一种适用于高含湿烟气消白的挤压铝换热器结构及系统技术方案

一种适用于高含湿烟气消白的挤压铝换热器结构及系统，属于钢厂连铸线急冷段或者湿法熄浇或高炉冲渣产生的高湿烟气消白、环保领域，该挤压铝换热器包括烟气侧挤压铝传热单元、空气侧挤压铝传热单元、管箱壳体及换热器外壳和连接烟道；其中空气侧挤压铝传热单元基管内壁相对的两侧分布着等肋高横向肋片，横向肋片采用表面波纹处理；烟气侧挤压铝传热单元可采用内翅片矩形挤压铝管或者波纹板；空气侧挤压铝传热单元和烟气侧挤压铝传热单元之间采用钎焊连接方式；该系统包括所述的挤压铝换热器，还包括送风机、混合器、引风机、除雾器及U型水封，各部件之间通过管道连接；换热后冷凝降温的烟气与升温的空气混合排出，实现高湿烟气除湿、消白并缓解雾霾的目标。

Structure and system of extruded aluminum heat exchanger for high moisture flue gas white elimination

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高含湿烟气消白的挤压铝换热器结构及系统
本技术属于钢厂连铸线急冷段或者湿法熄浇或者高炉冲渣所产生的高含湿烟气消白领域，具体涉及一种适用于高含湿烟气消白的挤压铝换热器结构及系统。
技术介绍
中国是目前世界最大钢铁生产国，河北省是我国的钢铁大省。河北省的钢铁产量已连续多年位居全国之首。2017年，河北省粗钢产量约占国内粗钢产量的四分之一，其中生铁、粗钢和钢材的产量分别占同年全国产量的24％、24％、22％，连续16年全国第一。但另一方面，作为雾霾污染的重灾区。雾霾使天空出现泾渭分明的灰蓝二色。河北省的唐山、保定、邢台、邯郸等地长期占据全国空气质量最差的城市排名前十。2018年河北钢铁工业的工作重点之一是坚持低碳发展，持续节能减排，打造钢铁绿色产业链。发展绿色企业，实现超低排放，已成为众多钢铁企业的自觉行动。过三年的努力，河北省钢铁产业发展实现“两减、两降、四提高”。具体内容包括两减：钢铁产能减少，钢铁企业减少。两降：排放下降，到2020年，钢铁行业节能减排水平全国领先，主要污染物排放指标达到或超过特别排放限值要求，冶炼固体废弃物利用和处置率达到100％；能耗下降，吨钢综合能耗保持在570千克标准煤以下，单位工业增加值能耗持续优于全国平均水平。四提高：产业集中度明显提高；中高端产品比重提高；质量效益显著提高，产业综合竞争力全面提升。以河北邯郸市为例，日前，邯郸市政府全面开展电力、钢铁、焦化等重点行业企业烟囱冒“白烟”治理工程，要求大气污染物实现达标排放。电厂煤炭的燃烧、钢铁企业的烧结机、焦化焦炉产生烟气经过脱硫净化处理后，烟气通常是接近饱和态的湿烟气，其相对湿度较高，白色烟气含有大量的硫酸盐、硝酸盐等气溶胶颗粒物，这些气溶胶颗粒物进入大气中成为吸附其他污染物的“核”，是造成雾霾的一个重要因素。对烟气进行冷凝除湿和再热处理，是白烟治理的关键。对烟气做除湿处理，能够有效减少烟气中的粉尘、硫酸盐、硝酸盐等PM2.5级别的气溶胶颗粒物。目前“白烟”治理技术有：烟气冷凝法、烟气再热法、冷凝再热法、蒸汽混合加热法、燃气混合加热法、湿式电除尘器等方法。冷凝再热法通过冷凝脱除污染物，再热过程消除白烟，是目前各个地方政府倡导的主流烟气消白技术路线。冷凝再热法需要配备两个换热器——烟气冷凝换热器和烟气再热换热器，配备冷源和热源；冷源的维持需要消耗大量电能，再热需要消耗大量的热源水或蒸汽，初投资和运行费用均较高。钢厂连铸线急冷段或者湿法熄浇或者高炉冲渣所产生的高含湿烟气中几乎不含酸性气体，烟气腐蚀性较弱，换热器材料无需选用昂贵的不锈钢或氟塑料，可采用更加廉价挤压铝材料，降低初投资；先冷凝除湿脱污后混合消白，利用空气冷凝烟气，将升温后的空气与烟气混合消白，省去热源费用，降低运行成本。
技术实现思路
为了解决钢厂连铸线急冷段或者湿法熄浇或者高炉冲渣所产生的高含湿烟气直接排放产生的白烟滚滚的问题，减轻雾霾现象，降低初投资和运行费用，避免使用传统的需要冷源和热源的冷凝再热法，本技术提供了一种适用于高含湿烟气消白的挤压铝换热器结构及含有该换热器的系统以达到烟气消白、除湿脱污的目的。本技术通过以下技术方案予以实现：一种适用于高含湿烟气消白的挤压铝换热器结构，包括空气侧挤压铝传热单元1、烟气侧挤压铝传热单元2和管箱壳体3及换热器外壳和连接烟道；空气侧挤压铝传热单元1与烟气侧挤压铝传热单元2垂直交错紧密排列呈立方体形状，所述管箱壳体3包裹于其外部形成一个换热单元；管箱壳体3在挤压铝换热器来流烟气和来流空气以及排气方向的不同平面上开有若干对应的孔洞，与挤压铝传热单元截面相对应；挤压铝换热器包含一个或多个换热单元；当有多个换热单元时，多个换热单元水平设置或上下垒接，当多个换热单元水平设置时，换热单元水平方向通过水平烟道连接，换热单元下部由U型烟道连接；整体流通时每个换热单元内烟气与空气呈交叉流动；空气流通方向与烟气垂直。所述空气侧挤压铝传热单元1横截面长度为200～500mm，宽度为50～300mm，整体的高度为1～8m；包括空气侧挤压铝传热单元基管1-1，空气侧挤压铝传热单元基管1-1为空气流通侧，其内壁相对的两侧分布着空气侧等肋高横向肋片1-2，空气侧等肋高横向肋片1-2为梯型直肋肋片均匀等间距分布，所述空气侧等肋高横向肋片1-2肋高30～50mm，肋厚3～6mm,与空气侧挤压铝传热单元基管1-1内壁有3～6mm的挤压圆角过渡，空气侧挤压铝传热单元基管1-1内异侧两相对肋片之间间距为3～30mm，同一挤压铝传热单元内的肋片肋高相同；肋片数量在10～100对之间，空气侧挤压铝传热单元基管1-1内同一侧两根相邻的肋片肋根的间距为3～5mm，肋片顶部带有挤压圆角；空气侧挤压铝传热单元基管1-1两侧对应位置处设置空气侧凸台1-3与空气侧凹槽1-4以便于上下两个空气侧挤压铝传热单元1组装。所述烟气侧挤压铝传热单元2与空气侧挤压铝传热单元1采用相同的结构时，烟气侧挤压铝传热单元2横截面长度为100～400mm，宽度为50～300mm，整体的高度为1～8m；包括烟气侧挤压铝传热单元基管2-1，烟气侧挤压铝传热单元基管2-1为烟气流通侧，其内壁相对的两侧分布着烟气侧等肋高横向肋片2-2，所述烟气侧等肋高横向肋片2-2肋高10～50mm，肋厚3～6mm,与烟气侧挤压铝传热单元基管2-1内壁有3～6mm的挤压圆角过渡，烟气侧挤压铝传热单元基管2-1内异侧两相对肋片之间间距为3～30mm，同一挤压传热单元内的肋片肋高相同；肋片数量在10～100对之间，烟气侧挤压铝传热单元基管2-1内同一侧两根相邻的肋片肋根的间距为3～30mm，肋片顶部带有挤压圆角；烟气侧挤压铝传热单元基管2-1两侧对应位置处设置烟气侧凸台2-3与烟气侧凹槽2-4以便于上下两个烟气侧挤压铝传热单元2组装。所述空气侧等肋高横向肋片1-2和烟气侧等肋高横向肋片2-2采用表面波纹处理，波纹形式为锯齿形、矩形或正弦函数波形，增大肋片及壁面的换热面积且极大地增强了流体扰动，提高传热效果，在具体制作时能根据制作成本，换热效率和工质流动情况选择合适的波纹形状。所述挤压铝换热器内的烟气侧流通烟气总面积是空气侧流通空气总面积的30～100％，确保有足量的空气带走烟气冷凝降温释放的潜热。所述烟气侧挤压铝传热单元2采用与空气侧挤压铝传热单元1相同结构时，内部接触烟气部分采用表面镀膜处理；所述烟气侧挤压铝传热单元2采用波纹板结构时，波纹板两面均使用镀膜处理，使烟气流通时能够抵抗冷凝液的腐蚀，同时使烟气侧挤压铝传热单元2内壁面耐磨损性能提高，表面光洁度提高；镀膜采用铬酸盐或者含铬氧化物材料，镀膜工艺为等离子喷涂法。所述空气侧挤压铝传热单元1和烟气侧挤压铝传热单元2之间采用钎焊连接，由于挤压铝表面容易形成氧化膜，钎焊前采用化学浸蚀法或机械方法进行去膜处理，钎焊料选取铝基钎焊料Bal87SiZn；当烟气侧挤压铝传热单元2采用与空气侧挤压铝传热单元1相同的内肋片结构时，钎焊料应均匀铺满整个焊接面上；当烟气侧挤压铝传热单元2采用波纹板形式时，焊接面为线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于高含湿烟气消白的挤压铝换热器结构，其特征在于：包括空气侧挤压铝传热单元(1)、烟气侧挤压铝传热单元(2)和管箱壳体(3)及换热器外壳和连接烟道；空气侧挤压铝传热单元(1)与烟气侧挤压铝传热单元(2)垂直交错紧密排列呈立方体形状，所述管箱壳体(3)包裹于其外部形成一个换热单元；管箱壳体(3)在挤压铝换热器来流烟气和来流空气以及排气方向的不同平面上开有若干对应的孔洞，与挤压铝传热单元截面相对应；挤压铝换热器包含一个或多个换热单元；当有多个换热单元时，多个换热单元水平设置或上下垒接，当多个换热单元水平设置时，换热单元水平方向通过水平烟道连接，换热单元下部由U型烟道连接；整体流通时每个换热单元内烟气与空气呈交叉流动；空气流通方向与烟气垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于高含湿烟气消白的挤压铝换热器结构，其特征在于：包括空气侧挤压铝传热单元(1)、烟气侧挤压铝传热单元(2)和管箱壳体(3)及换热器外壳和连接烟道；空气侧挤压铝传热单元(1)与烟气侧挤压铝传热单元(2)垂直交错紧密排列呈立方体形状，所述管箱壳体(3)包裹于其外部形成一个换热单元；管箱壳体(3)在挤压铝换热器来流烟气和来流空气以及排气方向的不同平面上开有若干对应的孔洞，与挤压铝传热单元截面相对应；挤压铝换热器包含一个或多个换热单元；当有多个换热单元时，多个换热单元水平设置或上下垒接，当多个换热单元水平设置时，换热单元水平方向通过水平烟道连接，换热单元下部由U型烟道连接；整体流通时每个换热单元内烟气与空气呈交叉流动；空气流通方向与烟气垂直。


2.根据权利要求1所述的一种适用于高含湿烟气消白的挤压铝换热器结构，其特征在于：所述空气侧挤压铝传热单元(1)横截面长度为200～500mm，宽度为50～300mm，整体的高度为1～8m；包括空气侧挤压铝传热单元基管(1-1)，空气侧挤压铝传热单元基管(1-1)为空气流通侧，其内壁相对的两侧分布着空气侧等肋高横向肋片(1-2)，空气侧等肋高横向肋片(1-2)为梯型直肋肋片均匀等间距分布，所述空气侧等肋高横向肋片(1-2)肋高30～50mm，肋厚3～6mm,与空气侧挤压铝传热单元基管(1-1)内壁有3～6mm的挤压圆角过渡，空气侧挤压铝传热单元基管(1-1)内异侧两相对肋片之间间距为3～30mm，同一挤压铝传热单元内的肋片肋高相同；肋片数量在10～100对之间，空气侧挤压铝传热单元基管(1-1)内同一侧两根相邻的肋片肋根的间距为3～5mm，肋片顶部带有挤压圆角；空气侧挤压铝传热单元基管(1-1)两侧对应位置处设置空气侧凸台(1-3)与空气侧凹槽(1-4)以便于上下两个空气侧挤压铝传热单元(1)组装。


3.根据权利要求1所述的一种适用于高含湿烟气消白的挤压铝换热器结构，其特征在于：所述烟气侧挤压铝传热单元(2)与空气侧挤压铝传热单元(1)采用相同的结构时，烟气侧挤压铝传热单元(2)横截面长度为100～400mm，宽度为50～300mm，整体的高度为1～8m；包括烟气侧挤压铝传热单元基管(2-1)，烟气侧挤压铝传热单元基管(2-1)为烟气流通侧，其内壁相对的两侧分布着烟气侧等肋高横向肋片(2-2)，所述烟气侧等肋高横向肋片(2-2)肋高10～50mm，肋厚3～6mm,与烟气侧挤压铝传热单元基管(2-1)内壁有3～6mm的挤压圆角过渡，烟气侧挤压铝传热单元基管(2-1)内异侧两相对肋片之间间距为3～30mm，同一挤压传热单元内的肋片肋高相同；肋片数量在10～100对之间，烟气侧挤压铝传热单元基管(2-1)内同一侧两根相邻的肋片肋根的间距为3～30mm，肋片顶部带有挤压圆角；烟气侧挤压铝传热单元基管(2-1)两侧对...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵钦新，杨洁如，邓世丰，王云刚，梁志远，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61