[發(fā)明專利]一種基于陶瓷膜法的燃煤機(jī)組煙氣水分及余熱回收利用系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110316740.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN113339830A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張衡;張佳磊;李兆豪;傅宏明;陳海平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): F23J15/06
• 分類號(hào): F23J15/06;F28B1/02;F28B9/04;F28B9/08
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本發(fā)明公開了一種基于陶瓷膜法的燃煤機(jī)組煙氣水分及余熱回收利用系統(tǒng)。該系統(tǒng)的核心元件是納米陶瓷膜換熱器和微米陶瓷膜換熱器。在毛細(xì)冷凝機(jī)制的作用下，納米膜陶瓷換熱器從脫硫前的煙氣中回收熱量和水分，其回收的水分作為鍋爐補(bǔ)水補(bǔ)入凝汽器熱井，回收的熱量加熱低溫加熱器之間流動(dòng)的凝結(jié)水。在膜狀凝結(jié)的作用下，微米膜陶瓷換熱器從脫硫后的煙氣中回收水分，其回收的水分進(jìn)入冷卻塔，補(bǔ)充循環(huán)冷卻水。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于陶瓷膜法的燃煤機(jī)組煙氣水分及余熱回收利用系統(tǒng)，屬于節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

一直以來，我國(guó)水資源極其匱乏，2017年，我國(guó)水資源總量為28761.2億立方米，約占全球水資源總量的6%。火電行業(yè)作為耗水大戶由來已久，截至2018年底，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量為19億千瓦，火電總裝機(jī)容量為11.437億千瓦，占總裝機(jī)容量的60.2%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有41%以上的火電機(jī)組受水資源短缺限制。但是，電廠的排煙中就有大約10%的水蒸汽，對(duì)于燃用高水分煤的機(jī)組，煙氣中水蒸氣含量甚至?xí)^20%，若是這些水蒸汽能夠被合理的回收利用，火電機(jī)組的耗水量將大大減少。

在國(guó)內(nèi)，目前大多數(shù)燃煤機(jī)組將低溫省煤器置于脫硫前回收煙氣余熱。但是，脫硫前煙氣中含有大量二氧化硫氣體，煙氣在低溫省煤器的金屬管表面凝結(jié)時(shí)，二氧化硫會(huì)溶解在凝結(jié)液中，形成酸性溶液，對(duì)低溫省煤器和煙道產(chǎn)生腐蝕。

親水性納米陶瓷膜、微米陶瓷膜具有較強(qiáng)的抗高溫、抗高壓、抗腐蝕性能，可以在嚴(yán)苛的燃煤機(jī)組煙氣環(huán)境中工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計(jì)一種基于陶瓷膜法的燃煤機(jī)組煙氣水分及余熱回收利用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)毛細(xì)冷凝技術(shù)和膜狀凝結(jié)技術(shù)在多孔膜材料上的應(yīng)用，系統(tǒng)由納米陶瓷膜換熱器、微米陶瓷膜換熱器、水—水換熱器、低溫加熱器、空氣預(yù)熱器、除塵器、引風(fēng)機(jī)、脫硫塔、小型循環(huán)水泵、閥門、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、冷卻塔、膨脹水箱、凝汽器組成。

利用毛細(xì)冷凝技術(shù)，煙氣中的水蒸汽在納米陶瓷膜孔隙中凝結(jié)成液態(tài)水；利用膜狀凝結(jié)技術(shù)，煙氣中的水蒸汽在微米陶瓷膜管外表面凝結(jié)成液態(tài)水；在膜管內(nèi)外壓差的驅(qū)動(dòng)下凝結(jié)形成的液態(tài)水滲透進(jìn)陶瓷膜管內(nèi)，匯入冷卻水加以回收。

納米陶瓷膜換熱器主要由孔徑為0.1—50納米的親水性陶瓷膜組成，置于脫硫塔之前，引風(fēng)機(jī)之后；納米陶瓷膜換熱器的水路接入水—水換熱器中與6號(hào)低溫加熱器和7號(hào)低溫加熱器之間的凝結(jié)水進(jìn)行熱交換；微米陶瓷膜換熱器主要由孔徑為0.5—5微米的陶瓷膜組成，置于脫硫塔之后；水路與凝汽器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)并聯(lián)，入口水來自冷卻塔的冷卻水池，出口水與凝汽器的冷卻回水一起匯入冷卻塔；在循環(huán)水泵的作用下，滿足了陶瓷膜換熱器回收水分所需的管內(nèi)微負(fù)壓運(yùn)行條件；納米陶瓷膜換熱器和微米陶瓷膜換熱器結(jié)構(gòu)相似，其差異之處在于所用陶瓷膜不同。

本發(fā)明的有益效果為：

（1）納米陶瓷膜換熱器回收的水分可以作為鍋爐補(bǔ)水，不斷補(bǔ)入凝汽器熱井；

（2）納米陶瓷膜換熱器回收的熱量可以加熱低溫加熱器內(nèi)部流動(dòng)的凝結(jié)水；

（3）微米陶瓷膜換熱器回收的水分可以進(jìn)入冷卻塔，補(bǔ)充循環(huán)冷卻水。

附圖說明

圖1是燃煤機(jī)組煙氣水分及余熱利用系統(tǒng)示意圖；

圖2是陶瓷膜換熱器結(jié)構(gòu)圖。