一种基于烟气增压深度回收烟气余热的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于烟气增压的深度回收烟气余热系统及方法，包括常压喷淋塔，烟气压缩机，高压喷淋塔，旋液分离器，膨胀机，烟囱，闪蒸罐，第一减压阀，第一循环泵，第二循环泵，第二减压阀，第三循环泵和蒸汽压缩机；本发明专利技术通过多级变压喷淋实现对烟气显热及潜热的深度回收；本发明专利技术将脱硫脱硝及烟气显热回收合二为一，并将烟气回收热量闪蒸压缩制取高压蒸汽，通过膨胀机回收烟气压缩功；本发明专利技术系统具有热回收效率高、无酸露点腐蚀、无烟道堵塞、冷却水耗量低、尾气无“白烟”等特点。等特点。等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于烟气增压深度回收烟气余热的系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种烟气余热回收系统，尤其涉及一种基于烟气增压深度回收烟气余热制取蒸汽的系统及方法，属于烟气余热回收利用


技术介绍

[0002]目前，工业锅炉的排烟温度一般为200~500℃，烟气余热除了包括高温烟气显热外，还包括大量过热态水蒸汽潜热。有效回收烟气中的显热、尤其是烟气中水蒸汽潜热（占烟气余热总量的50%~70%）对提升各类工业锅炉的整体系统能源效率具有重要意义。
[0003]如图1所示，常规技术一般采用间壁式换热器对烟气余热进行回收，通常将烟气余热用以预热空气或制取高温热水，为避免酸露点腐蚀问题，系统一般仅对烟气中的高温显热进行部分回收，排烟温度依旧高达上百摄氏度，为了避免高温烟气对除尘等设备的损坏，常将烟气与大量冷空气混合或冷却水喷淋降温后再排放至环境。专利CN109883209A公开了一种加热炉烟气余热回收方法及装置，其采用间壁式换热器作为烟气热回收设备，由于烟气侧的传热系数较低，使其需求面积较大，设备投资较高，更主要的是间壁式热回收设备使用过程存在烟气粉尘堵塞烟道及酸露腐蚀换热设备问题，装置的使用寿命较短，设备维护工作量较大。采用喷淋水直接回收烟气余热，可以避免上述间壁式热回收设备存在的各类问题，如专利CN103851926A，专利CN 205065764U，但喷淋水回收烟气余热是一个强烈的热质交换过程，其同时伴随着烟气对喷淋水的放热以及烟气增湿对被加热喷淋水的吸热，喷淋水与烟气之间热质交换平衡后，喷淋水温度最终稳定在“绝热饱和冷却温度T
s”，绝热饱和冷却温度与烟气温度t
i
及烟气含湿量H
i
（每kg干烟气携带的水蒸汽质量，单位：g水/kg干烟气）有关；受绝热饱和冷却温度限制，常规喷淋法回收烟气余热无法提供高于绝热饱和冷却温度T
s
的热源，一般仅为50~85℃，过高的喷淋水温度t
o
（即供热热源温度）将导致其对应的排烟含湿量H
o
增加，当排烟含湿量大于烟气进口含湿量，即H
o
>H
i
时，说明系统不仅未能实现对烟气水蒸汽潜热的回收，烟气增湿反而需要消耗大量通过烟气显热回收的热量，导致烟气热回收率大幅下降。
[0004]通过上述分析可知，为实现对烟气中水蒸汽潜热的回收，余热回收系统需尽可能的降低排烟含湿量H
o
，在喷淋水回收烟气余热的系统中，排烟含湿量H
o
=0.622P
s
/（P
z
‑
P
s
），其中P
s
为排烟温度下水的饱和蒸汽压，P
s
仅为烟气温度的函数；P
z
为烟气总压力。可见在排烟温度一定的情况下，排烟湿含量H
o
是烟气总压力的函数，且烟气含湿量与烟气总压力成反比关系，提高烟气总压可显著降低烟气出口含湿量H
o
。基于烟气增压实现对烟气显热及水蒸汽潜热深度回收的系统及方法尚未见报道，基于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种基于烟气增压深度回收烟气余热的系统及方法。用以解决常规技术中烟气余热利用率低、烟道易堵塞、设备酸露点腐蚀、白烟排放等问题。
[0006]一种基于烟气增压的深度回收烟气余热系统，其特征在于，系统包括常压喷淋塔，烟气压缩机，高压喷淋塔，旋液分离器，膨胀机，烟囱，闪蒸罐，第一减压阀，第一循环泵，第二循环泵，第二减压阀，第三循环泵，蒸汽压缩机。
[0007]所述常压喷淋塔为封闭式罐体结构，侧壁设有烟气进口、喷淋水进口、补水口及药剂添加口，顶部设有湿烟气出口，底部设有喷淋水出口；所述高压喷淋塔为封闭式罐体结构，侧壁设有湿烟气进口、喷淋水进口，顶部设有烟气出口，底部设有喷淋水出口；所述旋液分离器侧壁设有进液口，顶部设有排气口，底部设有出液口；所述闪蒸罐侧壁设有进液口，顶部设有闪蒸汽出口，底部设有出液口。
[0008]烟气进管与所述常压喷淋塔侧壁的烟气进口相连，常压喷淋塔顶部的湿烟气出口与所述烟气压缩机进口相连，烟气压缩机出口与所述高压喷淋塔侧壁的湿烟气进口相连，常压喷淋塔底部喷淋水出口与所述第三循环泵进口相连；高压喷淋塔顶部的烟气出口与所述膨胀机入口相连，膨胀机出口与烟囱进气口相连，并在连接管路上设置凝液排口；所述高压喷淋塔底部的喷淋水出口与所述第二循环泵的进口相连，第二循环泵的出口分别与第二减压阀进口、高压喷淋塔侧壁的喷淋水进口及旋液分离器侧壁进液口相连；所述旋液分离器的顶部排气口与所述膨胀机进口相连，旋液分离器底部出液口与所述第一减压阀进口相连；第一减压阀出口与所述闪蒸罐侧壁进液口相连，闪蒸罐顶部闪蒸汽出口与所述蒸汽压缩机进口相连，闪蒸罐底部出液口与所述第一循环泵进口相连；第一循环泵出口与高压喷淋塔侧壁的喷淋水进口相连；所述第二减压阀出口与第三循环泵进口相连；第三循环泵出口与常压喷淋塔侧壁的喷淋水进口相连，并在连接管路上设置排液口。
[0009]优选地，所述常压喷淋塔内部设有常压喷淋塔除沫器，常压喷淋塔喷淋头，常压喷淋塔填料，所述常压喷淋塔喷淋头与常压喷淋塔侧壁的喷淋水进口相连；常压喷淋塔除沫器采用丝网除沫器或折流板式除沫器。
[0010]优选地，所述高压喷淋塔内部设有高压喷淋塔除沫器，高压喷淋塔喷淋头，高压喷淋塔填料，所述高压喷淋塔喷淋头与高压喷淋塔侧壁的喷淋水进口相连；高压喷淋塔除沫器采用丝网除沫器或折流板式除沫器。
[0011]优选地，所述常压喷淋塔填料及高压喷淋塔填料采用耐腐蚀的散堆填料或规整填料，填料材质为金属、陶瓷或塑料；优选地，所述闪蒸罐内部设置闪蒸罐除沫器，闪蒸罐除沫器可选择丝网除沫器、折流板式除沫器；优选地，所述烟气压缩机采用单级或多级压缩方式，压缩机形式为活塞式压缩机、罗茨式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机；优选地，所述蒸汽压缩机采用单级或多级压缩方式，压缩机形式为活塞式压缩机、罗茨式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机；优选地，所述膨胀机与烟气压缩机或蒸汽压缩机同轴安装，回收高压烟气膨胀功用以驱动烟气压缩机或蒸汽压缩机运行。
[0012]本专利技术还提供一种基于烟气增压深度回收烟气余热系统的工作方法如下：高温烟气进入常压喷淋塔与喷淋水进行热湿交换，回收烟气高温显热并为烟气增
湿，喷淋水温度平衡在绝热饱和冷却温度T
s
，并排出温度为T
s
的饱和湿烟气，饱和湿空气经烟气压缩机后进入高压喷淋塔，压力升高后烟气的含湿量降低，湿烟气析出水分，凝液释放潜热加热高压喷淋塔内的循环水；高压喷淋塔内喷淋水经第二循环泵一部分返回常压喷淋塔，另一部分进入旋液分离器脱出夹带烟气后，经第一减压阀减压后进入闪蒸罐闪蒸降温，闪蒸所得二次水蒸汽经蒸汽压缩机压缩增压后对外供给高压蒸汽；闪蒸罐内闪蒸降温后的循环水经第一循环泵再次返回高压喷淋塔吸热升温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于烟气增压的深度回收烟气余热系统，其特征在于，系统包括常压喷淋塔，烟气压缩机，高压喷淋塔，旋液分离器，膨胀机，烟囱，闪蒸罐，第一减压阀，第一循环泵，第二循环泵，第二减压阀，第三循环泵和蒸汽压缩机；所述常压喷淋塔为封闭式罐体结构，侧壁设有烟气进口、喷淋水进口、补水口及药剂添加口，顶部设有湿烟气出口，底部设有喷淋水出口；所述高压喷淋塔为封闭式罐体结构，侧壁设有湿烟气进口、喷淋水进口，顶部设有烟气出口，底部设有喷淋水出口；所述旋液分离器的侧壁设有进液口，顶部设有排气口，底部设有出液口；所述闪蒸罐的侧壁设有进液口，顶部设有闪蒸汽出口，底部设有出液口；烟气进管与所述常压喷淋塔侧壁的烟气进口相连，常压喷淋塔顶部的湿烟气出口与所述烟气压缩机的进口相连，烟气压缩机的出口与所述高压喷淋塔的湿烟气进口相连，常压喷淋塔的喷淋水出口与所述第三循环泵进口相连；高压喷淋塔的烟气出口与所述膨胀机的入口相连，膨胀机的出口与烟囱的进气口相连，膨胀机与烟囱的连接管路上设置凝液排口；所述高压喷淋塔的喷淋水出口与所述第二循环泵的进口相连，第二循环泵的出口分别与第二减压阀进口、高压喷淋塔的喷淋水进口及旋液分离器的进液口相连；所述旋液分离器的排气口与所述膨胀机的进口相连，旋液分离器的出液口与所述第一减压阀的进口相连；第一减压阀的出口与所述闪蒸罐的进液口相连，闪蒸罐的闪蒸汽出口与所述蒸汽压缩机进口的相连，闪蒸罐的出液口与所述第一循环泵的进口相连；第一循环泵的出口与高压喷淋塔的喷淋水进口相连；所述第二减压阀的出口与第三循环泵的进口相连；第三循环泵的出口与常压喷淋塔的喷淋水进口相连，第三循环泵与常压喷淋塔的喷淋水进口的连接管路上设置排液口。2.根据权利要求1所述的一种基于烟气增压的深度回收烟气余热系统，其特征在于，所述常压喷淋塔内部设有常压喷淋塔除沫器，常压喷淋塔喷淋头，常压喷淋塔填料，所述常压喷淋塔喷淋头与常压喷淋塔的喷淋水进口相连；常压喷淋塔除沫器采用丝网除沫器或折流板式除沫器。3.根据权利要求2所述的一种基于烟气增压的深度回收烟气余热系统，其特征在于，所述高压喷淋塔内部设有高压喷淋塔除沫器，高压喷淋塔喷淋头，高压喷淋塔填料，所述高压喷淋塔喷淋头与高压喷淋塔的喷淋水进口相连；高压喷淋塔除沫器采用丝网除沫器...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏君君，尹海蛟，于会满，全晓宇，刘莉，彭涛，
申请(专利权)人：江苏乐科节能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：