一种回收烟气余热的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种回收烟气余热的方法与装置。方法的主要特征是，烟气显热换热器烟气通道(7)内的高温烟气向烟气显热换热器空气通道内的空气放热后，与燃料气在吸收式热泵(19)内燃烧产生的烟气混合，进入烟气次级换热器烟气通道。烟气次级换热器冷媒通道(11)内的冷媒被烟气次级换热器烟气通道内的烟气加热后进入吸收式热泵冷媒盘管(20)，被吸收式热泵内部工质吸收热量；所述工质向吸收式热泵空气盘管(21)内的空气放热，空气被加热后进入烟气显热换热器空气通道。本发明专利技术公开了用于实现本发明专利技术方法的回收烟气余热的装置。本发明专利技术主要用于石油炼制与石油化工领域的管式加热炉，回收利用管式加热炉烟气的显热和潜热。

【技术实现步骤摘要】
一种回收烟气余热的方法与装置
本专利技术涉及石油炼制与石油化工领域的一种回收烟气余热的方法与装置。
技术介绍
管式加热炉是石油炼制与石油化工领域生产装置的耗能大户，燃料消耗量在生产装置的能耗中占有相当大的比例：少则20v％～30v％(v％表示体积百分数)，多则80v％～90v％；因此回收利用管式加热炉烟气的余热对于减少燃料消耗量、降低生产成本有着重要的意义。另一方面，随着人类对能源需求的增大，管式加热炉燃料燃烧引起的SOX、NOX和烟尘的排放量日益增加；而限制污染物排放、保护环境、保持可持续发展，已经成为我国的基本国策。目前工业生产上普遍采用空气预热器来进行管式加热炉烟气余热的回收利用；但对于常规的空气预热器，一般只能回收利用烟气的显热部分，对烟气的潜热部分无法回收利用，使管式加热炉的平均热效率只有90％左右(管式加热炉的热效率按SHF0001-90《石油化工工艺管式炉效率测定法》测定)。分析表明，在管式加热炉的排烟损失中，水蒸汽的冷凝潜热所占的份额相当大；若能够将这部分潜热加以回收利用，无疑将大大提高管式加热炉的热效率。中国专利CN103438575A公开了一种燃气锅炉低温排烟深度利用系统及其控制方法，系统包含燃气锅炉、烟气余热回收利用装置、烟气源热泵、自动加药系统、自动补水系统以及数据采集系统和集中监控系统。该专利技术将回收的烟气余热(包括显热和潜热)用于预热锅炉采暖给水，提高了燃气利用率。现有回收利用烟气余热(包括显热和潜热)的技术，采用的都是类似该专利技术的方案。但现有技术的方案并不适合在石油炼制与石油化工领域的管式加热炉上应用；因为管式加热炉对流段出来的烟气温度通常在330～340℃，用这样的高温烟气预热采暖给水，水就会汽化，系统将无法正常运行；同时管式加热炉最终要实现的是烟气与助燃空气之间的换热，而不是实现烟气与采暖给水之间的换热。如何在管式加热炉上实现利用回收的烟气余热(包括显热和潜热)来预热管式加热炉的助燃空气进而大幅提高管式加热炉的热效率，是炼化企业对管式加热炉进一步开展节能减排工作的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种回收烟气余热的方法与装置，以解决现有技术分别存在的无法回收利用烟气潜热、不适合在石油炼制与石油化工领域管式加热炉上应用的问题。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种回收烟气余热的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、启动冷媒循环泵，使冷媒在烟气次级换热器的烟气次级换热器冷媒通道与吸收式热泵的吸收式热泵冷媒盘管之间循环流动，向吸收式热泵的吸收式热泵空气盘管通入常温空气；B、向吸收式热泵内通入燃料气，燃料气在吸收式热泵内燃烧，加热吸收式热泵内部工质并使吸收式热泵内部工质循环流动，燃料气燃烧产生的烟气温度为140～150℃；C、来自管式加热炉对流段的330～340℃的高温烟气进入烟气显热换热器的烟气显热换热器烟气通道，向在下述步骤D中进入烟气显热换热器的烟气显热换热器空气通道的60～70℃的空气放热，放热后温度降至100～110℃并从烟气显热换热器流出，与燃料气燃烧产生的烟气混合，再一起进入烟气次级换热器的烟气次级换热器烟气通道，烟气显热换热器空气通道内的空气被加热至230～240℃后进入管式加热炉空气助燃系统；D、进入烟气次级换热器烟气通道的烟气向烟气次级换热器冷媒通道内的冷媒放热，温度降为35～40℃后排入大气，烟气次级换热器冷媒通道内的冷媒被加热后进入吸收式热泵冷媒盘管，吸收式热泵冷媒盘管内的冷媒被吸收式热泵内部工质吸收热量，吸收式热泵内部工质向吸收式热泵空气盘管内的空气放热，吸收式热泵空气盘管内的空气被加热至60～70℃后进入烟气显热换热器空气通道。用于实现上述方法的回收烟气余热的装置，设有烟气显热换热器，烟气显热换热器设有烟气显热换热器烟气通道、烟气显热换热器空气通道，其特征在于：所述装置还设有烟气次级换热器、吸收式热泵、冷媒循环泵，烟气次级换热器设有烟气次级换热器烟气通道、烟气次级换热器冷媒通道，吸收式热泵设有燃料气管线、支烟气管、吸收式热泵冷媒盘管、吸收式热泵空气盘管，冷媒循环泵的入口与吸收式热泵冷媒盘管的出口之间设有冷媒循环泵入口管线，冷媒循环泵的出口与烟气次级换热器冷媒通道的入口之间设有冷媒循环泵出口管线，烟气次级换热器冷媒通道的出口与吸收式热泵冷媒盘管的入口之间设有冷媒连接管线，吸收式热泵空气盘管的入口设有空气入口管线，吸收式热泵空气盘管的出口与烟气显热换热器空气通道的入口之间设有空气输送管线，烟气显热换热器空气通道的出口设有空气出口管线，烟气显热换热器烟气通道的入口设有主烟气管线入口管线，烟气显热换热器烟气通道的出口与烟气次级换热器烟气通道的入口之间设有主烟气管线连接管线，支烟气管的出口连接于主烟气管线连接管线上，烟气次级换热器烟气通道的出口设有主烟气管线出口管线。采用本专利技术，具有如下的有益效果：(1)本专利技术适合在石油炼制与石油化工领域的管式加热炉上应用。烟气次级换热器冷媒通道内的冷媒吸收烟气次级换热器烟气通道内烟气的热量(潜热和显热)后进入吸收式热泵冷媒盘管，吸收式热泵通过燃烧少量燃料气使其内部工质循环流动，将吸收式热泵冷媒盘管内低温位冷媒携带的烟气热量传递给吸收式热泵空气盘管内高温位的空气；所述的空气再在烟气显热换热器空气通道内吸收高温烟气热量后进入管式加热炉空气助燃系统。对于管式加热炉烟气，正常水露点为40～50℃；若管式加热炉燃料脱硫不彻底，烟气中因含有硫酸蒸汽而使烟气露点上升到90～100℃。本专利技术可以将烟气的温度降到35～40℃，所以可以回收利用来自管式加热炉对流段高温烟气的大部分显热和潜热，提高助燃空气温度。经计算，本专利技术可以使管式加热炉的热效率达到100％以上，最多达到108％。与现有技术相比，本专利技术可以大幅提高管式加热炉的热效率，减少其燃料消耗量。(2)本专利技术由于烟气的排放温度较低(35～40℃)，所以能更有效地回收烟气次级换热器烟气通道内烟气的显热。同时，烟气中的水蒸汽在烟气次级换热器烟气通道内冷凝成的液体可以吸收烟气中的一部分SOX、NOX和烟尘等污染物，从而可以减轻这些污染物对大气的污染，有利于环保。本专利技术主要用于石油炼制与石油化工领域的管式加热炉，回收利用管式加热炉烟气的显热和潜热。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本专利技术要求保护的范围。附图说明图1是本专利技术的一种回收烟气余热的装置的示意图。具体实施方式参见图1，本专利技术的一种回收烟气余热的装置设有烟气显热换热器5、烟气次级换热器10、吸收式热泵19、冷媒循环泵17。烟气显热换热器5设有烟气显热换热器烟气通道7、烟气显热换热器空气通道。烟气次级换热器10设有烟气次级换热器烟气通道、烟气次级换热器冷媒通道11。吸收式热泵19为燃气型吸收式热泵，设有燃料气管线22、支烟气管16、吸收式热泵冷媒盘管20、吸收式热泵空气盘管21。冷媒循环泵17的入口与吸收式热泵冷媒盘管20的出口之间设有冷媒循环泵入口管线18，冷媒循环泵17的出口与烟气次级换热器冷媒通道11的入口之间设有冷媒循环泵出口管线23，烟气次级换热器冷媒通道11的出口与吸收式热泵冷媒盘管20的入口之间设有冷媒连接管线12。吸收式热泵空气盘管21的入口设有空气入口管线6，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收烟气余热的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、启动冷媒循环泵(17)，使冷媒在烟气次级换热器(10)的烟气次级换热器冷媒通道(11)与吸收式热泵(19)的吸收式热泵冷媒盘管(20)之间循环流动，向吸收式热泵(19)的吸收式热泵空气盘管(21)通入常温空气；B、向吸收式热泵(19)内通入燃料气，燃料气在吸收式热泵(19)内燃烧，加热吸收式热泵内部工质并使吸收式热泵内部工质循环流动，燃料气燃烧产生的烟气温度为140～150℃；C、来自管式加热炉对流段的330～340℃的高温烟气进入烟气显热换热器(5)的烟气显热换热器烟气通道(7)，向在下述步骤D中进入烟气显热换热器(5)的烟气显热换热器空气通道的60～70℃的空气放热，放热后温度降至100～110℃并从烟气显热换热器(5)流出，与燃料气燃烧产生的烟气混合，再一起进入烟气次级换热器(10)的烟气次级换热器烟气通道，烟气显热换热器空气通道内的空气被加热至230～240℃后进入管式加热炉空气助燃系统；D、进入烟气次级换热器烟气通道的烟气向烟气次级换热器冷媒通道(11)内的冷媒放热，温度降为35～40℃后排入大气，烟气次级换热器冷媒通道(11)内的冷媒被加热后进入吸收式热泵冷媒盘管(20)，吸收式热泵冷媒盘管(20)内的冷媒被吸收式热泵内部工质吸收热量，吸收式热泵内部工质向吸收式热泵空气盘管(21)内的空气放热，吸收式热泵空气盘管(21)内的空气被加热至60～70℃后进入烟气显热换热器空气通道。...

【技术特征摘要】
1.一种回收烟气余热的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、启动冷媒循环泵(17)，使冷媒在烟气次级换热器(10)的烟气次级换热器冷媒通道(11)与吸收式热泵(19)的吸收式热泵冷媒盘管(20)之间循环流动，冷媒为软化水，向吸收式热泵(19)的吸收式热泵空气盘管(21)通入常温空气；B、向吸收式热泵(19)内通入燃料气，燃料气在吸收式热泵(19)内燃烧，加热吸收式热泵内部工质并使吸收式热泵内部工质循环流动，燃料气燃烧产生的烟气温度为140～150℃；C、来自管式加热炉对流段的330～340℃的高温烟气进入烟气显热换热器(5)的烟气显热换热器烟气通道(7)，向在下述步骤D中进入烟气显热换热器(5)的烟气显热换热器空气通道的60～70℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜建松，孙志钦，孟庆凯，
申请(专利权)人：中石化洛阳工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41