[发明专利]一种利用烟气冷凝热能的复合型防腐换热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气锅炉或燃气直燃机等天然气利用设备回收利用烟气冷凝热能的换热装置和冷凝式天然气锅炉或燃气直燃机等冷凝式天然气利用设备用冷凝换热器。特别涉及一种利用烟气冷凝热能的复合型防腐换热装置及其制造方法，属于传热传质强化与金属防腐技术领域。

背景技术

目前普通天然气锅炉和直燃机等天然气利用设备，排烟温度均在100℃以上，造成能源浪费和对环境的污染，其热效率一般低于90％。

在天然气利用设备尾部增设烟气冷凝换热器，将排烟温度降到烟气露点温度以下，不仅可以利用排烟显热，还可利用天然气燃烧时产生的大量水蒸气凝结时放出的大量潜热，热效率可提高10～20％，理论上，回收水蒸汽潜热可提高热效率11％。从而节约能源，并减少有害气体排放，同时凝结液会溶解吸收排烟中CO_X、NO_X、SO_X等部分有害气体，对烟气还有一定的净化作用。因此，研究与开发烟气冷凝热能回收利用装置，开发冷凝式天然气利用设备或将普通天然气利用设备系统改造为冷凝式系统，是高效利用天然气、减少环境污染最有效途径。因此，研究开发烟气冷凝换热器或换热装置，成为热科学和能源环境工程领域热点课题。

由于水蒸汽凝结液溶解了烟气中部分有害气体，形成含有硝酸根、亚硝酸根、氯酸根、硫酸根离子的具有较强酸性的腐蚀液，会对换热器造成腐蚀，影响其使用寿命。同时，冷凝式天然气利用设备通常要求结构紧凑、体积小、重量轻、成本低，同时阻力小。因而，冷凝换热设备的防腐技术与传热传质强化技术及集成设计技术，成为开发冷凝式天然气利用设备技术关键。

目前，国际上冷凝换热器或装置主要采用如铸铝、铝合金、镍合金、不锈钢及特氟隆等材料作为换热材料。此类换热设备加工难度大、成本高、材料导热能力差不利于设备紧凑化，应用中占据空间大，烟气阻力大以至于设备系统不能正常运行。同时构造理念单一，不能将此类换热设备根据温度环境和腐蚀环境变化，进行分别设置和优化整体构造，使得目前此类产品适应性和经济性受到限制。

综合利用不同材料物理化学性能中的热传导性与力学性能和可加工性及耐蚀性，对不同材料优选和优化组合利用，并进行形状结构优化设计和表面改性技术处理，使得此类产品实用性和经济性得到根本改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用烟气冷凝热能的复合型防腐换热装置，以回收利用天然气利用设备排烟中的显热及烟气中水蒸气凝结释放出的潜热，强化换热，进一步提高天然气利用设备的热能利用率和耐久性及经济性，同时减少污染。

本发明的技术方案如下：

一种利用烟气冷凝热能的复合型防腐换热装置，其特征在于：该装置包括高温烟气换热段1和低温烟气换热段2两个肋片管式换热段，所述的高温烟气换热段和低温烟气换热段采用上下串联结构；所述的低温烟气换热段包括铜质肋片基管和设置在该基管上的铜质肋片组成，在所述的铜质肋片基管外表面和铜质肋片表面均依次镀有钼酸钠为稳定剂的非晶态镍铜磷化学复合镀层和有机涂层；高温烟气换热段的肋片基管和肋片与低温烟气换热段中的肋片基管和肋片采用不同材质的材料制作。

本发明所述的有机涂层采用氟树脂、聚氨酯或氟碳树脂涂层。

本发明所述低温烟气换热段的肋片采用整体肋片，在整体肋片中设有三角形或圆形均压孔4。整体肋片上下边缘为圆弧形，上边缘圆弧比下边缘圆弧平缓，肋片基管下部肋片高度高于肋片基管上部肋片高度。所述的低温烟气换热段的铜质肋片基管采用圆管、椭圆管或近似椭圆管。所述的铜质肋片基管和铜质肋片采用白铜或紫铜为基材。

本发明所述的高温烟气换热段的肋片基管采用不锈钢铝复合管，肋片采用单体铝合金肋片。所述的铝合金肋片为含硅、锰及镁的铝合金肋片。