[發明專利]一種煙氣深度脫水處理與廢熱回收系統

在審

• 申請號: 201710084638.1
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106853324A
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 陳堅;張永耀;陳閔鋼;張立新;王輝;孟凡東;呂菲
• 申請（專利權）人: 國惠環保新能源有限公司;沈陽豐光能源科技有限公司;沈陽天航環保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26;B01D47/02;B01D53/48;B01D53/56;B01D53/78;B01D53/96;F24H4/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于工業與民用能源應用領域，具體涉及一種將鍋爐及窯爐等領域排放的熱煙氣進行深度脫水除濕處理，同時將排放煙氣中的廢熱能進行回收并提升為高品位熱能，制取生活熱水或生產工藝熱水(或其他熱流體)的環保與廢熱能再生利用系統。

背景技術

能源與環保成為當今社會的兩個重大問題。目前使用的各類鍋爐的排放煙氣中含有大量的水蒸汽與大量的廢熱，水蒸汽在空氣中將凝結為水，其混雜灰塵將形成霾，同時大量廢熱能的排放不但形成能源的浪費，也造成了熱污染即加劇了大氣的熱島效應；而且排放的煙氣中還含有一定的污染物，其中部分污染物是隨煙氣中的水分攜帶而排出的；因此，如何更好地去除煙氣中的水分并回收煙氣中的低品位廢熱能，提高一次能源的利用效率并減少污染物的排放是我國目前的重要工作。

常規的煙氣熱能回收是采用冷卻式換熱系統，即主要是通過單一的煙氣-水換熱器，將煙氣溫度降溫，回收部分煙氣余熱，但其由于很難尋找低溫水源使得煙氣溫度無法降至足夠低，另煙氣體積流量非常大、熱焓低、換熱效率低，換熱設備體積非常大，熱能回收率很低，設備投資也非常巨大，熱能的回收利用難度較大；另外，常規煙氣脫水及換熱設備的煙氣側清污都是一個大難題。

現有技術也有采用其他方式回收煙氣熱能的，例如公開號為CN102650431A公開了一種燃氣煙氣余熱梯級回收利用方法，其采用氣水間接換熱和氣水直接換熱兩種不同方式的串聯，梯級回收煙氣中的低品位熱能用于被加熱水溫度連續提升，被加熱水溫度經過兩次連續提升，溫度升高到60-100℃作為鍋爐補水、其他工藝用水或生活熱水使用，但是該系統需消耗較多的高品位電能，且回收的主要是煙氣的顯熱部分，并且不能深度脫水。

公開號為CN203848505U公開了一種以熱泵方式回收燃氣鍋爐煙氣冷凝熱能的裝置，其采用高效冷凝換熱器將煙氣的熱量熱交換到低溫的一次循環水中，再通過熱泵機組將低溫的一次循環水中的熱量熱交換至二次循環水中，雖然相對于常規冷凝式換熱系統，其可以使煙氣降至露點以下進行充分冷卻，提高了煙氣熱能回收率，其公開的熱泵機組可根據實際條件不同選擇電驅動熱泵或吸收式熱泵；但其存在如下技術缺陷：一是僅適用于干凈能源排放的煙氣冷凝熱能回收，而不是適用于燃煤、火電廠、回轉窯等場所的煙氣熱能回收；二是煙氣與冷水的換能方式未明確，因煙氣體積流量非常大，熱焓低，換熱難度大，故煙氣與冷水的換能方式直接決定煙氣熱能回收率；三是由于與攜帶污染物的煙氣接觸的一次循環水是濁水并有腐蝕性，一次循環水與熱泵的能源交換器件清污及耐腐蝕都較為困難，尤其是吸收式熱泵低溫側低于露點以下溫度時，能效比很低，同時自身經常會發生蒸發器污染需要進行清洗，效率較低且成本增高。

發明內容

為了解決上述技術問題中的至少一個問題，本發明提供了一種煙氣深度脫水處理與廢熱回收系統，其技術思路是采用煙氣深冷處理，煙氣經過低于露點溫度的水將煙氣中的水蒸汽凝析脫水，使煙氣中的水份大幅度脫除，同時水份中攜帶的污染物包括細小粉塵及液體污染物也同時被去除，實現對煙氣的再一次深度處理；在脫水除濕的同時將煙氣中的低品位熱能回收轉化為可利用熱能，提高了能源利用率；且脫水除濕后的煙氣體積減少很多，重量也減少很多，降低了引風機的負荷，節省了高品位能源，實現了節能和環保；還有脫水除濕后的煙氣因攜帶的污染物被更多的去除，故有效降低了污染物的排放，且對后部煙道設施的損害將大大降低。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，一種煙氣深度脫水處理與廢熱回收系統，包括多管水面自激波水床和除濕水換熱器，多管水面自激波水床和除濕水換熱器通過管路連接形成閉合回路；除濕水換熱器通過管路與熱泵連接獲得低溫冷源，熱泵的高溫側用于加熱需加熱水體；

所述脫水除濕換熱器包括板式換熱器本體、高溫流體通道和低溫流體通道，高溫流體通道的兩端分別為高溫除濕水進口和低溫除濕水出口，低溫流體通道的兩端分別為熱泵的低溫水進口和高溫水出口；