一种烟气余热回收及净化系统的制作方法

本发明涉及烟气余热深度回收、气体污染治理、烟气净化、燃烧排放废气净化。

背景技术：

人类工业及生活产生大量烟气，其中含有大量可供利用的废热。目前对于废热的回收一般采用利用锅炉回水与烟气换热的方式，排烟温度一般都在50摄氏度以上。所排烟气中仍然含有大量热量。尤其是比如天然气燃烧产生的烟气中含有大量水蒸气，如果能将排烟温度进一步降低，烟气中的水蒸气冷凝可以释放大量潜热。现有技术中，多通过采用热泵技术，将回水温度进一步降低从而降低排烟温度，但是费用较高。

技术实现要素：

本发明提供了一种烟气净化及余热回收系统，可以大幅度降低排烟温度，实现余热的深度回收，以及烟气的深度净化。

一种烟气余热回收及净化系统，包括：一级换热器(1)和二级换热器(2)；一级换热器(1)处于烟气上游，二级换热器(2)处于烟气下游；所述二级换热器(2)包括吸热分体(17)和增湿分体(18)；烟气在吸热分体(17)内鼓泡将热量传递给吸热分体(17)内的水浴(12)，然后吸热分体(17)内水浴(12)的热量通过水循环(16)输送到增湿分体(18)内的水浴(15)；增湿分体(18)内的水浴(15)通过鼓泡对进风空气进行加湿。

优选的，从锅炉出来的高温烟气首先进入一级换热器(1)，高温烟气在一级换热器(1)中与锅炉的回水进行热交换，高温烟气将热量传递给回水实现余热回收；降温后的中温烟气再进入二级换热器(2)，在二级换热器(2)中，以水浴(12，15)及水循环(16)作为中介，将热量传递给锅炉燃烧所需的低湿空气，同时增加该低湿空气的湿度。

优选的，所述一级换热器(1)是接触-间壁复合换热器，烟气通过鼓泡将热量传递给一级换热器(1)的水浴(7)，一级换热器(1)的水浴(7)及气泡进一步将热量传递给回水换热管(8)从而升高回水温度。

优选的，所述的一级换热器(1)包括起泡板(3)，起泡板(3)安装于所述外围腔体的内部，分隔气液两相，也即气体位于起泡板(3)下方，液体位于起泡板(3)上方；高温烟气从入口端(5)进入所述外围腔体，在起泡板(3)下方通过起泡板(3)上的起泡嘴(4)产生气泡进入液体，之后从出口端(6)逸出。

优选的，所述的二级换热器(2)中的吸热分体(17)包括起泡板(3)，起泡板(3)安装于所述外围腔体的内部，分隔气液两相，也即气体位于起泡板(3)下方，液体位于起泡板(3)上方；烟气从入口端(10)进入所述外围腔体，在起泡板(3)下方通过起泡板(3)上的起泡嘴(4)产生气泡进入液体，之后从出口端(11)逸出。

优选的，所述的二级换热器(2)中的增湿分体(18)包括起泡板(3)，起泡板(3)安装于所述外围腔体的内部，分隔气液两相，也即气体位于起泡板(3)下方，液体位于起泡板(3)上方；烟气从入口端(13)进入所述外围腔体，在起泡板(3)下方通过起泡板(3)上的起泡嘴(4)产生气泡进入液体，之后从出口端(14)逸出。

优选的，一级换热器(1)中的回水换热管(8)上有多个竖直方向的肋片(9)。

一级换热器处于烟气上游，二级换热器处于烟气下游。从锅炉出来的高温烟气首先进入一级换热器，在其中与锅炉的回水进行热交换，将热量传递给锅炉回水。降温后的烟气进一步进入二级换热器，在其中，以水浴及水循环作为中介，将热量传递给锅炉燃烧所需的低湿空气。低温空气通过增加水蒸气含量大幅度吸收余热能量，然后带入锅炉实现热量回收。

与现有技术相比，本发明包括以下优点；

本发明通过新颖高效的鼓泡-鼓泡分体式二级换热器结合燃烧所需进风空气低湿空气的方法实现烟气的低温排放。烟气通过在二级换热器的吸热分体内鼓泡将热量高效地传递给水浴，然后水浴的热量通过水循环直接输送到增湿分体的水浴。低温低湿空气在进入锅炉燃烧之前先通过增湿分体的水浴内鼓泡，增加湿度和温度，带走大量汽化潜热。从而，本发明一方面利用了锅炉燃烧所需进风空气具有低湿度的特点，从而对其增湿带走大量余热。另一方面，由于换热驱动温差非常小，因此对换热效率提出极高要求，本发明的鼓泡-鼓泡分体式二级换热器通过两次气液直接接触换热达到这一要求，这一点是现有的间壁式换热器所难以企及的。

在一级换热器中，换热管直接埋设于鼓泡水浴内，这也是之前没有过的换热设计。通过鼓泡进行烟气与水浴的直接接触换热，将热量高效传给水浴，然后大量气泡冲刷回水换热管，由于气泡造成的剧烈流场扰动，回水换热管的外壁换热效率非常高。回水换热管上有多个竖直方向的肋片，其一方面可以切割气泡，达到更好的气液接触，另一方面增强换热管的外壁面换热。

最后，烟气在通过一级换热器之后，就形成了饱和湿烟气，再通过二级换热器时，由于进一步降温，将发生快速冷凝过程，有利于烟气中的污染物冷凝长大脱除。有效的气-水接触也可有效去除污染物。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图。

图2是本发明的一级换热器(1)的结构示意图。

图3是本发明二级换热器(2)的结构示意图。

其中，1-一级换热器、2-二级换热器、3-起泡板、4-起泡嘴、5-高温烟气入口端、6-中温烟气出口端、7-一级换热器水浴、8-回水换热管、9-换热管肋片、10-中温烟气入口端、11-低温烟气出口端、12-二级换热器吸热分体水浴、13-低湿空气入口端、14-增湿空气出口端、15-二级换热器增湿分体水浴、16-水浴间水循环、17-二级换热器吸热分体、18-二级换热器增湿分体。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

天然气锅炉排放的烟气含大量显热及潜热。在本实施例中，利用本发明对燃烧产生的烟气进行余热回收。

如图1、2、3所示，本发明提供了一种烟气余热利用及净化系统，以解决现有的装置功能单一、效率低、余热利用不充分的问题。

装置包括一级换热器(1)处于烟气上游，二级换热器(2)处于烟气下游。一级换热器(1)是接触-间壁复合换热器，烟气通过鼓泡将热量传递给一级换热器(1)的水浴(7)，一级换热器(1)的水浴(7)及气泡进一步将热量传递给回水换热管(8)从而升高回水温度。

优选的，所述的一级换热器(1)包括起泡板(3)，起泡板(3)安装于所述外围腔体的内部，分隔气液两相，也即气体位于起泡板(3)下方，液体位于起泡板(3)上方；高温烟气从入口端(5)进入所述外围腔体，在起泡板(3)下方通过起泡板(3)上的起泡嘴(4)产生气泡进入液体，之后从出口端(6)逸出。

二级换热器(2)包括吸热分体(17)和增湿分体(18)；烟气在吸热分体(17)内鼓泡将热量传递给吸热分体(17)内的水浴(12)，然后吸热分体(17)内水浴(12)的热量通过水循环(16)输送到增湿分体(18)内的水浴(15)；增湿分体(18)内的水浴(15)通过鼓泡对进风空气进行加湿。

优选的，所述的二级换热器(2)中的吸热分体(17)包括起泡板(3)，起泡板(3)安装于所述外围腔体的内部，分隔气液两相，也即气体位于起泡板(3)下方，液体位于起泡板(3)上方；烟气从入口端(10)进入所述外围腔体，在起泡板(3)下方通过起泡板(3)上的起泡嘴(4)产生气泡进入液体，之后从出口端(11)逸出。

优选的，所述的二级换热器(2)中的增湿分体(18)包括起泡板(3)，起泡板(3)安装于所述外围腔体的内部，分隔气液两相，也即气体位于起泡板(3)下方，液体位于起泡板(3)上方；烟气从入口端(13)进入所述外围腔体，在起泡板(3)下方通过起泡板(3)上的起泡嘴(4)产生气泡进入液体，之后从出口端(14)逸出。

从锅炉出来的高温烟气首先进入一级换热器(1)，在其中与锅炉的回水进行热交换，将热量传递给回水实现余热回收。降温后的烟气进一步进入二级换热器(2)，在其中，以水浴及水循环作为中介，将热量传递给锅炉燃烧所需的低湿空气。在此热量作用下低湿空气不仅增温，而且增加水蒸气含量，均带入锅炉实现热量回收。

由于高效的换热，入口约130℃的烟气最后可以变为约35℃的低温烟气排放。充分的回收了烟气余热，并对低湿空气进行增温、增湿，同时还除去了烟气中的污染物。

以上对本发明所提供的一种烟气余热回收及净化系统在烟气处理领域的应用进行了介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；其内容不应理解为对本发明的限制。本发明中表示位置关系的用语，如“上”“下”“前”“后”等，仅表示相对位置，并不对方位进行具体限定。