一种用于脱白系统的板式换热器的制作方法

1.本发明涉及一种换热器，尤其涉及一种用于脱白系统的板式换热器。


背景技术：

2.随着我国经济的不断发展进步，能源需求日益增加，其中煤炭和石油作为我国最主要的燃烧能源，虽然满足了经济发展的需求，但造成了重大的环境污染，尤其是二氧化硫污染，现有烟气净化治理技术中，绝大部分采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，吸收塔出口带有饱和水的净烟气在烟囱口排出过程中部分冷凝形成液滴，烟气中水分无法有效扩散到大气中，导致烟气不能迅速消散，当空气相对湿度高、温度低时，大气含水率接近饱和状态，湿冷的空气与烟囱口排出的气体接触时，外界大气无法吸收烟气中的水蒸气，烟囱排出的气体会降至露点形成大量“白烟”，造成明显的视觉污染，另一方面，烟气中携带的少量粉尘及液滴聚集在烟囱附近，落到地面形成“石膏雨”或酸雨，对电厂及周边环境产生污染，甚至腐蚀设备现有技术中，治理“白烟”的传统方法主要有：干法脱湿技术、冷冻脱湿技术、过滤脱湿技术和冷凝再加热法。其中，干法脱湿技术，需要对脱湿设备反复加热，能耗高，通过高能耗达到除湿、治理的目的，且在治理过程中没有余热回收工序，浪费热能量资源，不符合节能的要求；冷冻脱湿技术，需要应用大型的冷冻设备，由于“白烟”量大，因此，采用大型冷冻设备的冷水消耗量高，其同样在治理过程中没有余热回收工序，不符合节能节水要求；过滤脱湿技术，需要随时更换过滤网设备，过滤网的面积过大，消耗量高，没有热回收，也不符合节能的要求；而冷凝再加热需要先将烟气冷凝，再利用热源加热，耗费双倍热量，极其不经济。
3.根据白烟产生的原理，针对性的从降低湿烟气的露点温度和相对湿度入手，降低露点温度，就要从减少烟气的绝对含湿量入手，由露点温度的定义可知，露点温度是湿空气饱和时的温度，此时温度若继续下降，其中的水蒸气会结露析出，烟气中绝对含湿量就会较少，所以可以通过降低烟气温度至露点以下，来实现烟气中水分的收集；而降低相对湿度，可以通过升高温度，使烟气在排放过程中，尚未完成烟气降温-露点-水蒸气大量冷凝的过程时，就已经充分扩散，从而减少白烟现象的生成。通过上述两方面的协同作用，实现彻底消消白烟现象。现有的针对冷凝再加热的脱白系统都是烟气和空气通过换热器后分别进入两个管道，后续再混合排烟，这种结构具有以下缺点：1.烟气和空气从换热器出来后进入两个管道，混合后再进入烟囱，导致增加管道量和占地面积，造成浪费；2.空气进口与烟气出口换热，此时，烟气中还含有大量的液滴，带入烟囱，造成脱白效果不佳的情况；3.烟气和空气经过距离长，造成系统阻力大，运行成本高的后果。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明旨在提供一种结构紧凑，混风均匀，除湿效果好的，占地面积小，性价比高的板式换热器。
5.技术方案：本发明的一种用于脱白系统的板式换热器，包括位于换热器中部位置
的热空腔、位于热空腔下方的烟气进口管道、烟气风道以及位于热空腔上方的混合气体出口，热空腔的内部为换热芯，换热芯由平行排列的模压波纹状长方形换热板片组成；热空腔的中下部分设置有用于阻拦液滴的除沫丝网，烟气风道的底部设有排液口，换热芯的下部设有用于收集冷凝液的集液槽。
6.其中，热空腔的下方设有空气进口；两片相邻换热板片长边向内压折边后焊接在一起构成一个换热单元，前两片相邻换热片中间的其中一片换热板片短边向外压，和另一短边向外压的相邻换热板片焊接在一起，构成另一个换热单元；烟气风道与换热芯下部短边相连接；混合气体出口与换热芯上部短边相连接。
7.本发明中，烟气进口管道与烟气风道连接，烟气进口管道位于烟气风道的侧上部，烟气进口管道伸入烟气风道，防止上方的冷凝液滴入烟气进口管道，混合气体出口与烟气风道相通；混合气体出口与空气进口连接；集液槽与排液口连接。
8.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：(1)烟气最高温处先与空气最低温处进行换热，使得含湿量最高的烟气遭遇最低温空气，产生冷壁效应，大大提高了传热系数，产生了大量的冷凝水，达到除湿的效果；(2)通过独特的折边型式，使得烟气和空气通过换热器已混合，可直接通过管道通入烟囱，节省后续混风装置，也保证了混合的均匀性；(3)烟气通道显现波纹型，使烟气中冷凝出来的液体可顺波纹通道向下注入集液槽，马上通过排液口排出，减少液体在换热器内停留时间，预防了液体再蒸发；(4)烟气通道中设置有除沫器，除去了烟气中大部分液滴，达到除湿的目的；(5) 通过调整折边的高度，可以调整烟气和空气的板间距，可通过降低空气侧板间距，提升空气流速，提高空气侧单侧传热膜系数，从而提高整个换热器总传热系数。
附图说明
9.图1为本发明的结构示意图；
10.图2为本发明的换热板片结构示意图；
11.图3为本发明的换热芯正视图；
12.图4为本发明的烟气风道与空气风道结构示意图；
13.图5为本发明的换热板片内部气流走向示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图1-5对本发明的技术方案作进一步说明。
15.如图所示的一种用于脱白系统的板式换热器，包括位于换热器中部位置的热空腔1、位于热空腔1下方的烟气进口管道2、烟气风道7以及位于热空腔1上方的混合气体出口4，热空腔1的内部为换热芯，换热芯由平行排列的模压波纹状长方形换热板片组成；热空腔1的中下部分设置有用于阻拦液滴的除沫丝网6，烟气风道7的底部设有排液口 5，换热芯的下部设有用于收集冷凝液的集液槽9。
16.换热片为沿长度显现波纹结构，使得烟气通道形成如图4的气流走向，液体可顺着波纹的凹槽向下流动，达到顺利排液的效果
17.热空腔1的下方设有空气进口3。
18.两片相邻换热板片长边向内压折边后焊接在一起构成一个换热单元，在该换热单
元中间即形成供热气体向上流体的热气腔，前两片相邻换热片中间的其中一片换热板片短边向外压，和另一短边向外压的相邻换热板片焊接在一起，构成另一个换热单元，在该换热单元中间即形成供热气体向上流体的冷气腔。
19.烟气风道7与换热芯下部短边相连接。
20.混合气体出口4与换热芯上部短边相连接。
21.烟气进口管道2与烟气风道7连接，烟气进口管道2位于烟气风道7的侧上部，与烟气风道底部保留一定距离，可防止冷凝液进入烟气进口管道。
22.烟气进口管道2伸入烟气风道7，可让冷凝液沿外壁向下流动时，绕开烟气进口，防止上方的冷凝液滴入烟气进口管道7。
23.混合气体出口4与烟气风道7相通；混合气体出口4与空气进口3连接。
24.集液槽9与排液口8连接。
25.因烟气为饱和湿气体，故先将高温高湿的烟气与低温空气换热，使得烟气中的冷凝液大量析出，而后再让烟气和空气换热，达到烟气除湿，空气升温的效果，保证混合后的气体湿度低，温度高的状态，从而达到脱白的效果；
26.本发明的换热芯采用模压波纹状长方形换热板片，能够增加气体扰动，从而提高换热效率；此外，换热板片形成的凹槽，使得冷凝液沿凹槽向下流动，减少了气体将液滴带走的可能，保证大量冷凝液向下流动，从而降低烟气的湿度；
27.烟气风道7处于外侧，设备不设置保温，可使环境空气对烟气降温，充分利用换热板片；
28.换热板片采用折边型式，可通过调整折边高度，来调整板间距，可通过降低空气侧板间距，提升空气流速，提高空气侧单侧传热膜系数，从而提高整个换热器总传热系数；
29.在换热板片之间形成风道，使得烟气风道7与空气风道交错排列，可使混合后的气体更均匀；
30.本换热器因换热板片高度不受限，故可满足各种温度下的烟气脱白，从而适应于多种工况；
31.当饱和烟气通过烟气进口2进入烟气风道7，然后进入换热芯，与通过空气进口3 进入的低温空气通过波纹板片进入换热，此时因烟气温度下降，将产生大量的冷凝液，这些冷凝液顺着板片，沿着凹槽汇入集液槽9，从而通过排液口8排出；同时空气通过与烟气换热温度开始升高；当烟气在合适的地方遇到除沫丝网6时，仅气体通过丝网向上流动，后被阻挡的液滴下降后汇入集液槽9；通过除沫丝网6的烟气继续向上流动，与向上流动的空气换热，因烟气基本为饱和状态，故可以将空气加热到趋近于烟气的温度，另外因烟气和空气是交错从板片通道出来并混合的，也可保证混合气体的均匀性；从而当烟气和空气从换热芯出来混合时，可保证混合气体温度较高，且含湿量低，不饱和度高，达到脱白效果。