氣水分離器4，該氣水分離器4可以分離煙氣 中的水分，只讓氣體透過氣水分離器4從煙氣出口散開。冷凝器的下端設(shè)有冷 凝水排水口 15;噴淋水箱設(shè)有水位監(jiān)控器，監(jiān)測冷凝器中冷凝水的高度，保 證水位穩(wěn)定。本實用新型的使用過程為燃油(氣)設(shè)備或其它燃燒設(shè)備產(chǎn)生的含水蒸進(jìn)入冷凝器內(nèi)腔，噴霧裝置啟動產(chǎn)生噴霧，噴霧與上升的煙氣或水蒸汽接觸并使含水蒸氣的煙氣的溫度降到30 40°C，而噴霧則吸收 煙氣熱量和水蒸氣冷凝的汽化潛熱被加熱成噴淋水，加熱后的噴淋水聚集在冷 凝器內(nèi)腔下部的噴淋水箱中，與毛細(xì)管接觸；從冷卻水進(jìn)口往毛細(xì)管注入冷卻 水，冷卻水在毛細(xì)管內(nèi)流動并通過管壁吸收噴淋水的熱量，而噴淋水則被冷卻 到25 35°C;毛細(xì)管內(nèi)的冷卻水被加熱后從冷卻水出口流出并被進(jìn)一步加以 利用，而噴淋水被冷卻后經(jīng)過濾器被水泵抽送到噴頭產(chǎn)生新的冷卻噴霧；煙氣 經(jīng)氣水分離器脫去水分，從煙氣出口散開。根據(jù)冷卻水的進(jìn)口溫度范圍為20 30°C，可以將煙氣溫度降到30 40°C 以下，另考慮煙氣中過量空氣系數(shù)的大小以及進(jìn)入冷凝器的煙氣溫度，設(shè)備熱 效率可提高10%左右(以低位發(fā)熱量為輸入熱量計算)。本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變 型不脫離本實用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本實用新型的權(quán) 利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型。
權(quán)利要求1、一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，包括外殼(1)、換熱元件(2)、煙氣進(jìn)口(11)、煙氣出口(12)、冷卻水進(jìn)口(13)和冷卻水出口(14)，其特征在于所述換熱元件(2)為毛細(xì)管，其兩端分別與冷卻水進(jìn)口(13)和冷卻水出口(14)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，其特征在于所述冷凝器設(shè)有噴霧裝置(3)，包括噴淋水箱(35)、噴頭(31)、水泵(32)以 及連接管道(34)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，其特征在于所述換熱 元件(2)布置在噴淋水箱(35)中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，其特征在于所述毛細(xì) 管為采用聚四氟乙烯材料制成的盤管式或管排式布置的毛細(xì)管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，其特征在于所述毛細(xì)管的外徑等于或少于6mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，其特征在于所述噴霧 裝置(3)設(shè)有過濾器(33)，該過濾器(33)的出口與水泵(32)進(jìn)口 連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，其特征在于所述冷凝 器設(shè)有氣水分離器(4)，該氣水分離器(4)設(shè)于煙氣出口 (12)處。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，其特征在于所述冷凝 器設(shè)有水位監(jiān)控器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，其特征在于所述冷凝器底部設(shè)有排水口 (15)。
10、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，其特征在于所述 外殼(1)和管道(34)采用耐腐蝕材料制成，或者內(nèi)部涂抹防腐蝕材料。
專利摘要本實用新型公開了一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的煙氣冷凝器，其包括外殼、換熱元件、煙氣進(jìn)口、煙氣出口、冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口；所述換熱元件為毛細(xì)管，其兩端分別與冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口連接。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，擴大了換熱元件的受熱面積，可以進(jìn)一步回收熱能，更加有效的提高設(shè)備的熱效率，同時，采用聚四氟乙烯和防腐蝕材料，可以有效的防止酸性冷凝水的侵蝕，避免冷凝器因腐蝕而過早損壞，延長了設(shè)備的使用年限。
文檔編號F28D7/08GK201170694SQ20072017885
公開日2008年12月24日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者何嘉明, 成琳國 申請人:成琳國;何嘉明