[發明專利]一種水洗式煙氣余熱回收裝置

無效

• 申請號: 200710034905.0
• 申請日: 2007-05-11
• 公開（公告）號: CN101303127A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 俞天蘭;向寓華;彭德其;俞秀民;俞天翔;蔣少青;吳金香;劉桂英;吳琦華;殷志凌
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: F23J15/04
• 分類號: F23J15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利涉及一種水洗式煙氣余熱回收裝置。它廣泛地適用于各種工業高溫煙氣的余熱利用和氣體除塵凈化，尤其適合于天然氣鍋爐、油鍋爐、水煤漿鍋爐、直燃機中央空調、工業爐等高溫煙氣的余熱利用與除塵凈化。

背景技術

對于天然氣鍋爐、油鍋爐、水煤漿鍋爐、直燃機中央空調、工業爐等的高溫煙氣的余熱利用，現有技術一般采用省煤器，只是利用其中的一部分余熱，設計規定煙氣要在高于露點的溫度排放，以防煙氣中的硫化物在露點下冷凝，避免設備遭受嚴重的快速腐蝕。并且，由于省煤器表面積灰等原因，使得傳熱效率很低。據文獻(馮欣，聲波吹灰器在余熱鍋爐中地應用，石油化工設備，2005年第2期，59-60頁)介紹的燃油煙氣的翅片管余熱鍋爐中的積灰影響，一個月內就使蒸汽量下降25％。

現有的煙氣余熱利用技術中，也有采用水洗法的，但都是傳統的向下噴淋方法，噴淋下來的熱污水通過換熱器將熱量傳給清潔的水(例如，2004年8月11日的發明專利，一種煙道煙氣多級余熱回收裝置，CN151952A)。這些技術存在三大問題：第一，為了防止噴淋孔的堵塞，水滴從噴淋孔噴出的初速度就不得低于一定值，以一定初速度向下噴淋的水滴作重力加速度運動，在裝置內停留的水洗時間很短，并且噴出的初速度愈大，停留與煙氣接觸作用的時間就愈短，效果就愈差；第二，為了防止噴淋孔發生堵塞，噴淋孔比較大，水滴粗大，分散度低，同樣噴淋量的水滴總表面積小，與煙氣接觸的效果差。由于這兩個原因，不僅造成設備龐大、噴淋量大、循環泵運行費高，而且引發更嚴重的問題是噴淋得到的水溫較低、低品位余熱利用換熱器面積很大與經濟性指標惡化的問題。

發明內容

本發明專利要解決上述高溫煙氣余熱利用技術存在的噴淋得到的水溫度較低、低效率、設備龐大、運行費用高等問題，提出一種水洗式煙氣余熱回收裝置，直接利用煙囪、煙道作為消煙余熱回收裝置，采用煙道噴淋水部分回流循環噴淋和大孔向上噴淋再細化的方法，得到較高溫度的噴淋水，減少噴淋熱污水利用熱能的清水換熱器面積，提高其運行效率和經濟性指標。這種裝置的消煙煙氣余熱回收的效率高，設備費和運行費低，可靠性高，操作維護簡便。

本發明專利的技術方案是：一種水洗式煙氣余熱回收裝置，由煙囪、噴淋頭、水滴細化器、煙氣均布板、煙道、噴淋管、煙道水滴細化器、夾套加熱器、回流堰、循環槽、循環泵、熱水槽、清水換熱器等組成。

在煙道水平段采用直接噴淋水洗方法除塵降溫回收余熱。在除塵降溫的水平煙道段的底部安裝煙道噴淋管，噴淋管可以是一根，也可以是兩根，甚至多根，由煙道橫截面的寬度決定。煙道噴淋管的噴淋孔的方向朝上，噴淋孔是直徑1.5mm以上的大孔，以防長期運行中發生堵塞；噴淋孔的上方設有煙道水滴細化器，使噴淋出來的大水滴得以細化成小水滴，提高煙氣凈化降溫的效果。水平煙道除塵降溫段噴淋得到的熱污水采用回流堰分隔為兩部分，回流堰的煙氣上游一側的熱污水溫度較高，流到熱水槽澄清后去清水換熱器與低溫清潔水熱交換；回流堰的煙氣下游一側的熱污水溫度較低，流到循環槽，與煙囪里噴淋得到的熱污水混合，以便提高到煙道噴淋管去噴淋的水溫，使煙道噴淋得到的污水溫度更高。在除塵降溫的水平煙道段的回流堰的煙氣上游一側設計有夾套加熱器，夾套側是從清水換熱器來的清潔熱水再加熱。由于該段煙道內溫度較高，夾套加熱器的傳熱溫差大，有利于得到溫度高的清潔熱水；由于夾套加熱器對應的煙道內側不是單一的干煙氣對流換熱，同時包含有水蒸氣冷凝、夾套內壁液膜與煙氣的直接接觸換熱，因此該側的換熱系數α_i就會顯著地高于單一的干煙氣對流換熱系數；夾套內設計有折流板，使清潔熱水側的對流換熱也得以強化；其綜合效果是煙道夾套加熱器得到比較有效的傳熱強化。

煙氣到煙囪再進一步降溫回收余熱。煙囪的中部設計有噴淋頭，其結構可以是同一層平面的圓環管、方環管、數根直管，也可以是在不同高度安裝的圓環管、方環管、數根置管。噴淋頭的噴淋孔的方向朝上，噴淋孔是直徑1.5mm以上的大孔，以防長期運行中發生堵塞；噴淋孔的上方設有水滴細化器，使噴淋出來的大水滴得以細化，提高煙氣的凈化降溫效果。煙囪入口部設計有煙氣均布板，以便提高煙氣在煙囪里均布程度，提高與噴淋水滴相互接觸作用的效果。煙囪底部設計有收集煙囪噴淋水和煙道低溫段噴淋水的循環槽，還有一個收集煙道高溫段噴淋水的熱水槽，兩槽可以左右相互隔離，也可以上下隔離，還可以將熱水槽與清水換熱器設計為一體化的結構。熱污水在熱水槽澄清后去清水換熱器，污水降溫以后又去煙囪噴淋頭循環利用，清水提高溫度以后，到夾套加熱器進一步加熱。