PDF《氟塑料换热器技术的应用进展研究》

1 氟塑料换热器技术 目前, 用于氟塑料换热器的材料主要有聚四氟乙烯(PTFE) , 四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物( P F A) 和聚 全氟代乙丙烯( F E P) [ 3] . 与金属换热器相比, 氟塑料换热器具有以下显著优点[ 4] : (

1 ) 传热面积与体积比高, 比金属换热器高出一到几个数 量级.以

2 4 mm*4 mm 的金属换热管为例, 单位体积下的换 热面积约为1

4 0 m

2 / m

3 ;

0 .

5 mm*0 .

1 5 mm 的PTFE管, 管间 距0 .

7 5 mm, 该换热器的单位体积换热面积为2

8 0

0 m

2 / m

3 , 约 为金属换热管的2 0倍.而且氟塑料换热管的密度很小, 仅为

2 .

1 5*1

0 3 k g / m

3 , 约为金属换热管的2 7%.因此, 在相同的换 热面积要求下, 氟塑料换热器的质量远小于金属换热器. (

2 ) 耐腐 蚀性强, 适用于各种强酸、 强碱类强腐蚀条件. 作为烟气余热回收装置时, 不存在换热器的低温酸腐蚀问题, 可将排烟温度降至较低水平, 甚至酸露点温度以下, 实现烟气 余热的深度回收利用. (

3 ) 氟塑 料管摩擦系数小, 流动阻力小, 不易发生堵塞. 以PTFE材料为例, 在低速、 高负荷状 态运行时, 摩擦系数可低至0 .

0 4. (

4 ) 氟塑料换热器可在2

5 0℃ 以下的环境内长期使用, 且 换热器的使用寿 命长, 在15a以 上.而金属换热器由于存在低温酸腐蚀问题, 使用寿命远低于氟塑料换热器;

且氟塑料换 热器为模块式安装, 安装检修方便. (

5 ) 氟塑料换热器的传热系数大, 可达到120~2

2 0 W / ( m

2 ・ K) , 可达到金属换热器的2倍. 近年来, 氟塑料换热器以其耐腐蚀、 耐高温、 传热系数大、 重量轻等优点, 在石 油、 化工、 制药、 纺织、 印染、 交通运输、 电力、 军事工业等领域得到了广泛应用. ・

3 2 ・ 化工新型材料第4 4卷2氟塑料换热器研究及应用现状

2 .

1 国外氟塑料换热器研究及应用现状

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6 5年, 美国杜邦公司率先将 P T F E 热交换器应用于工 业生产[ 8] , 早期的氟塑料换热器主要用于处理化工腐蚀材质. 此后, 世界各工业发达国家也陆续研制成功, 以此形成了各种 类型的氟塑料换热器, 并实现了氟塑料换热器的商品化生产, 包括: 美国的 氟塑料涂层换热器、 加拿大的氟塑料板式换热器、 日本的电热管以及电热板等氟塑料加热元件.

2 0世纪8 0年代末期, 经济发达国家提出 了一种氟塑料- 石墨板式换热器[ 9] , 该换热器结合了氟塑料及石 墨二者的优良性能, 具有较高的导热性能和机械强度, 并具有优异的耐腐 蚀性能.A L F A-L AVA L与德国的S I G R I G r e a t L a k e s C a r b o n 公司合作开发的石墨板式换热器( D i a b o n F

1 0 0型) , 适用于处 理高合金和贵金属也难以适用的强腐蚀介质环境, 该换 热器的换热板片由氟塑料与石墨的负荷材料制成, 换热板片 之间通过耐腐蚀密封剂密封[

1 0] . 目前, 国外的氟塑料换热器以 A l W a F l o n ? 氟塑料换热器 占主导 地位, 该技术由沃斯坦公司(Wallstein) 和杜邦公司(Dupont)联合 研发, 已经实现了在火力发电厂、 生物发电装置、 垃圾 焚烧电站、 石油化工装置等行业中的广泛应用. A l W a F l o n ? 氟塑料换热器作为烟气余热回收技术的部分应用 业绩见表1. 表1 国外部分氟塑料换热器应用业绩 应用电厂 换热器数量 回收热量/ kW 换热器质量/ t 韩国平泽电厂