热管式换热器外形一般为长方体，主要部件为热管管束、外壳、隔板。热管的蒸发段和凝结段被隔板隔开。热管管束、外壳、隔板组成了冷、热流体的流道。隔板对热管管束起部分支撑作用，其主要功能是密封流道，以防止两种流体的相互渗透。热管元件的蒸发段和凝结段外壁均加装翅片，其目的是强化整个传热过程；两侧流体均为垂直横掠流动，提高了传热系数。为防止烟气积尘堵塞，烟气侧翅片间距较大；在空气侧，气流较清洁，为了获得较高的翅化系数，肋片间距可取小些。热管管束一般为错列布置，这样可使传热系数提高。
在硫酸生产工艺中，SO2通过接触器氧化为SO3时放出大量热，使SO3干气体的温度高达200～ 300℃，此时气体需冷却后再进入吸收工段，这部分热量往往被浪费，此时采用气-液型热管式换热器将SO3气体的热量回收加热热水供化碱工艺用，每小时余热回收量为892 MJ，设备每年按7000 工作小时算，余热回收节约的燃料折合标准煤214.5 t。另外硫酸工业中硫铁矿沸腾炉与工艺静电除尘之间和硫磺焚烧炉与转化工段之间，可以利用热管式余热锅炉回收950 ℃以上的工艺气的高温余热产生中压蒸汽用于发电或工艺过程。
