加热炉烟气余热回收系统和燃烧系统技术方案

技术编号:27056934 阅读:70 留言:0更新日期:2021-01-15 14:33
本发明专利技术涉及加热炉的烟气回收处理领域,具体而言,涉及一种加热炉烟气余热回收系统和燃烧系统。其包括喷淋冷却塔和空气加湿塔,喷淋冷却塔包括冷却塔本体和喷淋冷却液的第一喷淋装置,冷却塔本体相对靠近塔底的一侧设置有烟气进口,第一喷淋装置设置于冷却塔本体内,并相对靠近塔顶,使得烟气与冷却液形成对流;空气加湿塔包括空气加湿器本体和喷淋液体的第二喷淋装置,空气加湿器本体相对靠近塔底的一侧设置有空气进口,第二喷淋装置设置于空气加湿器本体内,并相对靠近塔顶,冷却塔本体的液体出口与第二喷淋装置连接,使得空气与液体形成对流,对空气进行加热加湿。其能够有效回收利用加热炉的烟气的余热的同时降低烟气中NOx的含量。

【技术实现步骤摘要】
加热炉烟气余热回收系统和燃烧系统
本专利技术涉及加热炉的烟气回收处理领域,具体而言,涉及一种加热炉烟气余热回收系统和燃烧系统。
技术介绍
加热炉是炼化企业的用能大户和主要排放口,对炼化企业而言,提高加热炉热效率,降低污染物排放量以及节能减排具有十分重要的意义。现有技术一般采用空气预热的方式回收烟气余热,通过减少排烟损失,提高能源的利用效率,但目前加热炉排烟温度普遍高于100℃。这是由于若加热炉烟气温度低于100℃时,常规空气预热器会发生低温露点腐蚀,无法在露点温度下长期运行。而现有的耐低温露点腐蚀空气预热器价格昂贵且换热效率较低,回收100℃以下的烟气显热经济性能较差,炼化企业较少进行这部分余热的回收利用。并且,当加热炉烟气温度低于55℃时,烟气中的水蒸气到达露点,水蒸气冷凝会释放大量的冷凝潜热。由于热量巨大、温度较低,常规的空气换热无法回收这部分烟气的冷凝潜热。因此,现有的空气换热的方式难以回收烟气低温显热及冷凝潜热,制约加热炉热效率进一步提高。同时,随着国家环保法规的严格,国家标准对加热炉排放进行了规定,要求工艺加热炉烟气中NOx含量不超过100mg/m3,炼化企业相继进行了低氮燃烧技术的改造,目前排放基本达到国家标准,但进一步降低加热炉烟气中NOx的排放量,在技术上还存在一定的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的包括,例如,提供了一种加热炉烟气余热回收系统和燃烧系统,通过助燃空气的加湿及升温回收烟气显热和部分冷凝潜热,有效回收利用加热炉的烟气的余热的同时降低烟气中NOx的含量。r>本专利技术的实施例可以这样实现:第一方面,本专利技术实施例提供一种加热炉烟气余热回收系统,包括喷淋冷却塔和空气加湿塔,所述喷淋冷却塔与所述空气加湿塔连接;所述喷淋冷却塔包括冷却塔本体和喷淋冷却液的第一喷淋装置,所述冷却塔本体相对靠近塔底的一侧设置有烟气进口,所述第一喷淋装置设置于所述冷却塔本体内,并位于相对靠近所述冷却塔本体的塔顶的一侧,使得烟气与冷却液形成对流,继而烟气对冷却液进行加热,回收烟气的余热;所述空气加湿塔包括空气加湿器本体和喷淋液体的第二喷淋装置,所述第二喷淋装置设置于所述空气加湿器本体内,并位于相对靠近塔顶的一侧,所述冷却塔本体的液体出口与所述第二喷淋装置连接,所述空气加湿器本体相对靠近塔底的一侧设置有空气进口,使得空气与液体形成对流,且所述冷却塔本体内喷淋后的液体通过所述第二喷淋装置对所述空气进行加热加湿,所述空气加湿器本体具有向加热炉通入加热加湿后的空气的空气出口。在可选的实施方式中,所述空气加湿塔还包括微孔气体分布器,所述微孔气体分布器设置于所述空气加湿器本体内部的塔底,并与所述空气加湿器本体连接,且所述空气进口与所述微孔气体分布器连通,使得空气均匀分布在空气加湿器本体内。在可选的实施方式中,所述微孔气体分布器为膜元件;优选地,所述膜元件内设置有多根膜管;优选地,膜管的当量直径为10~70mm,膜元件的孔隙率为50~80%,膜元件的微孔孔径小于1μm,膜管上的膜采用陶瓷膜或中空纤维膜。在可选的实施方式中,所述空气加湿塔还包括雾化器,所述雾化器设置于所述空气加湿器本体内,并与所述空气加湿器本体连接,所述雾化器位于第二喷淋装置和微孔气体分布器之间,使得所述雾化器对第二喷淋装置喷淋的液体进行切割,形成细化液滴。在可选的实施方式中,所述雾化器为格栅式雾化器,且所格栅的厚度为5-30mm,格栅孔当量直径为0.1~10mm;优选地,所述空气加湿器本体的液体出口与所述第一喷淋装置连接。在可选的实施方式中,所述喷淋冷却塔还包括喷淋换热器,所述喷淋换热器设置于所述烟气进口和所述第一喷淋装置之间,且所述喷淋换热器与所述冷却塔本体连接,且所述喷淋换热器的进气口与所述空气加湿器本体的空气出口连通。在可选的实施方式中,所述喷淋换热器为管式换热器;优选地,所述管式换热器为扭曲管或在所述管式换热器内设置有扰流片;优选地,所述管式换热器的管道直径为10-70mm;优选地,所述冷却塔本体的液体出口与所述第一喷淋装置连接;优选地,所述喷淋冷却塔包括对所述烟气进行导流的导流板,所述导流板设置于所述冷却塔本体内,并与所述冷却塔本体连接,且所述导流板与所述烟气进口相对设置。在可选的实施方式中,所述喷淋冷却塔还包括对烟气进行进一步冷凝的冷凝部,所述冷凝部设置于所述冷却塔本体内,并与所述冷却塔本体连接,所述冷凝部位于所述第一喷淋装置与所述冷却塔本体的塔顶之间;优选地,所述冷凝部包括底板、烟气上升管和第三喷淋装置,所述底板设置于所述第一喷淋装置与所述冷却塔本体的塔顶之间,所述底板与所述冷却塔本体固定连接,所述烟气上升管设置于所述底板上,并与所述底板连接,所述第三喷淋装置设置于所述底板与所述冷却塔本体的塔顶之间,使得所述烟气通过所述烟气上升管后与所述第三喷淋装置喷淋的冷凝液接触;优选地,所述第三喷淋装置与所述冷却塔本体的塔顶之间还设置有除雾器;优选地,所述底板与所述第二喷淋装置连接,使得第三喷淋装置喷淋后的液体能够加湿加热空气;优选地,所述烟气上升管为文丘里管。在可选的实施方式中,加热炉烟气余热回收系统还包括空气预热器,所述空气预热器与所述空气加湿塔的空气出口连通,所述空气预热器与所述烟气进口连通。第二方面,本专利技术实施例提供一种燃烧系统,其包括前述实施方式任一项所述的加热炉烟气余热回收系统。本专利技术实施例的有益效果包括,本专利技术实施例通过助燃空气的喷淋加湿及加热升温,无需其他冷源,利用助燃空气就能回收烟气低温显热和部分冷凝潜热,有效提升加热炉综合热效率。同时,通过对空气进行加热加湿,有助于提升进入加热炉的空气的水蒸气含量,继而降低形成的烟气中氮氧化物的含量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1提供的加热炉烟气余热回收系统的结构示意图;图2为本专利技术实施例1提供的导流板的结构示意图;图3为本专利技术实施例2提供的加热炉烟气余热回收系统的结构示意图;图4为本专利技术实施例2提供的燃烧系统的结构示意图。图标:100-加热炉烟气余热回收系统;110-喷淋冷却塔;111-冷却塔本体;112-烟气进口;113-第一喷淋装置;114-喷淋换热器;115-导流板;116-除雾器;120-空气加湿塔;121-空气加湿器本体;122-第二喷淋装置;123-空气进口;124-微孔气体分布器;125-雾化器;130-空气预热器;200-加热炉烟气余热回收系统;210-喷淋冷却塔;211-冷却塔本体;240-冷却段;250-冷凝段;212-烟气进口;213-第一喷淋装置;214-喷淋换热器;215-导流板;216-除雾器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热炉烟气余热回收系统,其特征在于,包括喷淋冷却塔和形成加热加湿空气的空气加湿塔,所述喷淋冷却塔与所述空气加湿塔连接;/n所述喷淋冷却塔包括冷却塔本体和喷淋冷却液的第一喷淋装置,所述冷却塔本体相对靠近塔底的一侧设置有烟气进口,所述第一喷淋装置设置于所述冷却塔本体内,并位于相对靠近所述冷却塔本体的塔顶的一侧,使得烟气与冷却液形成对流,继而烟气对冷却液进行加热,回收烟气的余热;/n所述空气加湿塔包括空气加湿器本体和喷淋液体的第二喷淋装置,所述第二喷淋装置设置于所述空气加湿器本体内,并位于相对靠近塔顶的一侧,所述冷却塔本体的液体出口与所述第二喷淋装置连接,所述空气加湿器本体相对靠近塔底的一侧设置有空气进口,使得空气与液体形成对流,所述冷却塔本体内喷淋后的液体通过所述第二喷淋装置对所述空气进行加热加湿,所述空气加湿器本体具有向加热炉通入加热加湿后的空气的气体的空气出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种加热炉烟气余热回收系统,其特征在于,包括喷淋冷却塔和形成加热加湿空气的空气加湿塔,所述喷淋冷却塔与所述空气加湿塔连接;
所述喷淋冷却塔包括冷却塔本体和喷淋冷却液的第一喷淋装置,所述冷却塔本体相对靠近塔底的一侧设置有烟气进口,所述第一喷淋装置设置于所述冷却塔本体内,并位于相对靠近所述冷却塔本体的塔顶的一侧,使得烟气与冷却液形成对流,继而烟气对冷却液进行加热,回收烟气的余热;
所述空气加湿塔包括空气加湿器本体和喷淋液体的第二喷淋装置,所述第二喷淋装置设置于所述空气加湿器本体内,并位于相对靠近塔顶的一侧,所述冷却塔本体的液体出口与所述第二喷淋装置连接,所述空气加湿器本体相对靠近塔底的一侧设置有空气进口,使得空气与液体形成对流,所述冷却塔本体内喷淋后的液体通过所述第二喷淋装置对所述空气进行加热加湿,所述空气加湿器本体具有向加热炉通入加热加湿后的空气的气体的空气出口。


2.根据权利要求1所述的加热炉烟气余热回收系统,其特征在于,所述空气加湿塔还包括微孔气体分布器,所述微孔气体分布器设置于所述空气加湿器本体内部的塔底,并与所述空气加湿器本体连接,且所述空气进口与所述微孔气体分布器连通。


3.根据权利要求2所述的加热炉烟气余热回收系统,其特征在于,所述微孔气体分布器为膜元件;
优选地,所述膜元件内设置有多根膜管;
优选地,膜管的当量直径为10~70mm,膜元件的孔隙率为50~80%,膜元件的微孔孔径小于1μm,膜管上的膜采用陶瓷膜或中空纤维膜。


4.根据权利要求2所述的加热炉烟气余热回收系统,其特征在于,所述空气加湿塔还包括雾化器,所述雾化器设置于所述空气加湿器本体内,并与所述空气加湿器本体连接,所述雾化器位于第二喷淋装置和微孔气体分布器之间,使得所述雾化器对第二喷淋装置喷淋的液体进行切割,形成细化液滴。


5.根据权利要求4所述的加热炉烟气余热回收系统,其特征在于,所述雾化器为格栅式雾化器,且格栅的厚度为5-30mm,格栅孔当量直径为0.1~10mm;
优选地,所述空气加湿器本体的液体出口与所述第一喷淋装置连接。


6.根据权利要求1-5任一项所述的加热...

【专利技术属性】
技术研发人员:李玖重孙志钦张婧帆高晓红周天宇郜建松高跃成牛风宾段彦明
申请(专利权)人:中国石油化工股份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:北京;11

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