[發明專利]煙氣水回收系統

在審

• 申請號: 201410707059.4
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104406186A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 馬有福;楊麗娟;岳榮
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F23J15/06
• 分類號: F23J15/06;F23L15/00;F28C1/00
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本發明屬于煙氣余熱及水回收領域，具體涉及一種對燃燒裝置排出的煙氣冷卻后進行水回收的煙氣水回收系統。

背景技術

目前，在各類鍋爐及爐窯的排煙中蘊含有大量的水資源，尤其是以天然氣及高水分煤種為燃料產生煙氣的含濕量較高，水蒸汽容積份額可達15％以上。而我國是一個干旱及缺水嚴重的國家，水資源人均占有量僅為世界平均水平的1/4，世界排名第121位；而且我國水資源分布極不均衡，北方地區(長江以北)國土面積占63.5％，水資源量僅占全國的19％，但我國85％以上的煤炭、石油及天然氣資源分布在北方地區。可見，從煙氣中回收水資源對緩減我國水資源緊張、保護地區生態環境及實現經濟可持續發展具有特殊意義。

現有技術中煙氣水回收系統中大多采用水作為冷卻介質，以水為冷卻介質的優點：比熱容大、水側的換熱系數高，因而在相同換熱溫差及換熱量下以水為冷卻介質冷卻煙氣可使煙氣冷卻器體積及成本大幅減小。然而，在火力發電廠等常見的工業用能系統中水的溫度一般不低于38℃，因此不足以與水露點溫度以下煙氣保持經濟可行的換熱溫差。

另外，還可以采用環境空氣作為冷卻介質，這種以環境空氣作為冷卻介質的空冷技術具有很好的經濟效益。尤其在我國北方地區，由于冬季較長，冬季氣溫可低至-30～-20℃，這就充分保證了以環境空氣為冷卻介質來實現煙氣水回收的可行性與經濟性。與水作為冷卻介質相比，以環境空氣作為冷卻介質的優點是：環境空氣方便易得不受地域限制、空冷技術成熟、換熱器空氣側無腐蝕及污垢問題；以環境空氣作為冷卻介質的缺點是：使用環境空氣作為冷卻介質的煙氣冷卻器的體積及成本較大，而且，因煙氣中往往含有酸性腐蝕性氣體，低溫煙氣冷卻器中受熱面須采用價格昂貴的耐腐蝕鋼材，這使得直接通過空氣冷卻煙氣的技術方案的缺點更加突出。

另外，由于各種技術及經濟性原因，各類鍋爐及爐窯的排煙溫度均在100℃以上，排煙中蘊含有大量的余熱資源。目前，對煙氣余熱回收已有大量研究及應用，但在煙氣水回收方面仍未有成熟技術路線。這是因為約100℃以上煙氣與冷卻介質之間的換熱溫差較大，因而通過某種工藝冷卻煙氣實現一部分煙氣余熱的回收相對容易；然而，若要同時實現煙氣水回收，需將煙氣冷卻至煙氣水露點以下(常見的煙氣水露點在45～55℃之間)，這需要大量溫度很低的冷卻介質，而絕大多數工業用能系統并不具備對如此低溫煙氣進行冷卻的條件。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種能夠對燃燒裝置排出的煙氣冷卻后對煙氣中的水分進行高效低成本回收的煙氣水回收系統。

本發明提供一種煙氣水回收系統，通過對燃燒裝置排出的煙氣冷卻后進行水回收，其特征在于,包括:冷卻塔，通過引入冷空氣對循環水進行冷卻從而形成冷水；煙氣冷卻器，與燃燒裝置相連通并且利用冷水作為冷卻介質對煙氣進行冷卻并得到凝結水；凝結水回收裝置，與煙氣冷卻器相連通用于儲存凝結水；以及水循環裝置，包含：用于輸送冷水進入煙氣冷卻器中的第一管道、及連接煙氣冷卻器的進口和冷卻塔的出口用于向冷卻塔輸送循環水的第二管道，其中，循環水進入冷卻塔后被冷空氣冷卻為冷水，冷水經過第一管道進入煙氣冷卻器對煙氣進行冷卻后成為熱水，熱水經過第二管道后形成溫水，溫水進入冷卻塔從而進行循環，冷水對煙氣冷卻器中的煙氣進行冷卻后，煙氣中的水分凝結為凝結水，凝結水被凝結水回收裝置回收。

在本發明提供的煙氣水回收系統中，可以具有這樣的特征，還包括：預熱裝置，用于對進入燃燒裝置中的環境冷風進行預熱，包含：用于輸送環境冷風的送風機、連通煙氣冷卻器的出口和冷卻塔的進口之間并且利用部分熱水預熱環境冷風的暖風器。

在本發明提供的煙氣水回收系統中，還可以具有這樣的特征：其中，第二管道包含：其中，第二管道包含：與暖風器并聯的并聯部分管道、連接煙氣冷卻器的出口和并聯部分管道一端的熱水部分管道、及連接并聯部分管道另一端和冷卻塔進口的溫水部分管道。

在本發明提供的煙氣水回收系統中，還可以具有這樣的特征：其中，并聯部分管道上設有控制進入暖風器中熱水的流量的調節閥。

在本發明提供的煙氣水回收系統中，還可以具有這樣的特征：其中，冷卻塔是濕式冷卻塔或干式冷卻塔中的任意一種。

本發明還提供一種鍋爐系統，其特征在于，包括：制粉系統、送風送粉系統、鍋爐主機系統和煙氣凈化系統，還包括：上述的煙氣水回收系統。

發明的作用與效果