烟气余热深度回收及消除白雾系统及方法与流程

本发明涉及烟气处理技术领域，具体而言涉及一种烟气余热深度回收及消除白雾系统及方法。

背景技术：

现有锅炉设备实现热能供应和城市热力管网介质输出时会产生大量烟气，烟气内聚集有水汽，掺杂有白雾，影响环境，并且不利于对烟气进行回收和无害化处理。

现有的白雾消除方法，通常需要增加额外的热能消耗，通过额外的热能提升烟气温度，将其中凝结的水滴加热气化，以消除白雾。但是，这种方式能源消耗大，并且并没有降低烟气内水汽的含量，不利于后续烟气处理过程。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种烟气余热深度回收及消除白雾系统及方法，本发明采用两段式间壁式换热器。本发明先利用热泵将烟气温度从90℃降至30℃，吸收潜热用于加热锅炉回水，然后利用一小部分锅炉供水将烟气再热至50℃排放，彻底消除白雾。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种烟气余热深度回收及消除白雾系统，其包括：换热装置，其输入端接收烟气，其冷量供应端接收冷介质，将冷介质的冷量传递至所述烟气，降低烟气温度，由所述输出端排出降温至30℃以下的烟气；间壁式换热器，其输入端连接所述换热装置的输出端，其热量供应端连接锅炉的供热母管，将供热母管中介质的热量传递至降温至30℃以下的烟气，将所述烟气的温度提升至50℃以上，由输出端输出升温至50℃以上的烟气；排烟装置，其输入端连接所述间壁式换热器的输出端，其输出端排出烟气。

可选的，上述的烟气余热深度回收及消除白雾系统，其中，所述换热装置包括热泵；所述热泵的冷量供应端连接至锅炉，形成锅炉回水加热回路，所述锅炉回水加热回路内具有介质，所述介质将所述烟气降温产生的废热由所述热泵的热量输出端传输至锅炉，加热锅炉回水，将加热锅炉回水后降温的介质供应至所述热泵的冷量供应端，降低烟气温度。

可选的，上述的烟气余热深度回收及消除白雾系统，其中，所述间壁式换热器为两段式壁式换热器，所述两段式壁式换热器的输出端还连接有气液分离装置，所述气液分离装置的输出端连接至所述排烟装置。

可选的，上述的烟气余热深度回收及消除白雾系统，其中，所述两段式间壁式换热器具有并联的两段，每一段分别包括有如下的结构：外壁，其内部形成有密封腔体；挡块，其均匀的沿第一方向排布在所述外壁所形成的密封腔体内，各挡块之间相互平行，所述挡块的一侧与所述密封腔体的内壁固定连接，所述挡块的另侧与所述密封腔体的内壁之间设置有间隙；喷淋装置，其设置在所述挡块与所述密封腔体的内壁之间的间隙之中，所述喷淋装置连接所述热量供应端，所述喷淋装置向所述挡块的两侧喷淋50℃以上的介质；传热管，其沿第二方向铺设在所述密封腔体内的各挡块之间，所述传热管穿过各挡块，连接所述间壁式换热器的输入端和输出端。

可选的，上述的烟气余热深度回收及消除白雾系统，其中，所述间壁式换热器的热量供应端与锅炉的供热母管之间还连接有调节阀，所述调节阀调节输入至所述间壁式换热器的介质的流速和/或流量。

可选的，上述的烟气余热深度回收及消除白雾系统，其中，所述间壁式换热器的外壁还设置有排水阀，所述排水阀连接至所述密封腔体内，排出所述密封腔体内由喷淋装置喷淋的介质。

可选的，上述的烟气余热深度回收及消除白雾系统，其中，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述挡块设置为平行于所述喷淋装置的喷淋方向，所述挡块中设置有多个供传热管穿过的安装孔；所述传热管设置有多出弯折，所述传热管往复的按照所述挡块的排布顺序由各所述安装孔贯穿各挡块。

同时，为实现上述目的，本发明还提供一种烟气余热深度回收及消除白雾方法，其步骤包括：第一步，将烟气输入至换热器，所述换热器接收冷介质，将冷介质的冷量传递至所述烟气，降低烟气温度，排出降温至30℃以下的烟气；第二步，将降温至30℃以下的烟气输入至间壁式换热器，所述间壁式换热器输入锅炉的供热母管中的介质，将供热母管中介质的热量传递至降温至30℃以下的烟气，将所述烟气的温度提升至50℃以上，输出升温至50℃以上的烟气；第三步，将升温至50℃以上的烟气输送至排烟装置排出烟气。

可选的，上述的烟气余热深度回收及消除白雾方法，其中，所述第二步至第三步之间还包括：将升温至50℃以上的烟气先输送至气液分离装置分离烟气中的液体，然后将剩余的烟气输送至排烟装置排出剩余的烟气。

有益效果

本发明通过换热装置先将烟气温度由接近90℃降低至30℃以下，然后通过供热母管提供的少量热介质，将烟气温度提升至50℃以上，消除烟气中的白雾。在此基础上，本发明还能够在上述过程中增设气液分离装置，将烟气中液化的细小水滴分离、收集，降低烟气中的含水量，便于后续烟气处理设备直接对烟气进行吸收和无害化处理。

其中，由于本发明首先将烟气通过换热装置从90℃降低至30℃，本发明能够利用水汽从气相转变至液相的潜热进一步的提高对锅炉回水的加热效率。因此，能够有效提高锅炉回水温度，降低锅炉热量消耗，节约能源。

本发明中具体可通过两段式间壁式换热器实现对烟气温度的提升，而后通过现有的气液分离器对烟气内残存的水汽进行凝结和回收。两段式间壁式换热器通过供热母管内介质对传输烟气的传热管进行喷淋的方式，能够增加介质与烟气的接触面积，高效的进行热交换。喷淋过程包含有介质在传热管表面蒸发的过程，因此能够进一步提高热交换的效率。两段之间并联相互独立，不同于串联结构，并联方式不会因为介质的余热而影响两级分别进行热交换的效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的烟气余热深度回收及消除白雾系统的整体结构示意图；

图2是图1所示的系统中间壁式换热器的结构示意图；

图中，1表示换热装置；2表示间壁式换热器；21表示传热管；22表示外壁；23表示挡块；24表示喷淋头；25表示气液分离装置；3表示排烟装置；4表示调节阀；5表示锅炉。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于间壁式换热器本身而言，由外壁表面指向传热管内部的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

图1为根据本发明的一种烟气余热深度回收及消除白雾系统，其包括：

换热装置1，其输入端接收烟气，其冷量供应端接收冷介质，将冷介质的冷量传递至所述烟气，降低烟气温度，由所述输出端排出降温至30℃以下的烟气；

间壁式换热器2，其输入端连接所述换热装置1的输出端，其热量供应端连接锅炉的供热母管，将供热母管中介质的热量传递至降温至30℃以下的烟气，将所述烟气的温度提升至50℃以上，由输出端输出升温至50℃以上的烟气；

排烟装置3，其输入端连接所述间壁式换热器2的输出端，其输出端排出烟气。

本发明由此，先利用热泵作为换热装置1。所述热泵的冷量供应端连接至锅炉，形成锅炉回水加热回路，所述锅炉回水加热回路内具有介质，所述介质将所述烟气降温产生的废热由所述热泵的热量输出端传输至锅炉，加热锅炉回水，将加热锅炉回水后降温的介质供应至所述热泵的冷量供应端，将烟气温度从90℃降至30℃，吸收潜热用于加热锅炉回水。然后通过设置间壁式换热器，利用一小部分锅炉供水将烟气再热至50℃排放，彻底消除白雾。

其中，为实现良好的热交换效果，其中的间壁式换热器具体可采用图2所示的两段式壁式换热器。所述两段式间壁式换热器具有并联的两段，每一段分别包括有与另一段相互独立的：

外壁22，其内部形成有密封腔体；

挡块23，其均匀的沿第一方向排布在所述外壁22所形成的密封腔体内，各挡块23之间相互平行，所述挡块23的一侧与所述密封腔体的内壁固定连接，所述挡块23的另侧与所述密封腔体的内壁之间设置有间隙；

喷淋装置24，其设置在所述挡块23与所述密封腔体的内壁之间的间隙之中，所述喷淋装置24连接所述热量供应端，所述喷淋装置24向所述挡块23的两侧喷淋50℃以上的介质；

传热管21，其沿第二方向铺设在所述密封腔体内的各挡块23之间，所述传热管21穿过各挡块23，连接所述间壁式换热器的输入端和输出端。

所述两段式壁式换热器的输出端还连接有气液分离装置25，所述气液分离装置25具体可选择为折流分离等方式的气液分离器。其输出端连接至所述排烟装置3。

这样的间壁式换热器，其挡块可以设置为交错排列在密封腔体的上壁和下壁上。密封腔体的上壁可设置所述喷淋装置，喷淋装置正对连接至下壁的挡块，向挡块喷淋介质。挡块内部的安装孔由传热管穿过，传热管可弯曲设置为若干层，每一层之间交错设置，以方便接收到喷淋的介质。这样，热介质均匀的被挡块分割喷淋至传热管的各段弯折上。热介质由传热管表面滴落至密封腔体底部时，其热量被传热管带走，在底部凝结降温，然后可以通过设置在所述间壁式换热器2的外壁22下部的排水阀，通过连接至所述密封腔体内的排水阀，排出所述密封腔体内由喷淋装置24喷淋的介质。

为控制喷淋介质的量，调节介质提供至传热管内烟气的热量，所述间壁式换热器2的热量供应端与锅炉的供热母管之间还连接有调节阀4，所述调节阀4调节输入至所述间壁式换热器2的介质的流速和/或流量。

所述间壁式换热器的挡片可均匀的沿传热管的水平方向排列。挡片设置为垂直于传热管，将传热管间隔为不同小段，各段之间由喷淋头喷淋的介质又能够由挡块和密封腔体侧壁之间的间隙流动排出避免淤积。

所述挡块23设置为平行于所述喷淋装置24的喷淋方向，所述挡块23中设置有多个供传热管21穿过的安装孔；所述传热管21设置有多出弯折，所述传热管21往复的按照所述挡块23的排布顺序由各所述安装孔贯穿各挡块。

由此，本发明能够通过上述系统按照以下的步骤实现对烟气的余热回收，消除白雾，降低烟气内水分含量，避免后续对烟气的处理因为烟气中所含的水分过多而被稀释影响处理效果：

第一步，将烟气输入至换热器，所述换热器接收冷介质，将冷介质的冷量传递至所述烟气，降低烟气温度，排出降温至30℃以下的烟气；

第二步，将降温至30℃以下的烟气输入至间壁式换热器2，所述间壁式换热器2输入锅炉的供热母管中的介质，将供热母管中介质的热量传递至降温至30℃以下的烟气，将所述烟气的温度提升至50℃以上，输出升温至50℃以上的烟气；

第三步，将升温至50℃以上的烟气输送至排烟装置3排出烟气。

其中，所述第二步至第三步之间还包括：将升温至50℃以上的烟气先输送至气液分离装置25分离烟气中的液体，然后将剩余的烟气输送至排烟装置3排出剩余的烟气。由于气液分离装置将凝结的水滴分离出烟气，因此能够进一步的降低烟气的含水量，保证后续对烟气进行无害处理和回收的效率。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。