一种燃气锅炉尾气热能回收及氮氧化物净化的装置制造方法及图纸

一种燃气锅炉尾气热能回收及氮氧化物净化的装置，属于氮氧化物净化和热能回收技术领域。包括三部分：烟气降温与热回收系统、NOx吸附系统、NOx吸附剂脱附再生系统。此装置能将烟气降到较低温度，是吸附净化的必要条件，而吸附净化又保证了高效热能回收后的低温烟气不会再有HNO3、HNO2腐蚀金属管路，因此NOx吸附净化和热能回收的协同互补系统同时解决了NOx气体污染净化、高效热能回收和管路系统腐蚀等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气锅炉尾气热能回收及氮氧化物净化的装置
本技术涉及燃气锅炉排放烟气的氮氧化物(NOx)净化和热能回收装置，具体有:金属换热器、耐腐蚀材料制做的换热器、热泵、装有吸附NOx专用吸附剂的吸附装置，对吸附剂进行再生的再生系统，再生时多级吸收制成硝酸的生产系统，属于氮氧化物净化和热能回收
。
技术介绍
近年来国内许多城市出现较多的雾霾天气，主要原因是工业发展、汽车数量增加等导致。工业锅炉(包括窑炉和燃气锅炉等)以及内燃机燃烧所产生的NOx大量增加，排放到大气中与空气中水形成气溶胶，成为雾霾的一个重要组成部分。工业锅炉、内燃机等燃烧时的助燃剂大多数使用空气，空气中的N2和O2在这些燃烧到达700°C以上的条件下可化合形成NOx，温度越高化合的量就越大。由于低于700°C时燃烧困难，因此这些燃烧情况均大于700°C或更高。因此燃烧烟气中必然出现大量NOx，成为重要污染源。现在为了能解决NOx排放问题，许多燃烧炉采用低温燃烧技术，减少了燃烧后NOx的含量，但含量依然较高。另一种方法是采用催化还原技术，将NOx用还原剂如NH3、C0、CH4在催化剂条件下大于400°C温度时反应生成N2、H20、C02等。这些方法可以减少NOx的排放量，但需要成本高，耗能高，且效率有限，经济性也不如吸附法处理NOx好。催化反应必须大于400°C以上，需要额外耗能，而吸附法是需要降低温度，净化的同时回收了热能。吸附法的净化程度高，净化后实际需要的排放浓度均可以达到。在实验中，吸附效率控制在60%?80%的时候，排放尾气中NOx含量只有60?30mg/m3。锅炉热能回收方面，由于燃烧烟气中含有大量NOx，烟气低于10(TC时形成酸性液体，目前广泛使用的锅炉节能热交换器都是金属材料，气体管道、烟囱等也都是金属材料，不能抵抗腐蚀，因此目前实际应用的锅炉热交换系统中，烟气往往只能通过换热降温到100摄氏度左右就直接排放，以避免腐蚀设备和管道。但烟气中最值得回收的大量热能在于其中水蒸气在90°C?50°C的降温过程中释放的潜热，因此目前应用的锅炉节能设备大都只能回收气体在100°C以上的显热，而与之相比更加巨大的潜热无法有效回收，节能效率较低。
技术实现思路
本技术装置的特点和能解决的问题如下: 1.净化燃气锅炉(包括窑炉、供热锅炉、燃气发电等)及内燃机、燃烧排放气的尾气中NOx污染及热能回收。对烟气进行降温后利用吸附装置以及NOx的专用吸附剂进行吸附净化NOx，使排放达标，且净化的效率很高。 2.采用本技术进行吸附净化有别于耗能高且控制复杂的催化还原净化方式，常温吸附本身是节能、简便的气体净化方式。 3.吸附净化的条件是常温(20?30°C)，这就要求燃烧烟气的热能需要释放，并且释放的热能包含了大量的潜热，使得回收成为可行，节约了燃料，减少了碳排放。 4.防腐石墨聚丙烯换热器和吸附净化的复合应用，解决了从降温到净化和排放的整个流程中NOx形成酸性液体腐蚀设备及管道的问题。 5.腐蚀问题解决后，就可以将燃烧烟气从100°C以上降低至20?30°C，解决了回收最主要的水蒸气潜热的问题。实际应用使用多级换热方式，并使用热泵技术辅助，可以将烟气温度降到理想状态，回收冷凝水的潜热和烟气显热。 6.当吸附剂吸附了大量NOx，排出的气体接近当地环保标准时，认为吸附剂已经达到使用饱和，可对吸附剂进行再生。 7.吸附剂再生采用小气量、负压加温复合方法，将吸附的NOx解析出来，这时排出的气体中的NOx浓度较高。 8.含高浓度NOx的气体可用多级水吸收的方法，吸收形成硝酸。被吸附的NOx在有氧气的情况下，在吸附剂表面催化、氧化的作用下，NO被不断氧化，基本已氧化为N02，多次循环吸收后，气体中的NOx浓度很低时，将剩余少量气体再次送回净化装置，以确保系统的封闭性，对环境不造成任何影响。 本技术装置包括烟气降温与热回收系统、NOx吸附系统、NOx吸附剂脱附再生系统。锅炉燃烧出口的烟气，一般的温度在110°C?150°C左右。本技术以风机为整个系统气体流动的动力源，使锅炉排放的高温烟气进入系统，采用本技术装置进行燃气锅炉尾气热能回收及氮氧化物净化时，首先利用烟气降温及余热回收系统对烟气进行降温，同时通过换热回收烟气所含热能。使用多级换热实现这个过程。 一种燃气锅炉尾气热能回收及氮氧化物净化的装置，其特征在于，包括三部分:烟气降温与热回收系统、NOx吸附系统、NOx吸附剂脱附再生系统，烟气降温与热回收系统包括金属换热器、第一级石墨聚丙烯换热器、第二级石墨聚丙烯换热器，NOx吸附系统包括NOx吸附设备和风机，NOx吸附剂脱附再生系统包括真空泵、多级NOx吸收系统和硝酸收集器；其中金属换热器、第一级石墨聚丙烯换热器、第二级石墨聚丙烯换热器均设有用于气体管路中气体冷凝水排出的气体冷凝水排除口，每个气体冷凝水排除口分别与冷凝水收集器连接，金属换热器的烟气尾气出口与第一级石墨聚丙烯换热器的烟气尾气进口连接，第一级石墨聚丙烯换热器的烟气尾气出口第二级石墨聚丙烯换热器烟气尾气进口连接，第二级石墨聚丙烯换热器烟气尾气出口与NOx吸附设备连接，NOx吸附设备与风机连接，同时NOx吸附设备还与真空泵连接，真空泵与多级NOx吸收系统的进气口连接，NOx吸收系统底部的液体回收装置与硝酸收集器连接，NOx吸收系统顶部与NOx吸附设备连接，NOx吸附设备与风机和真空泵之间的连接均可进行开通和闭合的切换。 第一级石墨聚丙烯换热器也可进行不与金属换热器连接的调变。金属换热器和第一级石墨聚丙烯换热器采用冷却水进行冷却，第二级石墨聚丙烯换热器则与热泵机组连接进行冷却。 多级NOx吸收系统一般为常规的多级气体吸收塔。 NOx吸附设备内装有NOx吸附剂，同时NOx吸附设备内还设有加热设备。 采用上述装置进行燃气锅炉尾气热能回收及氮氧化物净化的工艺流程，包括以下步骤: (I)处理烟气尾气温度在110°C?150°C，烟气降温及余热回收系统的换热级数最少为两级；所处理烟气尾气温度大于等于120°C时，石墨聚丙烯换材料会出现强度下降的问题，这种情况要在石墨聚丙烯换热器前设置一级金属换热器，换热为气液热交换，使得大于等于120°C烟气尾气先经过一级金属换热器降温降至不低于100°C，优选100°C，一级金属换热器降温过程使得烟气尾气的部分热量回收，用于供暖锅炉系统，将部分供暖的锅炉回水(一级金属换热器的低温水)引入，经过一级金属换热器加温到供暖温度直接供暖，或提升温度后再进入锅炉，作为锅炉的辅助加热，在一级金属换热器中部分烟气尾气中的水蒸气冷凝为冷凝水并收集；若所处理烟气尾气温度低于120°c时，直接进入下一步； (2)从一级金属换热器出来的烟气尾气或者未进行一级金属换热器降温的且温度低于120°C的原烟气尾气进入石墨聚丙烯换热器(2)，将进入石墨聚丙烯换热器(2)的烟气尾气冷却到50-70°C，石墨聚丙烯换热器(2)内烟气尾气与水进行热交换，此过程称为高温换热阶段，在此高温换热阶段，烟气尾气中的水蒸气的大量潜热以及部分显热放出，可以回收大量的热能，在此烟气尾气过程，烟气尾气中的大部分水蒸气变成水，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气锅炉尾气热能回收及氮氧化物净化的装置，其特征在于，包括三部分：烟气降温与热回收系统、NOx吸附系统、NOx吸附剂脱附再生系统，烟气降温与热回收系统包括金属换热器、第一级石墨聚丙烯换热器、第二级石墨聚丙烯换热器，NOx吸附系统包括NOx吸附设备和风机，NOx吸附剂脱附再生系统包括真空泵、多级NOx吸收系统和硝酸收集器；其中金属换热器、第一级石墨聚丙烯换热器、第二级石墨聚丙烯换热器均设有用于气体管路中气体冷凝水排出的气体冷凝水排除口，每个气体冷凝水排除口分别与冷凝水收集器连接，金属换热器的烟气尾气出口与第一级石墨聚丙烯换热器的烟气尾气进口连接，第一级石墨聚丙烯换热器的烟气尾气出口第二级石墨聚丙烯换热器烟气尾气进口连接，第二级石墨聚丙烯换热器烟气尾气出口与NOx吸附设备连接，NOx吸附设备与风机连接，同时NOx吸附设备还与真空泵连接，真空泵与多级NOx吸收系统的进气口连接，NOx吸收系统底部的液体回收装置与硝酸收集器连接，NOx吸收系统顶部与NOx吸附设备连接，NOx吸附设备与风机和真空泵之间的连接均可进行开通和闭合的切换。

【技术特征摘要】
1.一种燃气锅炉尾气热能回收及氮氧化物净化的装置，其特征在于，包括三部分:烟气降温与热回收系统、勵X吸附系统、勵X吸附剂脱附再生系统，烟气降温与热回收系统包括金属换热器、第一级石墨聚丙烯换热器、第二级石墨聚丙烯换热器，勵X吸附系统包括勵X吸附设备和风机，勵X吸附剂脱附再生系统包括真空泵、多级勵X吸收系统和硝酸收集器；其中金属换热器、第一级石墨聚丙烯换热器、第二级石墨聚丙烯换热器均设有用于气体管路中气体冷凝水排出的气体冷凝水排除口，每个气体冷凝水排除口分别与冷凝水收集器连接，金属换热器的烟气尾气出口与第一级石墨聚丙烯换热器的烟气尾气进口连接，第一级石墨聚丙烯换热器的烟气尾气出口第二级石墨聚丙烯换热器烟气尾气进口连接，第二级石墨聚丙烯换热器烟气尾气出口与勵X...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘洪舟，佘名汉，赵刚，
申请(专利权)人：佘洪舟，赵刚，
类型：新型
国别省市：北京;11