蜂窩塊和由其制造的尤其是針對(duì)發(fā)電站的煙氣清潔設(shè)施的熱交換器元件制造技術(shù)

在蜂窩塊中，在尤其是用于制造針對(duì)發(fā)電站的煙氣清潔設(shè)施的熱交換器元件的蜂窩塊中，其中，蜂窩塊包括由塑料材料一體式地制造的本體，本體具有許多彼此平行地布置的流動(dòng)通道，流動(dòng)通道通過(guò)通道壁彼此分隔，為了改進(jìn)機(jī)械特性和進(jìn)而改進(jìn)實(shí)踐適用性而提出的是，塑料材料包括如下塑料，其包含大約80重量％或更多份額的未經(jīng)處理的聚四氟乙烯(PTFE)和必要時(shí)包含大約20重量％或更少份額的與PTFE不同的高性能聚合物。

Honeycomb block and heat exchanger element made of it, especially for flue gas cleaning device of power station

In honeycomb blocks, which are used for manufacturing honeycomb block heat exchanger element for flue gas cleaning facilities of the power station, in particular, including honeycomb block made of plastic materials integrally to the body, the body has many arranged parallel to each other in the flow channel, flow channels separated each other through the channel wall, put forward to improve the mechanical properties and then improve the practical applicability of the plastic material, including plastic, which contains about 80 weight% or more share of the untreated polytetrafluoroethylene (PTFE) and necessary contains high performance polymer and different PTFE are about 20 wt% or less share.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】蜂窩塊和由其制造的尤其是針對(duì)發(fā)電站的煙氣清潔設(shè)施的熱交換器元件
本專利技術(shù)涉及一種蜂窩塊，尤其是用于制造針對(duì)發(fā)電站的煙氣清潔設(shè)施的熱交換器元件的蜂窩塊，其中，蜂窩塊包括由塑料材料一體式地制造的本體，本體帶有許多彼此平行地布置的流動(dòng)通道，流動(dòng)通道通過(guò)通道壁彼此分隔，本專利技術(shù)還涉及一種熱交換器元件，其在使用根據(jù)本專利技術(shù)的蜂窩塊的情況下制造。
技術(shù)介紹
開(kāi)頭提到的類型的蜂窩塊和由其制造的用于使用在發(fā)電站的煙氣清潔設(shè)施中的熱交換器元件例如由DE19512351C1公知。在那里公開(kāi)的蜂窩塊僅由聚四氟乙烯再生料制成，或者以混合另外的塑料的方式制成，并且必要時(shí)包含填料。這些蜂窩塊雖然是足夠耐熱的，并且相對(duì)于在煙氣中包含的起腐蝕性作用的成分有抵抗力，但是為了可以經(jīng)濟(jì)地使用蜂窩塊，機(jī)械負(fù)載能力通常很小。此外，在制造中需要有使制造過(guò)程更貴的條件。由這些蜂窩塊構(gòu)成的熱交換器元件尤其是設(shè)置用于使用在所謂的容克式熱交換器中。這些熱交換器在燃煤發(fā)電站或燃?xì)獍l(fā)電站中主要使用在煙氣脫硫設(shè)施(REA)中。除了使用在REA的區(qū)域中，容克式熱交換器在發(fā)電站中也還用于預(yù)加熱燃燒空氣(LUVO)或附加地加熱煙氣，為了選擇性催化脫硝(SCR)模塊中的最佳的反應(yīng)條件。在其使用在煙氣脫硫設(shè)施(REA)中時(shí)，清潔氣體流和原料氣體流在空間上分隔地反方向?qū)бㄟ^(guò)裝備有熱交換器元件的轉(zhuǎn)子。在有原料氣體或煙氣流過(guò)轉(zhuǎn)子的區(qū)域中，熱交換器元件被加熱，原料氣體或煙氣在此冷卻。在有清潔氣體沿相反的流動(dòng)方向流過(guò)轉(zhuǎn)子的區(qū)域中，熱交換器元件將能量輸出到清潔氣體，清潔氣體的溫度在此上升，熱交換器元件在此又冷卻。在冷卻原料氣體或煙氣時(shí)，原料氣體或煙氣可以達(dá)到所謂的露點(diǎn)(TD)以下的溫度，在露點(diǎn)以下，在原料氣體或煙氣中包含的水蒸氣冷凝，并且和SO3、HF和HCl的成分一起作為高腐蝕性的混合物凝聚在熱交換器元件的表面上。熱交換器轉(zhuǎn)子內(nèi)的位置(在該位置中，在常見(jiàn)的運(yùn)行條件下低于露點(diǎn)TD)被稱為冷端部位置(Kaltendlage)。因此，除了耐熱性外，在轉(zhuǎn)子的這些區(qū)域中安裝的熱交換器元件也需要非常高的耐腐蝕性。因?yàn)楸仨毝ㄆ趶臒峤粨Q器元件中去除高腐蝕性的沉積物(通常與灰塵殘?jiān)旌?，所以簡(jiǎn)單的操縱和用于清潔熱交換器元件的高效的可行方案同樣在經(jīng)濟(jì)上是非常重要的。替選地，在DE8419655U1中提出用于形成熱交換器元件的板形的元件，其在板形的陶瓷構(gòu)件上構(gòu)建，陶瓷構(gòu)件設(shè)有由聚四氟乙烯構(gòu)成的涂層。基于陶瓷構(gòu)件，在熱交換器元件中僅得到受限的斷裂強(qiáng)度和進(jìn)而很小實(shí)踐適用性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的任務(wù)是提出一種蜂窩塊，可以由蜂窩塊經(jīng)濟(jì)地制造出帶有足夠好的機(jī)械特性的熱交換器元件，其滿足上面提到的要求。該任務(wù)根據(jù)本專利技術(shù)通過(guò)權(quán)利要求1的蜂窩塊解決。由于選出的包括如下塑料的塑料材料，其中，該塑料包含大約80％重量％或更多份額的未經(jīng)處理的聚四氟乙烯(PTFE)和必要時(shí)包含大約20重量％或更少份額的與PTFE不同的高性能聚合物，而驚奇地得到的是，蜂窩塊不僅在比在DE19512351C1中描述的蜂窩塊明顯更少要求的制造條件下制造，而且根據(jù)本專利技術(shù)的蜂窩塊此外具有尤其是針對(duì)抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的機(jī)械強(qiáng)度值，其明顯高于常規(guī)地制造的蜂窩塊的機(jī)械強(qiáng)度值。這同樣適用于由根據(jù)本專利技術(shù)的蜂窩塊制造的熱交換器元件。優(yōu)選地，熔化熱為大約40J/g或更大的未經(jīng)處理的PTFE用作塑料。優(yōu)選的PTFE材料的密度為大約2.1g/cm3或更大。根據(jù)本專利技術(shù)使用的未經(jīng)處理的PTFE可以具有大約1重量％或更小的，優(yōu)選大約0.1重量％或更小的共聚用單體成分。帶有這種共聚用單體成分的未經(jīng)處理的PTFE材料通常在不添加外部材料(例如PFA)的情況下是可焊接的。典型的共聚用單體是六氟丙烯、全氟烷基乙烯醚、全氟-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜環(huán)戊烯)和氯三氟乙烯。根據(jù)本專利技術(shù)，優(yōu)選使用未經(jīng)處理的PTFE和必要時(shí)與PTFE不同的高性能聚合物，其平均原級(jí)顆粒大小D50為大約10μm至大約200μm，優(yōu)選大約10μm至大約100μm。利用這些顆粒大小，在制造蜂窩塊時(shí)尤其是可以得到：-好的表面特性，尤其是很小的粗糙深度和容易的可清潔性，-可選地待加工的填料的均勻分布，-帶有高抗拉強(qiáng)度和高斷裂伸長(zhǎng)率的良好機(jī)械特性，-甚至在應(yīng)用低的直至平均的擠壓力的情況下的良好機(jī)械特性。由于相對(duì)于僅帶有顆粒大小為大約400μm或更大的未經(jīng)處理的PTFE而更小的結(jié)晶度可以得到燒結(jié)的PTFE，并且為此也考慮PTFE再生料。在之前參考了原級(jí)顆粒大小，這是因?yàn)樵陬w粒積聚物在加工條件下分裂為其原級(jí)顆粒的前提條件下，帶有明顯更大的粒子大小的未經(jīng)處理的PTFE的顆粒積聚物也可以被加工。當(dāng)顆粒積聚物在大約150bar或更小的情況下分裂為原級(jí)顆粒時(shí)，例如可以使用帶有顆粒大小為100μm至3000μm的顆粒積聚物。適當(dāng)?shù)奶盍习墙饘偬盍虾徒饘偬盍希鼈円部梢允褂迷诨旌衔镏小Ｗ鳛樘盍峡紤]到顆粒形填料和纖維形填料。利用填料尤其是可以優(yōu)化根據(jù)本專利技術(shù)待使用的塑料材料的導(dǎo)熱性和熱容量，并且必要時(shí)也可以優(yōu)化根據(jù)本專利技術(shù)的蜂窩塊的機(jī)械特性。塑料材料優(yōu)選地包含非金屬填料和/或金屬填料，其中，相應(yīng)的填料的平均顆粒大小D50優(yōu)選為大約100μm或更小。鑒于優(yōu)選地選出根據(jù)本專利技術(shù)待使用的塑料的原級(jí)顆粒大小，填料的顆粒大小鑒于力求達(dá)到的在塑料材料中的均勻分布而為大約2μm至大約300μm，優(yōu)選大約2μm至大約150μm。一種或多種塑料的原級(jí)顆粒的平均顆粒大小D50與填料的平均顆粒大小D50的比優(yōu)選在大約1:2至大約2:1的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，在塑料材料中包含有份額為直至大約80重量％，進(jìn)一步優(yōu)選地份額為直至大約40重量％，在特定的實(shí)施方式中進(jìn)一步優(yōu)選地直至大約35重量％的非金屬填料。由于金屬填料的更高的密度，在塑料材料中可以包含有份額為直至大約90重量％，優(yōu)選直至大約60重量％的金屬填料。填料在塑料材料中的總體積份額可以最大為大約90體積％，但優(yōu)選應(yīng)該為大約50體積％或者更少，進(jìn)一步優(yōu)選為大約40體積％或更少。加工成蜂窩塊的塑料材料優(yōu)選具有大約10N/mm2或更大的抗拉強(qiáng)度(根據(jù)ISO12086-2利用帶有橫截面為1x5mm2的條帶形的檢驗(yàn)體測(cè)量)。蜂窩塊的塑料材料的抗拉強(qiáng)度在條帶形的樣品體的情況下優(yōu)選為15N/mm2或更大，進(jìn)一步優(yōu)選為大約20N/mm2或更大，更進(jìn)一步優(yōu)選為大約25N/mm2或更大。通常，抗拉強(qiáng)度為大約35N/mm2或更小。在之前限定的抗拉強(qiáng)度范圍內(nèi)，在不帶有填料的塑料材料的情況下得到較高的值，而在帶有填料的塑料材料的情況下得到較低的值。加工成蜂窩塊的塑料材料的斷裂伸長(zhǎng)率(根據(jù)ISO12086-2在條帶有橫截面為1x5mm2的帶形的樣品體上測(cè)量)優(yōu)選為大約80％或更大，尤其是為大約100％或更大，進(jìn)一步優(yōu)選為大約150％或更大，最優(yōu)選為大約200％或更大。根據(jù)本專利技術(shù)，可以獲得帶有能被非常好地清潔的表面的蜂窩塊，其中，為此，蜂窩塊的表面的輪廓平均算術(shù)偏差Ra(根據(jù)DINENISO1302沿蜂窩塊通道的縱向方向測(cè)量)為大約10μm或更小，優(yōu)選為大約5μm或更小。優(yōu)選地，鑒于可清潔性，蜂窩塊的表面的粗糙深度Rz(根據(jù)DINENISO1302沿蜂窩體的蜂窩塊通道的縱向方向測(cè)量)為大約50μm或更小，尤其是為大約40μm或本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種蜂窩塊，尤其是用于制造針對(duì)發(fā)電站的煙氣清潔設(shè)施的熱交換器元件的蜂窩塊，其中，所述蜂窩塊包括由塑料材料一體式地制造的本體，所述本體具有多個(gè)彼此平行地布置的流動(dòng)通道，所述流動(dòng)通道通過(guò)通道壁彼此分隔，其特征在于，所述塑料材料包括有包含大約80重量％或更多份額的未經(jīng)處理的聚四氟乙烯(PTFE)和必要時(shí)包含大約20重量％或更少份額的與PTFE不同的高性能聚合物的塑料。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2014.09.26 DE 102014114052.41.一種蜂窩塊，尤其是用于制造針對(duì)發(fā)電站的煙氣清潔設(shè)施的熱交換器元件的蜂窩塊，其中，所述蜂窩塊包括由塑料材料一體式地制造的本體，所述本體具有多個(gè)彼此平行地布置的流動(dòng)通道，所述流動(dòng)通道通過(guò)通道壁彼此分隔，其特征在于，所述塑料材料包括有包含大約80重量％或更多份額的未經(jīng)處理的聚四氟乙烯(PTFE)和必要時(shí)包含大約20重量％或更少份額的與PTFE不同的高性能聚合物的塑料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩塊，其特征在于，所述未經(jīng)處理的PTFE具有大約1重量％或更少份額的共聚用單體成分，優(yōu)選大約0.1重量％或更少份額的共聚用單體成分。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩塊，其特征在于，所述未經(jīng)處理的PTFE和必要時(shí)所述與PTFE不同的高性能聚合物的平均原級(jí)顆粒大小D50為大約10μm至大約200μm，優(yōu)選大約10μm至大約100μm。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的蜂窩塊，其特征在于，沿蜂窩塊通道的縱向方向測(cè)量，所述蜂窩塊的表面的輪廓平均算術(shù)偏差Ra為大約10μm或更小，尤其是5μm或更小。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的蜂窩塊，其特征在于，沿所述蜂窩塊的流動(dòng)通道的縱向方向測(cè)量，所述蜂窩塊的表面的粗糙深度Rz為大約50μm或更小，尤其是為大約40μm或更小，優(yōu)選為大約30μm或更小，進(jìn)一步優(yōu)選為大約20μm或更小。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的蜂窩塊，其特征在于，根據(jù)ISO12086-2在具有橫截面為1x5mm2的條帶形的樣品體上測(cè)量，所述蜂窩塊的塑料材料的抗拉強(qiáng)度為大約10N/mm2或更大，優(yōu)選為大約15N/mm2或更大，進(jìn)一步優(yōu)選為20N/mm2或更大，最優(yōu)選為大約25N/mm2或更大，然而有利地為大約35N/mm2或更小。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的蜂窩塊，其特征在于，根據(jù)ISO1208...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邁克爾·施利普夫，卡佳·維德曼，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：愛(ài)爾鈴克鈴爾股份公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：德國(guó),DE