一种高效气体换热方法及设备的制造方法
【专利摘要】一种高效气体换热方法，属于节能技术领域，用于解决烟气换热积灰、露点腐蚀、效率不高等问题。包括高温气体进入、与媒质热量交换、低温气体排出，其特征是：采用筒式壳体及带纵向大翅片的管板式换热元件，高温气体在壳体高流速操作，通过纵向大翅片大传热面积与管板内部媒质逆流最大限度换热并保持气体流动低压降，消除背风面避免换热元件积灰。还提供了实现本发明方法的带纵向大翅片的管板式换热设备。该方法及设备传热面积大、逆流换热效率高、压降低、不易积灰。应用于烟气、空气等气体换热，尤其适用于高温含尘烟气余热回收。
【专利说明】
_种局效气体换热方法及设备
技术领域
[0001]本发明属于节能技术领域，特别涉及一种高效气体换热方法及设备。
【背景技术】
[0002]气体换热典型设备是省煤器，如催化裂化装置再生烟气余热回收省煤器，通过高温烟气与除氧水换热将烟气温度降到预期的180°C排放大气。高温烟气体积流量很大，通常采用箱式壳体，内部设置错排蛇形径向翅片管，实现高温烟气与除氧水逆流换热提高余热回收率。目前催化裂化装置普遍应用的箱式错排蛇形径向翅片管型省煤器存在以下不足:
1、箱式壳体中高温烟气流速低，烟气携带的催化剂细粉颗粒容易沉降形成积灰；2、错排蛇形径向翅片管存在背风面，背风面有涡流区导致催化剂细粉颗粒在该区域管壁及翅片间吸附沉积形成积灰，并且不容易清除，使传热效率大幅度下降、排烟温度大幅度升高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种高效气体换热方法，采用筒式壳体、气体高流速操作、无背风面避免粉尘在该区域吸附积灰、并保持气体压降低，具有换热面积大、并实现高温气体与媒质逆流最大限度换热。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的方法是:包括高温气体进入、与媒质热量交换、低温气体排出，其特征是:采用筒式壳体及带纵向大翅片的管板式换热元件，高温气体在壳体高流速操作，通过纵向大翅片大传热面积与管板内部媒质逆流最大限度换热并保持气体流动低压降，消除背风面避免换热元件积灰。
[0005]进一步，还可以在管板式换热元件内部设置媒质预热设施，或在管板式换热元件末段设置防腐措施。
[0006]—种高效气体换热设备，包括筒式壳体、气体进口及气体出口、若干主换热板，主换热板垂直设置在筒式壳体内部，厚度10?200mm，是铸铁或铸铝或铸钢或铸铜材质，两侧面设有若干纵向大翅片，纵向大翅片材质是铁或铝或钢或铜，厚度是2?20mm，高度是10?10mm ;主换热板内部顺气体流向设置直径10?10mm蛇形换热管，蛇形换热管始端在气体出口端、末端在气体进口端。
[0007]进一步，纵向大翅片是直条翅片或是弯曲翅片，是一种规格或是多种规格，并设有膨胀缝。
[0008]进一步，是一段式壳体，或是高温段、低温段两段式壳体，或是高温段、中温段、低温段三段式壳体。
[0009]进一步，主换热板内部蛇形换热管是I组或是多组，还可以在蛇形换热管中段或未段或低温段设置蛇形预热套管。
[0010]进一步，主换热板是一种材质或多种材质，还可以在未段或低温段主换热板及纵向大翅片表面设置陶瓷、聚四氟乙烯涂层，或设置防腐涂料。
[0011]进一步，还可以在壳体顶部设置冲洗介质进入管及喷嘴，在底部设置集液槽及排液口。
[0012]本发明创新点和积极效果是:
[0013]本发明创新点是:1、采用筒式壳体及带纵向大翅片的管板式换热元件，高温气体在壳体高流速操作，通过纵向大翅片大传热面积与管板内部媒质逆流最大限度换热并保持气体流动低压降，消除背风面避免换热元件积灰。2、在管板式换热元件内部设置媒质预热设施，或在管板式换热元件末段设置防腐措施。
[0014]本发明积极效果是:1、换热面积大、并实现高温气体与媒质逆流最大限度换热。2、气体高流速操作、无背风面避免粉尘在该区域吸附积灰、并保持气体压降低。3、可以设置预热设施避免露点腐蚀。4、冲洗方便，不串气、不漏气。
【附图说明】
[0015]图1是一种高效气体换热方法及设备示意图。
[0016]1-除氧水出口，2-主换热板，3-纵向大翅片，4-筒式壳体，5-除氧水进口，6_高温烟气进口，7-低温烟气出口。
【具体实施方式】
[0017]见图1，是应用于催化裂化装置再生烟气余热锅炉省煤器，筒式壳体4内部垂直设置若干主换热板2，主换热板2厚度30?100mm，是铸铁或铸铝材质，两侧面设有若干纵向大翅片3，纵向大翅片3材质是铁或铝，厚度是2?8mm，高度是20?10mm ;主换热板3内部顺气体流向设置直径30?60mm蛇形换热管，蛇形换热管始端与除氧水进口 5连接并布置在低温烟气出口 7端，蛇形换热管末端与除氧水出口 I连接并布置在高温烟气进口 6端。还可以在蛇形换热管的中段或末段设置预热套管。
[0018]参见图1，250?400°C含催化剂细粉再生烟气从高温烟气进口 6进入，从壳体4内纵向大翅片3间隙高速流过，高温再生烟气向纵向大翅片3及主换热板2传热，温度降到170?180°C从低温烟气出口 7排出。140°C除氧水从除氧水进口 5进入，除氧水从主换热板2内部的蛇形换热管内流过与再生烟气逆流换热，除氧水从主换热板2及纵向大翅片3吸收热量温度升高到180?220°C，从除氧水出口 I排出。设置预热套管方案可100°C除氧水进入。高温烟气自上向下从纵向大翅片间高速流过，传热面积大、压降小、无背风面避免催化剂细粉吸附积灰；除氧水从蛇形换热管自下向上流过，与高温烟气逆流换热，烟气余热回收效率高。
【主权项】
1.一种高效气体换热方法，包括高温气体进入、与媒质热量交换、低温气体排出，其特征是:采用筒式壳体及带纵向大翅片的管板式换热元件，高温气体在壳体高流速操作，通过纵向大翅片大传热面积与管板内部媒质逆流最大限度换热并保持气体流动低压降，消除背风面避免换热元件积灰。2.根据权利要求1所述的高效气体换热方法，其特征是:还可以在管板式换热元件内部设置媒质预热设施，或在管板式换热元件末段设置防腐措施。3.一种高效气体换热设备，包括筒式壳体、气体进口及气体出口、若干主换热板，主换热板垂直设置在筒式壳体内部，厚度10?200mm，是铸铁或铸铝或铸钢或铸铜材质，两侧面设有若干纵向大翅片，纵向大翅片材质是铁或铝或钢或铜，厚度是2?20mm，高度是10?10mm ;主换热板内部顺气体流向设置直径10?10mm蛇形换热管，蛇形换热管始端在气体出口端、末端在气体进口端。4.根据权利要求3所述的高效气体换热设备，其特征是:纵向大翅片是直条翅片或是弯曲翅片，是一种规格或是多种规格，并设有膨胀缝。5.根据权利要求3所述的高效气体换热设备，其特征是:是一段式壳体，或是高温段、低温段两段式壳体，或是高温段、中温段、低温段三段式壳体。6.根据权利要求3、5所述的高效气体换热设备，其特征是:主换热板内部蛇形换热管是I组或是多组，还可以在蛇形换热管中段或未段或低温段设置蛇形预热套管。7.根据权利要求3、5所述的高效气体换热设备，其特征是:主换热板是一种材质或多种材质，还可以在未段或低温段主换热板及纵向大翅片表面设置陶瓷、聚四氟乙烯涂层，或设置防腐涂料。8.根据权利要求3、5所述的高效气体换热设备，其特征是:还可以在壳体顶部设置冲洗介质进入管及喷嘴，在底部设置集液槽及排液口。
【文档编号】F22D1/50GK105987374SQ201510076397
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】刘英聚
【申请人】刘英聚