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冷凝器原理及技术特点

 上海炫风实业集团有限公司

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概述

    一般的采用传统的设计而生产的燃烧式供暖、供热装置,其废气排放温度多在180-240度之间. 在这种废气中,不仅仅含有大量的有害气体如一氧化碳,二氧化硫,氮化物,硝酸衍生物等等,还带有大量的无功能量--汽化热。此种废气在很长的时期内都是自由地排放进入大气。它不仅仅是形成酸雨污染了环境,加剧了温室效应,还造成大量的能源损失。

     针对这个问题而新近发展完善的锅炉烟气冷凝技术, 不仅仅可以降低能耗,节约大量的能源,还可以将废气进行无害化处理后排放,可以一举两得地实现节能减排的目的。

燃烧

常用天然气的成分分析:

     

    

含量比例 (体积比)

   

CH4

95.71%

   

C2H6

0.59%

   

C3H8

0.08%

   

N2

0.28%

二氧化碳

CO2

3.33%

   

Q (net.v.ar) q

Ca. 34810 Kj/M3

天然气的燃烧和生成成分:

CH4+2O2=CO2+2H2O

2C2H6+7O2=4CO2+6H2O

C3H8+5O2=3CO2+4H2O       

汽化热

在锅炉排烟温度为150-200℃时, 可测算出:

每燃烧1Nm3的天然气可形成约1.9351立方米的水蒸气, 其重量为1.555公斤。

每燃烧1Nm3的天然气形成的水蒸气中的焓值在废气温度为150°C时为4251.57Kj, 在200°C时为4322.97Kj,这分别是天然气燃烧时总发热量(热值)34810Kj/1Nm312.2%12.4%

特别要强调的是,温室效应的形成和加剧是和这种废气不加控制地自由排放进入大气环境密切相关的。

很明显,充分回收和利用这种汽化热,会同时收到改善环境,降低能耗的双重效益!

冷凝的过程和热量的传递

在天然气的燃烧生热过程中,会产生焓值为总发热值12.4%的水蒸气和各种有害气体以及二氧化碳。这在燃气锅炉的燃烧过程中似乎是不可避免的。想回收和利用其中产生的汽化热,就要在产生一个汽化的逆变过程上下功夫。汽化的过程是个吸收热能和膨胀体积的过程,那么其逆变过程就是放出热量和缩小体积的冷凝过程。而形成冷凝的过程如果形象地比喻的话,就像是冬天窗户上水珠的形成一样的过程。在水汽在玻璃上形成水滴的这种过程中,热量就被交换出来透过玻璃传给外界,形成热量的传递和流失。玻璃是形成冷凝的界面,没有这种界面, 冷凝就不能发生,这是第一要素。进一步讲, 冷凝还有第二个特定的条件, 那就是界面的温度, 如果这种温度高于冷凝的形成的临界温度的话, 冷凝就不会再发生。界面的背景温度越低, 冷凝的形成和热能的传递就越明显和充分。

天然气的露点温度是57℃,因此只有当烟气温度降低到57℃以下时,天然气中的汽化潜热才开始析出,烟气温度越低,汽化潜热回收的越多。烟气温度高于60℃以上时只能回收显热,不能回收潜热。技术能力的差别即体现在这个点上。

技术特点 

    ECO系列烟气冷凝器改变以往相关产品的传热方式,烟气由管内通过,需要加热的媒介从管外通过,并形成逆流换热,极大地提高了换热效率,不仅回收了显热而且回收了潜热,具体具有如下特点:

1. 经过特殊处理的非常光滑的烟气侧表面,既降低了烟气侧的灰污染系数,又强化了换热效果。冷凝水自上而下的流动可以达到自洁烟管的目的,保证了热交换的充分和长期稳定。

2. 烟管采用进口耐腐蚀特种不锈钢,能够耐受冷凝水中各种腐蚀产物,使用寿命长

3. 烟管采用密排结构设计,保证烟气均匀分布于每根烟管,使个换热面都达到了理想的烟气流速和换热效率,避免了换热死角

4. 进水管和回水管均贴近上下管板,不仅保证了高速水流对管板的冲刷,降低了结垢的发生,同时充分利用了管板的换热面

5. 大口径的供、回水连接管,提供了足够的循环水量和流速,保证了水侧的高换热系数,同时保证了冷凝器内部水温均衡且较低,与高温烟气形成大温差换热非常有利于冷凝的形成

6. 冷凝器下烟箱设计有30-40mm的冷凝水层,其起到良好的吸附作用,极大的降低了烟气中的NOX排放。

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