[發明專利]一種燃氣鍋爐煙氣潛熱回收利用系統

有效

• 申請號: 201611242745.4
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106765043B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 肖云漢;王波;路源;張哲巔;趙麗鳳
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F22D1/36
• 分類號: F22D1/36
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明提供了一種燃氣鍋爐煙氣潛熱回收利用系統，燃氣鍋爐本體的煙氣進入煙氣/循環水接觸塔，煙氣/循環水接觸塔中的煙氣與循環水子系統的循環水直接逆流接觸換熱，實現燃氣鍋爐煙氣潛熱的回收，從煙氣中回收的潛熱高溫部分用于加熱鍋爐給水、低溫部分用于加熱加濕燃燒空氣和燃料氣，降低燃燒NO_x排放。本發明通過煙氣與循環水在煙氣/循環水接觸塔中直接接觸換熱，大大減小了換熱面積，降低了造價，同時避免了換熱器的酸腐蝕問題；采用多段換熱方式，實現基于不同水氣比的多段塔直接接觸換熱，使得煙氣潛熱的放熱與循環水的吸熱匹配并與空氣和燃料加熱加濕結合，顯著提高了煙氣潛熱回收利用率，能最大程度地回收煙氣潛熱。

技術領域

本發明涉及煙氣低溫余熱回收利用與NO_x減排技術領域，特別是一種燃氣鍋爐煙氣潛熱回收利用系統。

背景技術

我國有大量燃燒氣體(天然氣等)、液體等碳氫燃料產生熱水/蒸汽的鍋爐，為工業和生活供熱。碳氫燃料燃燒煙氣中含有大量水蒸氣，這些水蒸氣隨煙氣排走，造成了大量的能量和水的損失。燃氣鍋爐燃燒的煙氣中含有大量水蒸氣，水蒸氣在冷凝過程中會釋放大量的潛熱，如純甲烷燃燒的煙氣露點溫度接近60℃，即從約60℃開始，煙氣繼續降溫，則水蒸氣冷凝并會逐漸釋放出煙氣中的潛熱，這部分潛熱的能量很大，但是由于溫度較低，受換熱溫差限制而難以利用。為了回收煙氣潛熱，提高燃料轉化利用的效率，人們對回收利用煙氣潛熱的方法進行了大量研究。常規的潛熱回收方法是采用給水與濕煙氣通過間壁式換熱器換熱降低煙氣排氣溫度，這種方法已經獲得了大量的應用，其缺點是一方面換熱器換熱面積大、且換熱器還需耐受煙氣冷凝液的腐蝕性，造價高；另一方面，最大熱回收量受給水溫度的限制，排煙溫度不能降低到給水溫度之下，當給水溫度較高時，潛熱回收率較低。針對給水溫度高，熱回收率較低的問題，人們開發了回收煙氣潛熱與吸收式或者壓縮式熱泵結合的方法，該方法通過熱泵冷水機組產生冷源，吸收鍋爐排煙的低溫潛熱，再通過熱泵升溫后傳遞給熱用戶，這種方法的缺點是熱泵的造價和運行費用較高。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種燃氣鍋爐煙氣潛熱回收利用系統。

(二)技術方案

本發明提供了一種燃氣鍋爐煙氣潛熱回收利用系統，包括：燃氣鍋爐本體、煙氣/循環水接觸塔、循環水子系統；其中，所述燃氣鍋爐本體產生的煙氣進入煙氣/循環水接觸塔，在所述煙氣/循環水接觸塔中，所述煙氣與循環水子系統的循環水直接逆流接觸換熱，實現燃氣鍋爐煙氣潛熱的回收利用。

優選地，所述循環水子系統包括：給水/循環水換熱器、循環水分流器、空氣加溫加濕裝置、風扇、第一循環水增壓泵、第二循環水增壓泵；所述第一循環水增壓泵將高溫循環水泵送至給水/循環水換熱器，鍋爐給水在給水/循環水換熱器中與高溫循環水換熱，預熱后的鍋爐給水送至燃氣鍋爐本體；所述高溫循環水經過給水/循環水換熱器后由循環水分流器分為兩路，第一路循環水進入煙氣/循環水接觸塔；所述第二路循環水進入空氣加溫加濕裝置，風扇將空氣吹入空氣加溫加濕裝置，第二路循環水對空氣加溫加濕，濕空氣進入燃氣鍋爐本體與燃料混合燃燒，加熱預熱后的鍋爐給水生成外供熱水；所述第二路循環水經過空氣加溫加濕裝置后由第二循環水增壓泵送至煙氣/循環水接觸塔，第一路循環水與第二路循環水在煙氣/循環水接觸塔中與煙氣直接逆流接觸換熱，生成高溫循環水，實現循環工作。

優選地，所述煙氣由煙氣/循環水接觸塔的底部進入煙氣/循環水接觸塔；所述第一路循環水由煙氣/循環水接觸塔的中部噴淋而下，所述第二路循環水由煙氣/循環水接觸塔的頂部噴淋而下，與第一路循環水在煙氣/循環水接觸塔的下半段混合；在煙氣/循環水接觸塔的上半段，煙氣與第一路循環水和第二路循環水的混合水直接接觸換熱，在煙氣/循環水接觸塔的下半段，煙氣與第二路循環水直接接觸換熱，然后排空。

優選地，所述煙氣/循環水接觸塔下半段的水氣比高于煙氣/循環水接觸塔上半段的水氣比。