一种直接接触式和间壁式组合的烟气深度余热回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种直接接触式和间壁式组合的烟气深度余热回收系统，包括直接接触式喷淋装置和余热水再加热装置，直接接触式喷淋装置包括喷淋塔，喷淋塔的下部设有烟气进口、上部设有烟气出口，喷淋塔底部位于烟气进口下方位置设有余热水出口，喷淋组件上设有余热水进口，喷淋塔内位于烟气出口下方设有喷淋组件，余热水再加热装置包括再加热管束，再加热管束上连接有进水管道和出水管道，余热水出口与再加热管束进水管道连接，余热水进口与余热回水管道连接。本实用新型专利技术采用直接接触式换热与间壁式换热组合的方式进行烟气余热回收，排烟温度可降低至露点温度以下，冷却水可加热至露点温度以上，具有热回收效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种烟气余热回收系统，具体的说是一种用于深度回收燃气锅炉烟气余热的直接接触式和间壁式组合的烟气深度余热回收系统，属于烟气余热回收

技术介绍
目前采用天然气燃料或可再生能源为热源，分布在用户端的冷热电联供的分布式能源系统，由于其可以实现直接满足用户需求的能源梯级利用且节能减排而受到推广。国内大量燃气锅炉的排烟温度在70~120℃，远高于环境温度，造成大量的排烟热损失，这种排烟热损失可占锅炉总效率损失的70%~80%。因此，回收烟气余热以减少排烟损失是提高燃气锅炉热效率的重要方法，如何高效回收烟气余热是进一步提升燃气锅炉效率的关键。由于燃气锅炉所用燃料中绝大部分为甲烷，燃烧后其排烟中水蒸汽含量较高。排烟温度高时，烟气中大量的水蒸气均以气态形式存在，而1立方米天然气燃烧产生的水蒸气带走的热量约占天然气高位热值的10%以上；若将烟气温度降低到露点温度以下回收水蒸气释放的汽化潜热，可大大提高锅炉的效率，数量相当可观。早期烟气余热回收装置主要采用间壁式的换热器加热助燃空气或锅炉回水，只利用了烟气的部分显热，不能回收水蒸气的潜热，节能效果不明显，换热温差小，导致余热回收装置体积庞大，经济性能差，应用受限。现有技术还存在一种喷淋式直接接触式烟气回收装置，如公开号为CN102168888A、公开日为2011年8月31日、名称为“一种接触式低温烟气余热深度回收利用系统”的中国专利技术专利中公开了一种接触式烟气余热回收系统，该系统将冷却水与烟气直接喷淋混合，使烟气温度降至露点温度以下，烟气的显热和水蒸气的汽化潜热释放出将冷却水加热，最终被加热的冷却水就可进行换热利用。这种余热回收系统虽然可回收烟气中水蒸气的潜热，实现烟气的冷凝，但是要求换热表面的温度低于烟气水露点温度，即烟气换热的温度要低于露点温度，这样使得加热的冷却水出水温度较低，限制了其应用范围。并且该余热回收系统为了达到好的换热效果还需要较大的喷雾水流量，这就需要使用大功率的水泵和烟气输送风机。因而，现有技术的这种接触式烟气回收系统存在加热的冷却水出水温度低和耗电量大问题。公开号为CN202092207U、公开日为2011年12月28日、名称为“利用吸收式热泵回收烟气余热的集中供热系统”的中国技术专利公开了一种利用吸收式热泵回收烟气余热的集中供热系统，该系统采用烟气与水直接接触换热，在吸收式热泵中提取被烟气加热循环水的热量提升供热系统回水温度。该系统由吸收式热泵机组、喷淋装置等多个不同的部分组合而成；烟气直接接触加热的循环水出水温度低于露点温度，需要向热泵机组提供驱动能量，对该循环水的能量进行提升，系统占地面积较大。公开号为CN204373218U、公开日为2015年6月3日、名称为“基于空气加湿的直接接触换热冷凝式燃气锅炉”的中国技术专利中公开了一种燃气锅炉，该锅炉包括冷凝式热水锅炉、喷淋式蒸发再冷却塔和直接接触热回收装置，通过空气加湿的方式，使燃气燃烧产生的烟气中水蒸气的分压增大，从而提高烟气露点的方法，在较高温度下冷凝烟气，以达到提高加热冷却水出水温度的效果。但是采用空气加湿的方式会影响锅炉的燃烧特性，应用具有一定的局限性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能深度回收燃气锅炉烟气余热的直接接触式和间壁式组合的烟气深度余热回收系统，以解决现有技术的烟气余热回收装置存在的余热出水温度低、耗电量大、占地面积大以及应用局限性等技术问题。本技术采用如下技术方案：一种直接接触式和间壁式组合的烟气深度余热回收系统，包括直接接触式喷淋装置和余热水再加热装置，所述直接接触式喷淋装置包括喷淋塔，喷淋塔的下部设有烟气进口、上部设有烟气出口，所述喷淋塔内位于烟气出口下方设有喷淋组件，所述喷淋组件上设有余热水进口，所述喷淋塔底部位于烟气进口下方的位置设有余热水出口，所述余热水再加热装置包括再加热管束，所述再加热管束位于喷淋塔内烟气进口上方的位置或者位于烟气进口的烟道内，所述再加热管束上连接有进水管道和出水管道，所述余热水出口与进水管道连接，所述余热水进口与出水管道连接。位于喷淋塔内烟气进口上方位置的再加热管束的上方设有间隔分布的截面为人字形的挡板。所述喷淋塔内位于喷淋组件的下方设有填料层，填料层的位置高于再加热管束的位置。所述进水管道上设有循环泵。本技术的有益效果是：本技术在运行时，烟气自下而上进入喷淋塔内，冷却水经喷淋组件自上而下喷入喷淋塔，烟气与冷却水进行直接接触换热，冷却水直接有效地吸收烟气中的热量，同时冷凝烟气中的水蒸气放出烟气潜热。烟气与冷却水采用喷淋式直接接触式换热，大大提高了换热效率，充分回收了烟气中的水蒸气凝结潜热。冷却水与烟气接触换热后，经喷淋塔底部的余热水出口排出进入余热水再加热装置的进水管道中，冷却水再被送到再加热管束中与进口处高温烟气进一步换热至较高温度后，再从出水管道中进入到与出水管道连接的余热利用装置中，被余热利用装置利用之后的冷却水温度降至露点温度以下，被再次送入喷淋组件中。本技术中的余热水再加热装置实际上是一种间壁式换热装置，在喷淋塔内烟气进口或者在喷淋塔烟气进口的烟道内布置再加热管束，喷淋塔中直接接触换热后的冷却水和烟气进口的高温烟气可以在再加热管束中再次换热，换热后直接接触换热后的冷却水的温度进一步升高，系统利用烟气余热最终制取到较高温度的余热水，提高了能源利用效率；余热水再次换热后烟气进口处的烟气温度降低，使得喷淋的冷却负荷减小，从而可减小喷淋水量和喷淋塔阻力，使得水泵和烟气输送风机的电功率都减小。经过本技术直接接触式和间壁式组合的烟气深度余热回收系统，高温烟气的排烟温度最终可降低至烟气露点温度以下，同时冷却水温度可加热至露点温度以上。本技术采用直接接触式换热与间壁式换热组合的方式进行烟气余热回收，具有热回收效率高、占地面积小、应用范围广的优点。优选的，再加热管束上方设置的人字挡板，可避免喷淋水与再加热管束接触，减小喷淋水对再加热效果的影响，并减少再加热管束的腐蚀。优选的，填料可以向喷淋水提供一个稳定的巨大的接触面积，喷淋水能较为均匀喷洒在填料上，在重力和表面张力的作用下，喷淋水在向下流淌的同时在填料表面均匀铺散在填料表面上，烟气在填料中逆流流过，烟气与填料表面换热的同时烟气中酸性物质被喷淋水和喷淋水中碱性物质吸收和中和，不仅能提高换热和吸收效果，而且能减小流动阻力。附图说明图1是本技术实施例1的结构示意图；图2是图1中人字形挡板和换热管束的截面图；图3是本技术实施例2的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例1：本技术实施例1的结构如图1和图2所示，本技术直接接触式和间壁式组合的烟气深度余热回收系统包括直接接触式喷淋装置和余热水再加热装置，所述直接接触式喷淋装置包括喷淋塔1，喷淋塔1的下部设有烟气进口11、上部设有烟气出口12，所述喷淋塔1内位于烟气出口12下方设有喷淋组件2，所述喷淋组件2上设有余热水进口21，所述喷淋塔1底部位于烟气进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接接触式和间壁式组合的烟气深度余热回收系统，其特征在于：其包括直接接触式喷淋装置和余热水再加热装置，所述直接接触式喷淋装置包括喷淋塔（1），喷淋塔的下部设有烟气进口（11）、上部设有烟气出口（12），所述喷淋塔（1）内位于烟气出口（12）下方设有喷淋组件（2），所述喷淋组件（2）上设有余热水进口（21），所述喷淋塔（1）底部位于烟气进口（11）下方的位置设有余热水出口（22），所述余热水再加热装置包括再加热管束（5），所述再加热管束（5）位于喷淋塔（1）内烟气进口（11）上方的位置或者位于烟气进口（11）的烟道内，所述再加热管束（5）上连接有进水管道（42）和出水管道（41），所述余热水出口（22）与进水管道（42）连接，所述余热水进口（21）与出水管道（41）连接。

【技术特征摘要】
1.一种直接接触式和间壁式组合的烟气深度余热回收系统，其特征在于：其包括直接接触式喷淋装置和余热水再加热装置，所述直接接触式喷淋装置包括喷淋塔（1），喷淋塔的下部设有烟气进口（11）、上部设有烟气出口（12），所述喷淋塔（1）内位于烟气出口（12）下方设有喷淋组件（2），所述喷淋组件（2）上设有余热水进口（21），所述喷淋塔（1）底部位于烟气进口（11）下方的位置设有余热水出口（22），所述余热水再加热装置包括再加热管束（5），所述再加热管束（5）位于喷淋塔（1）内烟气进口（11）上方的位置或者位于烟气进口（11）的烟道内，所述再加热管束（5）上连接有进水管道（42）和出水管道（41），所述余热水出口（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王芳，蒋全平，郭伟，陈冲，
申请(专利权)人：南京轩能电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32