К влажным газам относятся продукты сгорания влажных топлив и топлив с высоким содержанием водорода, отходящие газы различных технологических установок, влажный воздух, удаляемый из помещений системами вентиляции, и др. Потенциал энергосбережения за счет утилизации явной и скрытой теплоты влажных газов в России достигает десяти миллионов тонн условного топлива в год. Глубокая утилизация теплоты влажных газов позволяет существенно повысить эффективность теплотехнических установок и получить ряд преимуществ при их эксплуатации. Так, утилизация теплоты конденсации паров, содержащихся в продуктах сгорания природного газа, может на 7-8 % повысить КПД котельной установки. Коэффициент теплоотдачи со стороны влажного газа в конденсационных теплообменниках-утилизаторах (КТУ) часто превышает его значение в обычных теплообменниках в три раза и более, что сокращает их массу и габариты, а также экономит площади, необходимые для установки оборудования.
Часть вредных выбросов, содержащихся в продуктах сгорания, растворяется в конденсате и не попадает в атмосферу. В первую очередь это касается окислов азота, являющихся наиболее опасной примесью в составе продуктов сгорания природного газа. Собранный в КТУ конденсат после нейтрализации может быть использован для подпитки котельной установки и других нужд.
Это дает заметную экономию, которая будет увеличиваться при неизбежном росте стоимости воды. Рост плотности дымовых газов при их охлаждении и соответствующее уменьшение их объемного расхода позволяет экономить электроэнергию, затрачиваемую на привод дымососа или вытяжного вентилятора. С другой стороны, использование скрытой теплоты парообразования влажных газов влечет за собой целый ряд теоретических и технических проблем: коррозия теплообменных поверхностей; выпадение конденсата в дымовых трубах и газоходах; возникновение в теплообменниках сухих зон и зон с испарением конденсата, а также обмерзание теплообменных поверхностей.
Невозможность точного определения условий, при которых возникают нежелательные режимы работы, часто приводит к неполному использованию располагаемой теплоты при эксплуатации установок, а в ряде случаев к отказу потребителей от их применения. В настоящее время развиваются как теоретические исследования, так и технологии, направленные на решение вышеуказанных проблем. В конденсационных теплообменниках поверхности теплообмена, изготовленные из металла, быстро подвергаются коррозии во влажной среде, особенно в тех случаях, когда в отходящих газах содержатся примеси, такие как диоксиды серы, оксид углерода и др. В сельскохозяйственном производстве вентиляционные выбросы животноводческих ферм и птицефабрик содержат органические соединения фосфора и азота, которые разрушают теплообменные поверхности, изготовленные из алюминия, в течение четырех-пяти лет. Для решения данной проблемы исследуются возможности использования полимерных материалов для изготовления поверхности теплообмена. Проведенные расчеты показывают, что низкий коэффициент теплопроводности полимеров не приводит к значительному ухудшению теплопередачи. При значении термического сопротивления стенки в пределах 0,005 м²· К/Вт, снижение теплопередающей способности КТУ составляет не более 5–7 %. При толщине стенки в 1 мм материал должен иметь для этого коэффициент теплопроводности не более 0,2 т/(м² ·К), что вполне достижимо для современных полимеров. Предотвратить разрушение дымовых труб вследствие возможного выпадения конденсата на их внутренней поверхности позволяет установка внутри дымовой трубы полимерного вкладыша FuranFlex (Венгрия). Рабочая температура для дымовых газов внутри трубы с вкладышем составляет +200 °C, а в кратковременных режимах – +250 °C. Диаметр труб колеблется от 80 до 500 мм, а высота может достигать 60 м. Коррозионная стойкость для кислот – pH 1–7. Для больших высот и диаметров используются новые трубы из полимерных материалов. Использование дымовых труб, не боящихся разрушения при выпадении конденсата на их поверхности, существенное сокращение концентрации оксидов азота и углерода в дымовых газах, уменьшение затрат электроэнергии на привод дымососа позволяет выбрасывать в атмосферу дымовые газы с существенно более низкой температурой, чем это было возможно ранее. Котельные установки с охлаждением дымовых газов до температур ниже 100 °C в настоящее время уже появляются за рубежом.Такие установки в настоящее время уже появляются за рубежом.