相变耦合预热利用装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及锅炉领域，特别是一种相变耦合预热利用装置。包括由下至上依次设置的中介水池、第一空气预热器、第二空气预热器、第一烟气取热器和第二烟气取热器，第一中介水池与第一空气预热器连通，第一空气预热器的空气出口与第二空气预热器的空气进口连通，第二空气预热器与第一空气预热器之间设有第一集水箱，第二空气预热器与第一取热器之间设有第二集水箱，第一集水箱与第二中介水池连通，第三集水箱与第一喷淋系统连通。可回收大部分排烟全热，提升锅炉的热效率，回收低品质余热的同时提升锅炉的热效率，同时实现了对烟气的净化洗涤，减少了气溶胶、SO2、NO

【技术实现步骤摘要】
相变耦合预热利用装置


[0001]本专利技术涉及锅炉领域，特别是一种相变耦合预热利用装置。

技术介绍

[0002]锅炉的热效率在很大程度上取决于排烟热损失的大小，一般情况下锅炉排烟全热占锅炉满负荷热量的15％左右。由于锅炉的排烟温度较低，现有技术条件下，这些热量大部分无法直接利用，只能排放到大气中浪费掉，并且造成城市环境热污染。另外，烟气中的水蒸气排入大气后冷凝，造成有色烟羽现象，形成视觉污染，并造成了PM2.5排放指数的增加。
[0003]目前通常采用设置锅炉空气预热器或者前置式空气预热器解决上述问题。
[0004]锅炉空气预热器是利用锅炉尾部350℃左右的中温烟气，加热进入锅炉前空气的热交换器，是一种提高锅炉热效率降低能耗的设备。其优点是换热量大，但是存在以下缺点：
[0005](1)采用金属换热元件，换热效率低，设备造价高，占用空间大；
[0006](2)烟气及蒸汽与空气间壁式换热的阻力大，运行费用高；
[0007](3)使用未经处理的原烟气与空气间壁式换热，设备容易产生噪声、堵灰、振动、漏风等故障，运行维护工作量大；
[0008](4)锅炉空气预热器中烟气与空气的间壁式换热仅降低烟气温度并升高空气温度，不产生烟气净化作用，并且不对空气产生其他作用。
[0009]前置式空气预热器又称锅炉暖风器，是利用汽轮机低压抽汽加热现有锅炉空气预热器进口空气的热交换器。其优点是可以使锅炉排烟温度升高，实现现有锅炉空气预热器防腐防堵和SCR脱硝低负荷运行，但也存在以下缺点：
[0010](1)消耗汽轮机低压抽汽加热空气，降低锅炉热效率；
[0011](2)采用间壁式金属换热器，设备造价高，占用空间大；
[0012](3)间壁式换热效率低，换热量少，设备阻力大；
[0013](4)蒸汽侧容易产生振动、泄露等故障；
[0014](5)仅降低烟气温度并升高空气温度，不产生烟气净化作用，并且不对空气产生其他作用。

技术实现思路

[0015]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种相变耦合预热利用装置，可回收大部分排烟全热，提升锅炉的热效率，回收低品质余热的同时提升锅炉的热效率，同时实现了对烟气的净化洗涤，减少了气溶胶、SO2、NOX、烟尘及水蒸气等污染物排放，实现污染物的减排。
[0016]本专利技术的技术方案是：一种相变耦合预热利用装置，其特征在于，包括由下至上依次设置的中介水池、第一空气预热器、第二空气预热器、第一烟气取热器和第二烟气取热器，其中，
[0017]中介水池，包括第一中介水池和第二中介水池，第一中介水池与第一空气预热器连通；
[0018]第一空气预热器，其空气出口与第二空气预热器的空气进口连通，其上部设有第一喷淋系统；
[0019]第二空气预热器，包括换热管，第二空气预热器与第一空气预热器之间设有第一集水箱，第二空气预热器与第一取热器之间设有第二集水箱，换热管的进水端与第二集水箱连接，出水端与第一集水箱连接，第一集水箱与第二中介水池连通；
[0020]第一烟气取热器，其上部设有第二喷淋系统；
[0021]第二烟气取热器，其上部设有第三喷淋系统，第一烟气取热器和第二烟气取热器之间设有第三挡板和第三集水箱，第三挡板上间隔设置数个气孔，气孔处设有气液分离器，第三集水箱与第一喷淋系统连通。
[0022]本专利技术中，所述第一中介水池的顶部呈开口状，第二中介水池的顶部设有顶盖；
[0023]第一中介水池的出水口处设有第一中介水泵，第二中介水池的出水口处设有第二中介水泵。
[0024]第一空气预热器包括空气进入和空气出口，第二空气预热器包括空气进口和空气出口；
[0025]第二空气预热器内的空气流动方向与换热管内液体的流动方向相反。
[0026]第一空气预热器和第二空气预热器之间通过第一挡板间隔，第二空气预热器和第一烟气取热器之间通过第二挡板间隔，第一烟气取热器和第二烟气取热器之间通过第三挡板间隔；
[0027]第一挡板的侧面与塔体内壁的接触处设有第一集水箱；
[0028]第二挡板的中部呈凸起状，第二挡板的侧面与塔体内壁的接触处设有第二集水箱；
[0029]第三挡板的中部呈凸起状，第三挡板的侧面与塔体内壁的接触处设有第三集水箱。
[0030]所述第一烟气取热器包括烟气进口，第二烟气取热器的顶部设有烟气出口；
[0031]流入第一烟气取热器内的烟气依次通过第二喷淋系统、第三挡板上的气孔流入第二烟气取热器内。
[0032]所述第一喷淋系统、第二喷淋系统和第三喷淋系统均包括喷水管和沿盘水管的长度方向间隔设置的数个喷头，喷水管与塔体固定连接；
[0033]第三喷淋系统和第二喷淋系统分别与锅炉系统连接。
[0034]第一中介水池的出水口、第二中介水池的出水口分别与锅炉系统连接。
[0035]本专利技术的有益效果是：
[0036](1)现有锅炉空气预热器及现有前置式空气预热器，通常为一台换热器，烟气及蒸汽与空气采用常规的间壁式换热技术。
[0037]本装置的内部包括四台换热器组成的两套换热系统，第二烟气取热器和第一空气预热器组成主体换热系统，采用正反相变换热原理。即利用冷凝和蒸发这两种对立相变反应，实现烟气余热的提取和利用。正反相变换热具有换热量大、换热端差小、投资费用低、运维费用低、占地空间小、施工周期短等特点，其投资收益率要高于现有其他的换热系统。另
外第二烟气取热器和第一空气预热器组成的正反相变换热系统可单独提取出来，广泛应用于各类低温废水、低温废烟气项目中，余热、水蒸气的回收和利用。
[0038]第一烟气取热器和第二空气预热器组成辅助换热系统，采用余热除雾式换热原理。即吸收烟气余热的中介水，自流至第二空气预热器中与空气间壁式换热，实现烟气余热回收利用的同时，去除空气中的雾滴。第一烟气取热器和第二空气预热器组成的余热除雾式换热系统，有双重去雾滴作用：
①
空气与换热管组碰撞，被物理去除雾滴；
②
空气被换热管组加热，降低了相对湿度，消除已有雾滴并防止新雾滴的生成。另外，该余热除雾式换热系统具有工艺简单、能耗低的特点，可单独提取出来，应用于各类需要消除石膏雨、白烟的项目中，减少石膏雨、白烟的危害。
[0039](2)现有锅炉空气预热器及现有前置式空气预热器中，烟气及蒸汽与空气间壁式换热，只有一台换热器，换热量大小由锅炉负荷大小确定，无法灵活调整。
[0040]本申请中的烟水直接接触换热，换热量大小由中介水量调整，可在0
‑
100％之间自由调整，不随锅炉负荷变化。因此，本装置运行的灵活性远高于现有锅炉空气预热器及现有前置式空气预热器，可自动匹配适应外界影响因素，如锅炉负荷变化、外界气温变化等。
[0041](3)现有的锅炉空气预热器需要消耗350℃左右的高品质烟气；现有的前置式空气预热器消耗汽轮机低压抽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变耦合预热利用装置，其特征在于，包括由下至上依次设置的中介水池、第一空气预热器、第二空气预热器、第一烟气取热器和第二烟气取热器，其中，中介水池，包括第一中介水池和第二中介水池，第一中介水池与第一空气预热器连通；第一空气预热器，其空气出口与第二空气预热器的空气进口连通，其上部设有第一喷淋系统；第二空气预热器，包括换热管，第二空气预热器与第一空气预热器之间设有第一集水箱，第二空气预热器与第一取热器之间设有第二集水箱，换热管的进水端与第二集水箱连接，出水端与第一集水箱连接，第一集水箱与第二中介水池连通；第一烟气取热器，其上部设有第二喷淋系统；第二烟气取热器，其上部设有第三喷淋系统，第一烟气取热器和第二烟气取热器之间设有第三挡板和第三集水箱，第三挡板上间隔设置数个气孔，气孔处设有气液分离器，第三集水箱与第一喷淋系统连通。2.根据权利要求1所述的相变耦合预热利用装置，其特征在于，所述第一中介水池的顶部呈开口状，第二中介水池的顶部设有顶盖；第一中介水池的出水口处设有第一中介水泵，第二中介水池的出水口处设有第二中介水泵。3.根据权利要求1所述的相变耦合预热利用装置，其特征在于，第一空气预热器包括空气进入和空气出口，第二空气预热器包括空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海涛，聂令峰，赵长伟，李传振，邱传网，王霞，
申请(专利权)人：青岛艳阳天环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：