一种回收烟气冷凝潜热的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油炼制、石油化工领域烟气余热的回收利用，具体地说涉及一种回收烟气冷凝潜热的方法。
【背景技术】
[0002]管式加热炉是石油炼制和石油化工行业生产装置的耗能大户，燃料消耗量在装置能耗中占有相当大的比例:少则20%?30%，多则80%?90%，因此回收加热炉烟气中的余热对于减少燃料消耗量、降低生产成本有着重要的意义。另一方面，随着人类对能源需求的增大，加热炉燃料燃烧引起的S0X、NOx和烟尘的排放量日益增加，限制污染物排放、保护环境、保持可持续发展已经成为我国的基本国策。目前工业生产上普遍采用空气预热器来进行烟气余热的回收，但对于常规的空气预热器，一般只能利用烟气中的显热部分，而对其潜热部分无法加以利用。分析表明，在加热炉的排烟损失中，水蒸汽的汽化潜热所占的份额相当大。若能够将这部分潜热加以回收利用，无疑将大大提高加热炉的热效率。
[0003]中国专利CN103438575A公开了一种“燃气锅炉低温排烟深度利用系统及其控制方法”，包含燃气锅炉、烟气余热回收利用装置、烟气源热泵、自动加药系统、自动补水系统以及数据采集系统和集中监控系统。该系统将回收的烟气余热应用于预热锅炉采暖给水，提高燃气利用率。现有技术用于回收烟气潜热采用的都是类似上述预热锅炉采暖给水的方法。但这种方法不适合在管式加热炉上应用，管式加热炉对流段出来的烟气温度在330?3400C，这样的高温烟气预热采暖给水，水就会汽化，系统将无法正常运行；同时管式加热炉最终要实现的是烟气和助燃空气之间的换热，而该方法的功能是烟气和采暖给水之间的换热。如何在管式加热炉上实现利用回收的烟气潜热直接预热助燃空气进而大幅提高加热炉效率，是炼化企业管式加热炉进一步开展“节能减排”工作的方向。
[0004]发明目的
【发明内容】
[0005]为了克服现有烟气余热回收利用方法只能回收显热、节能减排效果差的技术问题，本发明提高了一种回收烟气冷凝潜热的方法，用于回收石油炼制、石油化工领域管式加热炉烟气的冷凝潜热，进而大幅提高加热炉的效率。
[0006]本发明提供的回收烟气冷凝潜热的方法，主要包括如下步骤:
[0007]A)来自加热炉对流段330?340°C的高温烟气进入烟气主线后分为两路，第一路烟气进入显热空气预热器，与步骤B)中60?70°C的空气换热后温度降为100?110°C;第二路烟气进入吸收式热泵，与步骤B)中20?30°C的空气和步骤C)中的循环的冷媒介质换热，温度降为100?110°C后与第一路降温后的烟气汇合，一起进入潜热空气预热器，在潜热空气预热器内与步骤C)中循环的冷媒介质换热，温度降为35?40°C后排入大气；
[0008]B)来自大气的20?30°C空气经空气线进入吸收式热泵，与步骤A)中的第二路烟气换热后温度升为60?70°C，然后进入显热空气预热器，在显热空气预热器内与步骤A)中的第一路烟气换热后温度升为230?240°C，最后再送入加热炉燃烧系统；
[0009]C)用冷媒循环泵驱动冷媒介质在潜热空气预热器和吸收式热泵之间循环流动，以传递热量。
[0010]所述的显热空气预热器、潜热空气预热器和吸收式热泵均为现有技术。显热空气预热器可采用列管、板翅式或热管等类型；潜热空气预热器为耐硫酸腐蚀空气预热器，可防止烟气冷凝液的酸腐蚀，其所用材质为铸铁、石墨、ND钢或陶瓷等；吸收式热泵为烟气型，能够采用330?340°C的高温烟气直接驱动，利用热泵内部工质的吸收循环，而不依靠电能、机械能等其它高级能源，将热量从低温位提升到高温位，实现工质和助燃空气的热量交换，提高助燃空气温度。
[0011]目前在役加热炉一般只回收烟气显热，运行平均热效率为90%左右，如果能回收烟气中的大部分潜热，则热效率可达到105%以上，提高10%?15%，幅度很可观。对于加热炉烟气，正常水露点在40?50°C ;若燃料脱硫不彻底，烟气中含有硫酸蒸汽使烟气的露点上升到90?180°C。因此，本发明将烟气温度降到35?40°C后就能回收烟气中的大部分潜热。
[0012]采用本发明，具有如下的有益效果:
[0013](I)本发明的方法利用加热炉自身的一部分高温烟气，驱动吸收式热泵运行，将烟气温度降到露点温度以下，回收烟气中可观的冷凝潜热直接预热助燃空气，使加热炉按低位发热值(LHV)计算的热效率提高到100%以上，大幅提高了管式加热炉的热效率，减少燃料消耗量；同时，由于降低了排烟温度，也回收了部分烟气显热。
[0014](2)烟气在冷凝过程中，冷凝液会吸收烟气中的S0X、NO5^P烟尘等污染物，减轻对大气污染，有利于环保。
【附图说明】
[0015]图1是本发明一种回收烟气冷凝潜热的方法的流程示意图。
[0016]图中:1、18、19_烟气主线，2-烟气副线阀门，3-烟气副线，4-显热空气预热器，5-显热空气预热器盘管，6、21、23-空气线，7-潜热空气预热器，8-潜热空气预热器盘管，9-酸液池，10-酸液线阀门，11-酸液线，12,22-烟气支线，13-冷媒循环泵，14,20-冷媒线，15-吸收式热泵，16-吸收式热泵冷媒盘管，17-吸收式热泵空气盘管。
【具体实施方式】
[0017]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。附图和【具体实施方式】并不限制本发明要求保护的范围。
[0018]图1是本发明的回收烟气冷凝潜热的方法的流程示意图。如图1所示，本发明的方法包括如下步骤:
[0019]A)来自加热炉对流段330?340°C的高温烟气进入烟气主线I后分为两路，第一路烟气进入显热空气预热器4，从显热空气预热器盘管5管内流过，与步骤B)中离开吸收式热泵空气盘管17的温度为60?70°C的空气换热后温度降为100?110°C ;第二路烟气经烟气支线12进入吸收式热泵15，与步骤B)中进入吸收式热泵空气盘管17的温度为20?30°C的空气和步骤C)中吸收式热泵冷媒盘管16内的冷媒介质换热，温度降为100?110°C后沿烟气支线22与第一路降温后的烟气汇合，一起沿烟气主线18进入潜热空气预热器7，在潜热空气预热器7内与步骤C)中潜热空气预热器盘管8内的冷媒介质换热，温度降为35?40°C后继续沿烟气主线19排入大气；
[0020]B)来自大气的20?30°C空气经空气线6进入吸收式热泵15，从吸收式热泵空气盘管17管内流过，与来自步骤A)中的第二路烟气换热后温度升为60?70°C，然后沿空气线21进入显热空气预热器4，在显热空气预热器4内与步骤A)中的第一路