燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及环保装置技术领域，尤其涉及一种燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置，包括烟气‑有机工质换热器、烟气‑水换热器、压缩机、冷凝器、干燥过滤器、金属波纹管、截止阀、热水泵、水‑水换热器、U型管以及膨胀阀。本发明专利技术所采用的方式即为冷凝除湿方式，通过两级冷却和热泵技术，把烟气温度降到T，在有效降低烟气中含湿量以消除有色烟羽的同时把烟气中的余热进行回收与品质提升，用于供热，具有环保和节能价值。

【技术实现步骤摘要】
燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置
本专利技术涉及环保装置
，尤其涉及一种燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置。
技术介绍
资源节约和环境保护是我国的基本国策，节能减排是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。近年来，随着社会日益发展进步，国家对能源综合利用的要求逐步提高，对节能环工作日益重视，能源问题的紧张，提高集中供热系统的效率日趋迫切。天然气作为清洁能源，其高效利用越来越得到重视，目前供热系统中测算锅炉效率使用的天然气的低位热值，其燃烧产生的高温烟气是锅炉供热系统能量浪费的主要途径，做好烟气余热深度回收，不仅可以充分利用能源，缓解能源稀缺，而且可以减少烟气余热直接排放所带来的环境问题，可谓一举多得，对环境治理，促进生态文明有着积极的意义。国内外许多专家学者对烟气余热回收利用做了大量的研究与实验，利用热泵系统深度回收天然气燃烧后的烟气余热，将排烟温度降低20℃-30℃，充分利用烟气中水蒸气的潜热与显热。目前国内绝大多数钢铁、焦化、化工行业的烟气在排放前大都进行了喷淋或湿法脱硫，温度降至45℃-80℃，此时的烟气通常是饱和湿烟气，烟气中含有大量水蒸汽，水蒸汽中含有较多的溶解性盐、SO3、凝胶粉尘、微尘等(都是雾霾的主要成分)。如果烟气由烟囱直接排出，进入温度较低的环境空气中，由于环境空气的温度较低，在与饱和烟气混合时，状态点处于雾区，此时烟气中的水蒸汽遇冷，形成小液滴，与烟气共存，即形成湿烟羽。如上所述，烟羽中含有较多的有害物质，近几年我国雾霾日趋严重的现象也有专业学者将其归咎于有色烟羽。所以提取或收集其中的液态水滴成为有效的消除或治理有色烟羽的努力方向。2016年初上海出台的地方标准《燃煤电厂大气污染物排放标准DB31/963-2016》中明确提出燃煤电厂要采取有效措施消除有色烟羽的要求。即通过采取相应技术降低烟气排放温度和含湿量，收集烟气中过饱和水蒸气中水分，减少烟气中可溶性盐、硫酸雾、有机物等可凝结颗粒物的排放。目前，在有色烟羽的治理工艺中，普遍采用的是先冷凝再加热的方式，其工艺流程是先通过换热器，将烟气冷却至饱和温度以下，使烟气内的水蒸汽凝结，凝结后的烟气为饱和烟气，但是烟气的含湿量下降，然后经过第二级换热器加热，烟气含湿量不变，但烟气相对湿度下降，变为不饱和烟气，排出到大气中，与空气接触后，混合点的状态出现在“雾区/过饱和区”之外，这样可以有效避免或减轻有色烟羽的形成。这种烟气处理工艺可以实现“水-气”分离，从根本上实现降低烟气含湿量的需求，具有环保效益。另一种处理方式是直接加热饱和烟气，如利用锅炉二次风与烟气进行混合；利用高温烟气加热烟道尾部低温烟气等。这种方法可以提高烟气的相对湿度，使烟气与外界空气混合时，混合点在“雾区/过饱和区”之外，显而易见，这种处理方式只能从视觉上消除有色烟羽，提高了尾气的相对湿度，并没有实现“水-气”分离，即降低尾气含湿量。除了耗费一部分高品位热源和增加附属设备的投资外，并不能实现应有的环保功能。还有一种处理方式为冷凝除湿，即通过间壁式换热器使烟气降低到较低温度或喷冷冻水使烟气降温，烟气中的水析出，降低烟气的含湿量，然后排出到大气。已知存在温度值T,当温度为T的饱和烟气温度与外界空气混合时，混合点不在过饱和区，即不产生有色烟羽。但温度T往往较低，接近0度，由于换热温差存在，用水换热很难实现把烟气降到温度T。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置，其特征在于：包括烟气-有机工质换热器、烟气-水换热器、压缩机、冷凝器、干燥过滤器、金属波纹管、截止阀、热水泵、水-水换热器、U型管以及膨胀阀；所述烟气-水换热器和烟气-有机工质换热器连通，烟气-水换热器的一个侧口端与所述热水泵的一端连接，所述热水泵的另一端与所述水-水换热器的一端连接，所述水-水换热器的另一端与所述烟气-水换热器的另一个侧口端连接；所述烟气-有机工质换热器的侧口端与所述U型管的一端连接，所述U型管的另一端与所述压缩机的进口连接，所述压缩机的出口与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口与所述干燥过滤器连接，所述干燥过滤器、金属波纹管、截止阀和膨胀阀依次连接，膨胀阀的出口与烟气-有机工质换热器的侧口端连接。优选地，所述U型管与压缩机进口的连接管有3‰的坡度，坡向压缩机。优选地，所述膨胀阀为热力膨胀阀或电子膨胀阀。优选地，所述烟气-有机工质换热器和烟气-水换热器可以一体集成，也可以分开布置。优选地，所述水-水换热器为可拆卸板式换热器或管壳式换热器。与现有技术相比，本专利技术所采用的方式即为冷凝除湿方式，通过两级冷却和热泵技术，把烟气温度降到T，在有效降低烟气中含湿量以消除有色烟羽的同时把烟气中的余热进行回收与品质提升，用于供热，具有环保和节能价值。附图说明图1为本专利技术对应的装置结构图；图2是本专利技术中U型管结构图；1-烟气-有机工质换热器；2-烟气-水换热器；3-压缩机；4-冷凝器；5-干燥过滤器；6-金属波纹管；7-截止阀；8-热水泵；9-换热器；10-U型管；11-膨胀阀；c-烟气-有机工质换热器工质侧出口接口；d-压缩机进口接口。具体实施方式为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。如图1所示，一种燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置，包括烟气-有机工质换热器1、烟气-水换热器2、压缩机3、冷凝器4、干燥过滤器5、金属波纹管6、截止阀7、热水泵8、水-水换热器9、U型管10以及膨胀阀11；所述烟气-水换热器和烟气-有机工质换热器连通，烟气-水换热器的一个侧口端与所述热水泵的一端连接，烟气先经过烟气-水换热器，与水换热，同时烟气被冷却，然后进入烟气-有机工质换热器，在烟气-有机工质换热器内，有机工质为低沸点有机物，吸收烟气热量发生相变，快速冷却烟气，使烟气降低到一定温度，同时烟气析出冷凝水。所述热水泵的另一端与所述水-水换热器的一端连接，所述水-水换热器的另一端与所述烟气-水换热器的另一个侧口端连接；所述烟气-有机工质换热器的侧口端与所述U型管的一端连接，所述U型管的另一端与所述压缩机的进口连接，所述压缩机的出口与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置，其特征在于：包括烟气-有机工质换热器、烟气-水换热器、压缩机、冷凝器、干燥过滤器、金属波纹管、截止阀、热水泵、水-水换热器、U型管以及膨胀阀；所述烟气-水换热器和烟气-有机工质换热器连通，烟气-水换热器的一个侧口端与所述热水泵的一端连接，所述热水泵的另一端与所述水-水换热器的一端连接，所述水-水换热器的另一端与所述烟气-水换热器的另一个侧口端连接；所述烟气-有机工质换热器的侧口端与所述U型管的一端连接，所述U型管的另一端与所述压缩机的进口连接，所述压缩机的出口与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口与所述干燥过滤器连接，所述干燥过滤器、金属波纹管、截止阀和膨胀阀依次连接，膨胀阀的出口与烟气-有机工质换热器的侧口端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置，其特征在于：包括烟气-有机工质换热器、烟气-水换热器、压缩机、冷凝器、干燥过滤器、金属波纹管、截止阀、热水泵、水-水换热器、U型管以及膨胀阀；所述烟气-水换热器和烟气-有机工质换热器连通，烟气-水换热器的一个侧口端与所述热水泵的一端连接，所述热水泵的另一端与所述水-水换热器的一端连接，所述水-水换热器的另一端与所述烟气-水换热器的另一个侧口端连接；所述烟气-有机工质换热器的侧口端与所述U型管的一端连接，所述U型管的另一端与所述压缩机的进口连接，所述压缩机的出口与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口与所述干燥过滤器连接，所述干燥过滤器、金属波纹管、截止阀和膨胀阀依次连接，膨胀阀的出口与烟气-有机工质换...

【专利技术属性】
技术研发人员：董胜明，朱婷婷，熊晋慷，周璇，张越，张蓉，黑润琦，樊亚丽，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12