CN108680043A - 耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其安装在脱硫塔的排烟口处，包括：支撑座、换热器支架、搪瓷管和集箱；换热器支架包括多个支撑框架组，多个支撑框架组上下层叠布置，每个支撑框架组包括多个等间距平行布置的支撑框架，最下层的支撑框架固定在支撑座上；搪瓷管设置有多个，且等间距平行安装在支撑框架上形成搪瓷管组，任意相邻的两个搪瓷管之间的间隙形成烟气通道；集箱安装在支撑框架的两端，搪瓷管的两端管口分别伸入集箱内并与集箱可抽拉连接，位于任意一层支撑框架组上的集箱之间通过管体依次连通。本发明采用搪瓷管作为换热组件，具有防腐蚀性和换热效率高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，更具体的说是涉及一种耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器。
背景技术
近年来随着经济的发展，环境问题越来越突出，为应对日益严峻的大气污染问题，国家出台了更为严格的大气污染物排放标准。为脱除化石燃料烟气中含有的SO2，国内目前主要采用石灰石-石膏法的脱硫技术，这种脱硫方法处理过的烟气温度比较低一般在50℃左右，烟气中的水蒸气基本处于饱和状态，且烟气中含有一些有害的细微颗粒物和可溶性盐类，是PM2.5气溶胶形成的前体物质，同时这种低温湿烟气从烟囱排出后水蒸气会凝结成雾滴，从而在烟囱出口形成长长的白色烟羽，造成较大的视觉污染。为了消除脱硫后排烟的白色烟羽，并减少有害的细微颗粒物和可溶性盐类放置大气中，目前国内各地方纷纷出台相关的环保措施和技术方案，要求脱硫后的烟气先进行降温冷凝再排放，主要目的是降低烟气中的水蒸气含量，从而达到消除白色烟羽的目的，但是冷凝水会对冷凝设备造成很大的腐蚀。
因此，如何提供一种腐蚀性小、且凝结换热效率高的烟气冷凝换热器已成为本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，能够有效减少烟囱出口处的白色烟羽，同时具有较高的耐腐蚀性和换热效率高的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其安装在脱硫塔的排烟口处，包括：
支撑座；
换热器支架，所述换热器支架包括多个支撑框架组，多个所述支撑框架组上下层叠布置，每个支撑框架组包括多个等间距平行布置的支撑框架，最下层的支撑框架固定在所述支撑座上；
搪瓷管，每个所述支撑框架内均等间距平行安装有多个搪瓷管，相邻的两个搪瓷管之间的间隙形成烟气通道；
集箱，所述支撑框架的两端均安装有所述集箱，所述集箱包括集箱端板和集箱盖，所述集箱端板的一端面与所述支撑框架固定连接，另一端与所述集箱盖可拆卸连接、并与所述集箱盖围成一个空腔；所述集箱盖上设置有放气管和疏水管，并且所述放气管和所述疏水管均与所述空腔连通；
所述搪瓷管的两端管口分别伸入所述空腔内，且与所述集箱端板可抽拉连接；位于任意一层支撑框架组上的所述集箱盖之间按照冷却水的流向通过管体依次连通。
经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：首先，本发明采用搪瓷管组作为换热元件，烟气在搪瓷管外侧流动，冷却水在搪瓷管内流动，含有饱和水蒸气的烟气流经管组时被降温，烟气中的部分水蒸气被冷凝成水，从而达到换热目的。同时，由于烟气中含有SO3，并且含有氯离子，其冷凝水的PH值一般在2-3之间，腐蚀性非常强，而本发明采用具有优良的耐腐蚀性能的搪瓷管，不仅抗老化、且具有良好的传热性能。
其次，当本发明停机时，可通过疏水管将搪瓷管内的冷却水完全排放，避免北方冬季气温过低使冷却水结冰对搪瓷管造成损坏。冷却水排放完后，放气管对搪瓷馆内的空气进行排放，使管体内气压与大气压相同。
最后，本发明中的搪瓷管拆卸安装过程简单，每根搪瓷管均可从换热器的一侧抽出进行更换，便于维修。
优选的，在上述耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器中，还包括密封圈，所述集箱端板上设置有多个圆形凹槽，所述凹槽槽底开设有用于供所述搪瓷管穿过的第一通孔，所述密封圈位于所述凹槽内，并与所述第一通孔同轴设置；所述密封圈的内环直径不大于所述第一通孔的直径。密封圈的设置，能够提高集箱与搪瓷管之间的密闭性能，同时够避免搪瓷管内的冷却水流出，并避免烟气进入集箱中。
优选的，在上述耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器中，还包括密封压板，所述密封压板套设于所述搪瓷换热管的外周侧、并与所述集箱端板靠近所述集箱盖的一侧可拆卸连接，所述密封圈的两个端面分别与所述凹槽槽底和所述密封压板接触。密封压板的设置能够使密封圈紧密固定于集箱和搪瓷管之间，避免密封圈发生移位。
优选的，在上述耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器中，所述支撑框架为由多个第一支撑管组成的立方体框架。
优选的，在上述耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器中，还包括多个支撑板，所述支撑板平行布置于所述支撑框架内部，且其边缘与所述支撑框架的边缘固定连接，所述支撑板上开设有多个供所述搪瓷管组穿过的第二通孔。
优选的，在上述耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器中，所述支撑框架相互平行的两个侧面固定有多个第二支撑管，每个所述第二支撑管固定于相邻的两个所述支撑板之间，其端部依次固定连接，所述第一支撑管、所述第二支撑管和所述支撑板的其中的一个边缘组成三角结构。
优选的，在上述耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器中，任意所述搪瓷管组均配置有一个或多个冲洗水管，所述冲洗水管固定在所述支撑框架上，且其出水口朝向所述搪瓷管组安装。冲洗水管的设置可对搪瓷管定期进行冲洗，防止管体表面沉积石膏而影响换热效率。
优选的，在上述耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器中，所述支撑座包括支撑台和支撑脚，所述支撑台的上端面与所述支撑框架固定连接，下端面与所述支撑脚固定连接。
优选的，在上述耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器中，还包括用于收集烟气冷凝水的集水斗，所述支撑台上开设有多个与所述集水斗形状适配的集水斗安装孔，所述集水斗安装孔位于任意相邻的两个支撑框架之间，所述集水斗安装在所述集水斗安装孔的位置处，且其进水口的边缘与所述支撑台上表面无缝连接，其出水口位于所述支撑台的下端面，所述出水口连接有用于将烟气冷凝水导流至其他装置中的管道。集水斗的设置用于收集烟气冷凝水，这样不仅能够避免冷凝水在换热器表面停留，还能够将其进行进一步处理用于机组的工艺用水，实现脱硫过程中的零水耗，节约水资源。
优选的，在上述耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器中，所述集箱盖远离所述集箱端板的一端设置有法兰管接头，相邻的两个法兰管接头通过所述管体连通。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的主视图，“→”表示烟气的流通方向；
图2附图为本发明的侧视图；
图3附图为本发明的俯视图，“↑↓”表示冷却水的流通方向；
图4附图为本发明中支撑框架的侧视图；
图5附图为本发明中支撑框架的俯视图；
图6附图为本发明中集箱的侧视图；
图7附图为本发明中集箱的俯视图；
图8附图为本发明中搪瓷管和集箱端板之间的连接示意图。
图中：
1为支撑座，11为支撑台，12为支撑脚，2为支撑框架，21为第一支撑管，22为支撑板，23为第二支撑管，3为搪瓷管，4为集箱，41为集箱端板，42为集箱盖，43为放气管，44为疏水管，45为管体，46为密封圈，47为密封压板，48为法兰管接头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其安装在脱硫塔的排烟口处，包括：
支撑座1；
换热器支架，换热器支架包括多个支撑框架组，多个支撑框架组上下层叠布置，每个支撑框架组包括多个等间距平行布置的支撑框架2，最下层的支撑框架2固定在支撑座1上；
搪瓷管3，每个支撑框架2内均等间距平行安装有多个搪瓷管3，相邻的两个搪瓷管3之间的间隙形成烟气通道；
集箱4，支撑框架2的两端均安装有集箱4，集箱4包括集箱端板41和集箱盖42，集箱端板41的一端面与支撑框架2固定连接，另一端与集箱盖42可拆卸连接、并与集箱盖42围成一个空腔；本实施例中，集箱盖42与集箱端板42之间通过螺栓连接；集箱盖42上设置有放气管43和疏水管44，并且放气管43和疏水管44均与空腔连通；其中，疏水管44安装在集箱盖42的底端，且其出水口的位置低于位于最低端的搪瓷管3的位置；
搪瓷管3的两端管口分别伸入空腔内，且与集箱端板41可抽拉连接；位于任意一层支撑框架组上的集箱盖42之间按照冷却水的流向通过管体45依次连通。
本发明采用搪瓷管组作为换热元件，烟气在搪瓷管3外侧流动，冷却水在搪瓷管3内流动，含有饱和水蒸气的烟气流经搪瓷管组时被降温，烟气中的部分水蒸气被冷凝成水，从而达到换热目的。同时，由于烟气中含有SO3，并且含有氯离子，其冷凝水的PH值一般在2-3之间，腐蚀性非常强，而本发明采用搪瓷管3，不仅抗老化、抗腐蚀、且具有良好的传热性能。
根据本发明耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，在一个实施例中，还包括密封圈46，集箱端板41上设置有多个圆形凹槽，凹槽槽底的轴心位置开设有用于供搪瓷管3穿过的第一通孔，密封圈46位于所述凹槽内，并与凹槽同轴设置，密封圈46的内环直径不大于第一通孔的直径。
更有利的，还包括密封压板47，密封压板47套设于搪瓷管3的外周侧、并与集箱端板41靠近集箱盖42的一侧可拆卸连接，密封圈46的两个端面分别与凹槽槽底和密封压板47接触。密封圈46的设置，使整个装置的密封性能优良，同时加上密封压板47对密封圈46的挤压作用，使密封圈46与搪瓷管3和集箱端板41紧密接触，保证密封圈46不会发生移位，进一步保证了整个装置的稳固性。
更有利的，集箱盖42远离集箱端板41的一端设置有法兰管接头48，相邻的两个法兰管接头48之间通过管体45连通。
根据本发明耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，在另一个实施例中，还包括多个支撑板22，支撑板22平行布置于支撑框架2内部，且其边缘与支撑框架2的边缘固定连接，支撑板22上开设有多个供搪瓷管3穿过的第二通孔。
更有利的，支撑框架2相互平行的两个侧面固定有多个第二支撑管23，每个第二支撑管23固定于相邻的两个支撑板22之间，其端部依次固定连接，第一支撑管21、第二支撑管23和支撑板22的其中的一个边缘组成三角结构。本发明通过第一支撑管21、支撑板22和第二支撑管23的设置，组成稳固性极佳的支撑框架，进一步保证换热器工作过程的稳定性。
根据本发明耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，在另一个实施例中，任意搪瓷管组均配置有一个或多个冲洗水管5，冲洗水管5固定在支撑框架2上，且其出水口朝向搪瓷管组安装。冲洗水管5的设置可对搪瓷管3定期进行冲洗，防止搪瓷管3表面沉积石膏而影响换热效率。
根据本发明耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，在另一个实施例中，支撑座1包括支撑台11和支撑脚12，支撑台11的上端面与支撑框架2固定连接，下端面与支撑脚12固定连接。
更有利的，还包括用于收集烟气冷凝水的集水斗6，支撑台11上开设有多个与集水斗6形状适配的集水斗安装孔，集水斗安装孔位于任意相邻的两个支撑框架2之间，集水斗6安装在集水斗安装孔的位置处，且其进水口的边缘与支撑台11上表面无缝连接，其出水口位于支撑台11的下端面，出水口连接有用于将烟气冷凝水导流至其他装置中的管道。集水斗6的设置用于收集烟气冷凝水，这样不仅能够避免冷凝水在换热器表面停留，还能够将其进行进一步处理用于机组的工艺用水，实现脱硫过程中的零水耗，节约水资源。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其安装在脱硫塔的排烟口处，其特征在于，包括：
支撑座(1)；
换热器支架，所述换热器支架包括多个支撑框架组，多个所述支撑框架组上下层叠布置，每个所述支撑框架组包括多个等间距平行布置的支撑框架(2)，最下层的所述支撑框架(2)固定在所述支撑座(1)上；
搪瓷管(3)，每个所述支撑框架(2)内均等间距平行安装有多个搪瓷管(3)，相邻的两个搪瓷管(3)之间的间隙形成烟气通道；
集箱(4)，所述支撑框架(2)的两端均安装有所述集箱(4)，所述集箱(4)包括集箱端板(41)和集箱盖(42)，所述集箱端板(41)的一端面与所述支撑框架(2)固定连接，另一端与所述集箱盖(42)可拆卸连接、并与所述集箱盖(42)围成一个空腔；所述集箱盖(42)上设置有放气管(43)和疏水管(44)，并且所述放气管(43)和所述疏水管(44)均与所述空腔连通；
所述搪瓷管(3)的两端管口分别伸入所述空腔内，且与所述集箱端板(41)可抽拉连接；位于任意一层支撑框架组上的所述集箱盖(42)之间按照冷却水的流向通过管体(45)依次连通。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其特征在于，还包括密封圈(46)，所述集箱端板(41)上设置有多个圆形凹槽，所述凹槽槽底开设有用于供所述搪瓷管(3)穿过的第一通孔，所述密封圈(46)位于所述凹槽内，并与所述第一通孔同轴设置，所述密封圈(46)的内环直径不大于所述第一通孔的直径。
3.根据权利要求2所述的耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其特征在于，还包括密封压板(47)，所述密封压板(47)套设于所述搪瓷管(3)的外周侧、并与所述集箱端板(41)靠近所述集箱盖(42)的一侧可拆卸连接，所述密封圈(46)的两个端面分别与所述凹槽槽底和所述密封压板(47)接触。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其特征在于，所述支撑框架(2)为由多个第一支撑管(21)组成的立方体框架。
5.根据权利要求4所述的耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其特征在于，还包括多个支撑板(22)，所述支撑板(22)平行布置于所述支撑框架(2)内部，且其边缘与所述支撑框架(2)的边缘固定连接，所述支撑板(22)上开设有多个供所述搪瓷管(3)穿过的第二通孔。
6.根据权利要求5所述的耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其特征在于，所述支撑框架(2)相互平行的两个侧面固定有多个第二支撑管(23)，每个所述第二支撑管(23)固定于相邻的两个所述支撑板(22)之间，其端部依次固定连接，所述第一支撑管(21)、所述第二支撑管(23)和所述支撑板(22)的其中的一个边缘组成三角结构。
7.根据权利要求1所述的耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其特征在于，任意所述搪瓷管组均配置有一个或多个冲洗水管(5)，所述冲洗水管(5)固定在所述支撑框架(2)上，且其出水口朝向所述搪瓷管组安装。
8.根据权利要求1所述的耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其特征在于，所述支撑座(1)包括支撑台(11)和支撑脚(12)，所述支撑台(11)的上端面与所述支撑框架(2)固定连接，下端面与所述支撑脚(12)固定连接。
9.根据权利要求8所述的耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其特征在于，还包括用于收集烟气冷凝水的集水斗(6)，所述支撑台(11)上开设有多个与所述集水斗(6)形状适配的集水斗安装孔，所述集水斗安装孔位于任意相邻的两个支撑框架(2)之间，所述集水斗(6)安装在所述集水斗安装孔的位置处，且其进水口的边缘与所述支撑台(11)上表面无缝连接，其出水口位于所述支撑台(11)的下端面，所述出水口连接有用于将烟气冷凝水导流至其他装置中的管道。
10.根据权利要求1所述的耐腐蚀搪瓷管烟气冷凝换热器，其特征在于，所述集箱盖(42)远离所述集箱端板(41)的一端设置有法兰管接头(48)，相邻的两个所述法兰管接头(48)之间通过所述管体(45)连通。
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