[發明專利]煙氣余熱回收方法及煙氣余熱回收系統

有效

• 申請號: 201210380160.4
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102901077A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 彭虎;劉建平;夏廣斌
• 申請（專利權）人: 湖南長拓高科冶金有限公司
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18;F22G1/00;F22D1/00;F22G5/12
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及工業余熱利用技術領域，特別地，涉及一種煙氣余熱回收方法。此外，本發明還涉及一種煙氣余熱回收系統。

背景技術

煙氣余熱資源屬于二次能源，是一次能源或可燃物料轉換后的產物，或是燃料燃燒過程中所發出的熱量在完成某一工藝過程后所剩下的熱量。按照溫度品位，工業上，余熱一般分為600℃以上的高溫余熱和300℃以下的低溫余熱。

低溫余熱量大，溫度分布范圍寬，占工業余熱資源總量的50％以上，分布廣泛，如冶金、化工、建材、機械、電力等行業，各種冶煉爐、加熱爐、內燃機和鍋爐的排氣排煙，而且有些工業窯爐的煙氣余熱量甚至高達爐窯本身燃料消耗量的30％～60％，節能潛力大，是余熱利用的主要研發對象。低溫煙氣作為低溫余熱的載體，排放量很大，攜帶熱能豐富，但由于低溫限制導致換熱效率低、余熱產品應用范圍窄、利用價值低、煙氣余熱回收經濟效益差，使得低溫煙氣難以得到有效利用，煙氣直接排放還出現嚴重熱污染，小范圍內熱污染造成城市熱島效應，導致居住環境變差，全球范圍內的影響則是造成全球氣候的不可預測的變化，惡化全球生存環境。

而高溫余熱回收利用時傳熱動力足，回收和利用相對容易，見效快，實現技術難度低，因此簡單的高溫余熱的利用比較普遍，然而，目前的高溫余熱的回收利用停留在一種粗放式的利用，熱利用效率低下獲取單位重量余熱產品(蒸汽)的高溫余熱消耗量大、浪費嚴重。

因此，有必要開發出一種煙氣余熱回收方法及系統，既有效地回收溫度低于300℃甚至更低的煙氣中的余熱，又進一步提高高溫余熱載體中的余熱的利用效率，同時挖掘兩種余熱資源的應用潛力，更好地達到節能減排目的。

發明內容

本發明目的在于提供一種煙氣余熱回收方法及煙氣余熱回收系統，以解決既有效地回收低溫煙氣中的余熱，又進一步提高高溫余熱載體中的余熱利用效率的問題。

為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種煙氣余熱回收方法，包括：在利用高溫余熱載體與低溫飽和蒸汽換熱，使低溫飽和蒸汽轉換成高溫過熱蒸汽之前，先用低溫煙氣與冷凝水換熱，使冷凝水轉化為低溫飽和蒸汽的全部或部分。

進一步地，用低溫煙氣與冷凝水換熱的步驟，包括：利用第二階段的低溫煙氣與低溫冷凝水換熱，使低溫冷凝水轉換成高溫冷凝水；利用第一階段的低溫煙氣與高溫冷凝水的第一部分換熱，使高溫冷凝水的第一部分轉化成低溫飽和蒸汽的第一部分，并且使第一階段的低溫煙氣的溫度降低得到第二階段的低溫煙氣。

進一步地，高溫過熱蒸汽與高溫冷凝水的第二部分進行換熱，使高溫冷凝水的第二部分轉換成高溫飽和蒸汽，并且使換熱后的高溫過熱蒸汽轉換成中溫過熱蒸汽。

進一步地，中溫過熱蒸汽的一部分被高溫飽和蒸汽引射，得到高壓過熱蒸汽。

進一步地，高壓過熱蒸汽經蒸汽用戶端設備使用后，經汽、液分離得到低溫冷凝水的一部分以及低溫飽和蒸汽的一部分。

根據本發明的另一個方面，還提供了一種煙氣余熱回收系統，包括：高溫余熱回收裝置，利用高溫余熱載體加熱低溫飽和蒸汽，將低溫飽和蒸汽轉換成高溫過熱蒸汽；低溫余熱回收裝置，利用低溫煙氣加熱冷凝水，將冷凝水轉換成低溫飽和蒸汽的全部或部分。

進一步地，低溫余熱回收裝置包括：一級低溫余熱回收裝置，具有低溫煙氣流通腔室及位于低溫煙氣流通腔室內的冷凝水流通管道；二級低溫余熱回收裝置，具有低溫飽和蒸汽發生腔室及位于低溫飽和蒸汽發生腔室內的低溫煙氣流通管道，其中，低溫飽和蒸汽發生腔室的輸入端與冷凝水流通管道的輸出端相連，低溫煙氣流通管道的輸出端與低溫煙氣流通腔室的輸入端相連。

進一步地，高溫余熱回收裝置包括：高溫余熱載體流通腔室；高溫蒸汽流通管道，設置在高溫余熱載體流通腔室內，高溫蒸汽流通管道的輸入端與低溫飽和蒸汽發生腔室的輸出端以及蒸汽用戶端設備的返回蒸汽輸出端相連。

進一步地，本發明提供的煙氣余熱回收系統，還包括高壓蒸汽發生器，高壓蒸汽發生器具有高溫飽和蒸汽發生腔室及位于高溫飽和蒸汽發生腔室內的過熱蒸汽流通管道，其中，高溫飽和蒸汽發生腔室的輸入端與冷凝水流通管道的輸出端相連；過熱蒸汽流通管道的輸入端與高溫蒸汽流通管道的輸出端相連。

進一步地，本發明提供的煙氣余熱回收系統，還包括蒸汽引射器，蒸汽引射器的被引射蒸汽輸入端與過熱蒸汽流通管道的輸出端相連，蒸汽引射器的工作蒸汽輸入端與高溫飽和蒸汽發生腔室的輸出端相連，蒸汽引射器的混合蒸汽輸出端與蒸汽用戶端設備的輸入端相連。