基于热气的水加热方法和系统技术方案

通过在一个或多个喷射区域（４）将水喷射到气体中，热可以从产生在热反应器（１）中的热气中回收，以这样的数量和方式：由于水蒸发，气体温度减小到低于４００℃，优选低于３００℃，可能低于１５０－２００℃，并且气露点变成至少６０℃，优选至少７０℃，可能８０或８５℃。然后，气体可以通过冷凝热交换器装置（８），在冷凝热交换器装置中，水蒸汽的气体含量的至少一些被冷凝，并且冷凝热可以被用于主要为水的流体流的加热。因此，获得用于热水生产的方法，该方法便宜、简单并有低的维护费用，而且，该方法有高的效率程度和好的环境质量。该方法可以被用于燃料和转换技术的广泛范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于从热反应器中产生的例如烟气的热气中进行热回收 的方法和系统，或者，更准确地，用于通过由例如生物质、废弃物或煤的固体 燃料的热变换(气化或燃烧)释放热气的方式的水加热。技术背景在燃料热变换期间，来自释^L的热气的水加热是众所周知的。例如，在住 房、公寓大楼、办公室、工厂等，热水可以用于采暖用途，并且热水可以被用作家庭水。这种用途的装置在约1千瓦-250兆瓦的输入效果的非常不同的范围 内生产。参考"Varmestabi", Nyt teknisk forlag,第四版，2004年，订购编号44031 -1,国际标准书号8 7-571-2546-5，乌尔曼的工业化学百科全书，2005年发行 的第7版，"用于生物质加热设备的用户友好工具"，在"关于生物质用于能 源、工业和气候保护的第二届世界会议及技术展览，，中的会议录中和 DE3544502A1。水通常在密闭回路中加热，并导致消耗点，之后，在热量释放之后水返回 到热生产装置。当水离开生产装置(供给)时，水温通常为60-9(TC。在使 用者(返回)处冷却后，返回到热生产装置的水温大约为30 - 50°C。同时，随着科技的发展和注意能源节约，减少供应和返回的温度已经成为 趋势，那样，来自分配管的热损失减少。热水可以在靠近所要求的场所生产或通过区域加热网送到使用者。由燃料的热变换所释放的能量可以阶段性地传递到热水，例如1、 通过围绕热变换发生地方的区域冷却，例如，冷却水供给器、冷却水2、 (干)热气的冷却。3、 气体的进一步冷却，借此，冷凝气体中的蒸汽。关于2.(干)热气的冷却依靠技术、燃料和操作条件，离开热装置的气体温度通常在700-IOO(TC 左右。众所周知，例如，在热电联产站，为了防止例如过热器的材料达到太高 的温度，装置中的温度可以通过水喷射进行调节或控制。然而，为了调节锅炉 房内的温度，喷射的水量是非常有限的，气体保持高温(高于600°C)，并且 气体的特性，例如水露点，实质上没有改变。通常，来自热气的能量通过用热交换器传递到其他介质，例如水，在热 交换器处，热气在一侧流动，而另一较冷介质(如水)在另一侧流动。这样， 水被加热，而气体被冷却。在一些设备中，使用更多的热交换器，如空气预热 和/或蒸汽过热和/或热水生产。这些热交换器通常是对流热交换器类型，能源主要是从气体通过对流传 递。 一般情况下，使用钢管。当固体燃料变换后，气体含有微粒。这些微粒在 此热交换器中导致几个问题结垢，腐蚀，低的热交换率等，并且往往安装一 个装置以保持气体管道清洁，如吹灰器或机械净化器。用于从干热气体传递能量的热交换器由符合气体性质的材料制成，通常为 耐热钢。通常，气体在"对流部分，，中冷却到大约15(TC，此时的气体温度高于酸 露点和水露点。如果气体冷却到或低于酸或水露点，那么，在热交换器的耐热 材料中，严重的腐蚀可能发生。氨，氯，硫，微粒，盐等，经常被从气体中除去，例如，通过干或半干净 化处理。这样，在后来的处理阶段，引起环境问题的材料或阻塞和/或侵蚀的 材料可以被除去。关于3.气体的进一步冷却，借此，冷凝气体中的蒸汽为了利用更多的热能，气体可进一步降温，借此，包括气体中的水蒸汽的 蒸汽冷凝。气体的组分取决于热反应器内变换的燃料和条件。由于燃料中高的 湿气含量和热装置中少量的剩余空气，获得高的水露点。通常，如果气体有大 气压，气体中的水露点将要大约为35 -60°C。如果气体被冷却低于水露点， 水蒸汽将凝结，凝结的能量释放，这可用于进一步的热生产。依靠热处理中的 燃料和条件，能源利用率可提高大约30%。通过水蒸汽的冷凝，其他材料也从气体中释放，如氨，氯，硫，微粒，盐 等。因为这些物质中的一些可能破坏，如腐蚀用于冷却干气(对流部分)的材 料，所以，冷凝部分通常由其他材料制成。在冷凝部分中，用例如玻璃纤维， 塑料，玻璃，耐酸不锈钢，钛等。因为通向冷凝装置的气体冷却到例如15(TC,并且具有大约35 -60。C的水 露点，所以，在冷凝装置中被加热的水的温度变的太低以致于不能用于供应。 因此，来自冷凝装置的水必须进一步进行加热。冷凝装置后的气体中的能量可以进一步利用，比如，通过将水蒸汽和热量 传递到加入热处理中的燃烧空气，或通过热泵。在一些设备，尤其是化工设备，通过将大量的水喷入"骤冷"，应用热气 的急剧冷却。因为有剩余的水，所以"骤冷"是湿的。在这些设备中，由于没 有相当多的蒸发器将产生喷射水，所以为了保证气体的冷却，水量非常大。同 样，气体特性的(比如露点)没有显着变化将产生。用于骤冷中的喷嘴是产生 大水滴并提供大量的水的类型。因此，在骤冷中，水的热容量(约4.16焦耳/ 克/ °C )用来冷却气体。在一些设备，尤其是化工设备，通过将水喷入"蒸发冷却器"，应用热气 的急剧冷却。在"蒸发冷却器"中，冷却的气体可以变干，从而，干气净化系 统可以用于净化气体，由于环境保护法，这是必要的。这样的设备中的一个例 子为水泥生产厂。来自"蒸发冷却器"的气体中的水蒸汽没有冷凝且用于热水 的生产。在一些以气体或油为燃料的设备中，燃烧室是很紧凑的，并且接着用作气 泵的喷射器。然后喷射器可以接着热交换器，在热交换器中，水蒸气冷凝，因 此重新获得能量。然而，这种系统无法使用，原因有几个，比如A.固体燃料的供给系统和燃烧室与气体燃料的供给系统和燃烧室很不同。如果使用固体燃料，下面的冷凝热将腐蚀和/或阻碍微粒。
技术实现思路
本专利技术提供一种通过相当少的热传递装置，允许将来自热气的能量 传递到水或另外的流体的方法和设备，来自热气的热传递可以被收集在单独的冷凝装置中。而且，因为避免了用于冷凝装置的水回路联接和控制以 及对流部分，所以，获得了更简单的水回路。这样，本专利技术提供一种用于从热烟气中进行热回收的方法，该热烟 气在根据权利要求1限定的热反应器中产生。根据该方法，水以这样的一种数量和方式喷射在一个或多个喷射区域由于水的蒸发，烟气温度 下降到低于400°C,并且气露点至少为60°C。随后，气体通过冷凝热交换器 装置(8),在冷凝热交换器装置中，水蒸汽的至少一些冷凝，并且冷凝热用于 加热液体流，主要为水。这样，水的全面的蒸发热被利用两次1. 通过水的喷射和水的蒸发，气体中的水蒸气量增加，因而，气露点增加。提及的例子为将气体被冷却到15(TC的水喷射到来自生物质燃烧的 烟气中，将把用于烟气的露点增加到大约85°C。在没有水喷射的情况下， 烟气中的露点通常为35 - 60°C。2. 然后，在冷凝热交换器装置中，包含大量水蒸汽的冷却气体可以产 生能量，以前，冷却气体产生在至少两个装置中，也就是，干热对流部 分和冷凝部分。此外，由于水的喷射，烟气的露点已经显著地增加了 ，这意味着冷凝热交换器装置可以将水或其它流体加热到合适的温度，用 于作为供给直接应用水。喷射到热气中的水的至少一部分将在喷嘴雾化，借此，水将蒸发的 更快。在几个喷射区域，将水喷射到热气中可能发生，这几个喷射区域可 能包括燃料、热反应器、气体净化装置和/或冷凝热交换器装置。通过将 水喷射到燃料和/或热反应器中，获得许多优点如果设备设计为用于湿燃料，通过将水喷射到燃料和/或热反应器中， 该同样的设备可以用于干燃料。这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于回收来自热气的热的方法，该热气在加有固体燃料（１）的热反应器中产生，所述方法包括：在一个或多个喷射区域（４）将水喷射到气体中，以这样的数量和方式：由于水蒸发，烟气温度减小到低于４００℃，并且气露点变成至少６０℃；随后，将气体通过冷凝热交换器装置（８），在冷凝热交换器装置中，水蒸汽含量的至少一些被冷凝；和将冷凝热利用于主要为水的流体流的加热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：延斯达尔本特森，
申请(专利权)人：达尔能源控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]