一种低温防腐蚀空气预热器的制作方法

本发明涉及石油炼化、石油化工和煤化工，具体涉及一种低温防腐蚀空气预热器，应用于石油炼化、石油化工和煤化工行业加热炉余热回收系统中。

背景技术：

1、随着国家环保政策的日渐趋紧，要求将加热炉的排烟温度设计的尽可能低，现在大多要求将加热炉排烟温度降到100℃，甚至100℃以下。加热炉的排烟温度越低，其热效率就越高。低温空气预热器一般应用在烟气温度低于150℃的工况条件下，但当排烟温度低于烟气酸露点温度时，烟气中会析出大量含稀硫酸成分的酸性冷凝水，酸性冷凝水会对空气预热器产生腐蚀，影响空气预热器乃至整个装置的长周期稳定运行。

2、目前，国内石油炼化、石油化工和煤化工行业加热炉余热回收系统中采用的低温空气预热器按内部换热元件材质分为“耐腐蚀金属式”和“非金属式”两种。目前能够应用于低温空气预热器的耐腐蚀金属有不锈钢、合金球墨铸铁、nd钢等，非金属有陶瓷、玻璃、碳化硅等。耐腐蚀金属式换热元件具有一定的耐腐蚀性，抗热振能力强、强度高、传热系数高、便于加工等优点，但是在排烟温度长期低于烟气酸露点温度时，耐腐蚀金属也会很快产生腐蚀，无法保证设备的长周期稳定运行。非金属式换热元件具有很强的耐腐蚀性能，但是其抗热振能力较差、强度低、易碎裂，不便于加工，目前具有较大的应用局限性，也无法保证设备长周期稳定运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种低温防腐蚀空气预热器，通过在空气预热器内部金属换热元件基材表面（烟气侧）喷涂一层聚苯硫醚涂层，从而获得一种兼具高强度、高传热能力、高耐腐蚀性的新型复合涂层换热元件；创新了复合涂层换热元件与其支撑件的密封结构，同时对空气预热器底部排水结构进行创新设计，使得空气预热器能够在烟气温度低于酸露点温度时长期稳定运行。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种低温防腐蚀空气预热器，包括空气预热器换热模块和烟气出口集箱，所述空气预热器换热模块底部连接烟气出口集箱顶部，所述空气预热器换热模块内阵列设有多个复合涂层换热元件，所述烟气出口集箱内设有冷凝水挡板和酸水中和模块，所述烟气出口集箱底部设有冷凝水排出口，所述冷凝水挡板顶端连接烟气出口集箱的一侧壁顶部，在该侧壁设有烟气出口，所述酸水中和模块靠近烟气出口集箱的冷凝水排出口。

4、优选的，所述复合涂层换热元件包括换热元件金属基材，所述换热元件金属基材外表面喷涂有聚苯硫醚涂层。

5、优选的，所述换热元件金属基材内部设有x形金属扰流条。

6、优选的，所述复合涂层换热元件两端连接端管板，所述复合涂层换热元件端部与端管板之间设有双层密封结构，所述双密封结构包括密封填料和高温密封胶，所述复合涂层换热元件两端伸出对应的端管板，所述端管板外侧设有v形槽，密封填料和高温密封胶设置在v形槽内，所述密封填料外侧涂抹有高温密封胶，待高温密封胶半干状态时与金属压环预压紧，所述金属压环与端管板点焊固定。

7、优选的，所述冷凝水挡板两面喷涂有聚苯硫醚涂层。

8、优选的，与烟气接触的端管板内侧面喷涂有聚苯硫醚涂层。

9、优选的，所述烟气出口集箱壁板内部包覆有耐腐蚀防水型保温层，与烟气接触的耐腐蚀防水型保温层外侧护板喷涂有聚苯硫醚涂层。

10、优选的，所述冷凝水排出口连接自动排水管，所述自动排水管为pvc材质，自动排水管中部为u形结构，u形结构中间安装有非金属单向止回阀。

11、优选的，酸水中和模块内填充碱性陶瓷球。

12、本发明的有益效果是：

13、1.复合涂层换热元件外表面喷涂有聚苯硫醚涂层，长期允许使用温度可达180℃左右，满足低温空气预热器的适用温度条件，耐酸性腐蚀性能远远高于金属材质的换热元件，强度、韧性、抗热振能力、耐磨性、导热性能均明显高于玻璃、陶瓷等其他耐腐蚀非金属材料，同时在与烟气接触的冷凝水挡板两面、端管板内侧面及耐腐蚀防水型保温层外侧护板喷涂有聚苯硫醚涂层，防止腐蚀。

14、2.复合涂层换热元件与端管板之间采用双层密封结构，能够解决目前低温空气预热器密封结构易失效的问题，确保有效密封性的同时可实现单个换热元件沿长度方向自由热膨胀。

15、3.通过设置烟气出口集箱能够解决目前低温空气预热器无法有效收集和处理酸性冷凝水的问题，碱性陶瓷球可瞬间将ph值为2~5的强酸性冷凝水中合成ph值为6~9的中性或弱碱性水，中和处理后的冷凝水无需集中处理，可直接排入污水管或雨水沟内；

16、4.带非金属单向止回阀的自动排水管能够解决目前低温空气预热器排水阀的耐酸性腐蚀问题，可实现实时自动排水功能。

技术特征：

1.一种低温防腐蚀空气预热器，其特征在于：包括空气预热器换热模块和烟气出口集箱，所述空气预热器换热模块底部连接烟气出口集箱顶部，所述空气预热器换热模块内阵列设有多个复合涂层换热元件，所述烟气出口集箱内设有冷凝水挡板和酸水中和模块，所述烟气出口集箱底部设有冷凝水排出口，所述冷凝水挡板顶端连接烟气出口集箱的一侧壁顶部，在该侧壁设有烟气出口，所述酸水中和模块靠近烟气出口集箱的冷凝水排出口。

2.根据权利要求1所述的一种低温防腐蚀空气预热器，其特征在于：所述复合涂层换热元件包括换热元件金属基材，所述换热元件金属基材外表面喷涂有聚苯硫醚涂层。

3.根据权利要求2所述的一种低温防腐蚀空气预热器，其特征在于：所述换热元件金属基材内部设有x形金属扰流条。

4.根据权利要求1所述的一种低温防腐蚀空气预热器，其特征在于：所述复合涂层换热元件两端连接端管板，所述复合涂层换热元件端部与端管板之间设有双层密封结构，所述双密封结构包括密封填料和高温密封胶，所述复合涂层换热元件两端伸出对应的端管板，所述端管板外侧设有v形槽，密封填料和高温密封胶设置在v形槽内，所述密封填料外侧涂抹有高温密封胶，待高温密封胶半干状态时与金属压环预压紧，所述金属压环与端管板点焊固定。

5.根据权利要求2所述的一种低温防腐蚀空气预热器，其特征在于：所述冷凝水挡板两面喷涂有聚苯硫醚涂层。

6.根据权利要求5所述的一种低温防腐蚀空气预热器，其特征在于：与烟气接触的端管板内侧面喷涂有聚苯硫醚涂层。

7.根据权利要求1或6所述的一种低温防腐蚀空气预热器，其特征在于：所述烟气出口集箱壁板内部包覆有耐腐蚀防水型保温层，与烟气接触的耐腐蚀防水型保温层外侧护板喷涂有聚苯硫醚涂层。

8.根据权利要求1所述的一种低温防腐蚀空气预热器，其特征在于：所述冷凝水排出口连接自动排水管，所述自动排水管为pvc材质，自动排水管中部为u形结构，u形结构中间安装有非金属单向止回阀。

9.根据权利要求1所述的一种低温防腐蚀空气预热器，其特征在于：酸水中和模块内填充碱性陶瓷球。

技术总结本发明涉及一种低温防腐蚀空气预热器，空气预热器换热模块底部连接烟气出口集箱顶部，所述空气预热器换热模块内阵列设有多个复合涂层换热元件，所述烟气出口集箱内设有冷凝水挡板和酸水中和模块，所述烟气出口集箱底部设有冷凝水排出口，所述冷凝水挡板顶端连接烟气出口集箱的一侧壁顶部，在该侧壁设有烟气出口，所述酸水中和模块靠近烟气出口集箱的冷凝水排出口，酸水中和模块内填充碱性陶瓷球。本发明在空气预热器内部金属换热元件基材表面喷涂聚苯硫醚涂层，创新了复合涂层换热元件与其支撑件的密封结构，同时对空气预热器底部排水结构进行创新设计，使得空气预热器能够在烟气温度低于酸露点温度时长期稳定运行。技术研发人员：邵春佳,赵强,仇晓东,明晓先,周小国,王海红受保护的技术使用者：江苏焱鑫科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/31