一种喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了属于能源【技术领域】的一种喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置。该装置由烟气全热回收器和吸收式制冷机组成，上部为烟气全热回收器，下部为吸收式制冷机；烟气全热回收器包括在烟气流动方向上设置的脱硫脱硝模块和多个串联的潜热回收模块；吸收式制冷机由蒸发器、吸收器、冷凝器和发生器组成；该装置的脱硫脱硝模块和潜热回收模块存在各自的水循环系统，烟气的全部显热和大部分潜热被回收作为一次网回水的预热，同时烟气中的SO2、NOx气体被喷淋水有效吸收，减少了烟气对环境的污染。本实用新型的装置有效节省了占地面积，结构更加紧凑，节省管路生产成本以及输送能耗并且使得施工技术简化。
【专利说明】一种喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于能源【技术领域】，具体涉及一种喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置。
【背景技术】
[0002]天然气的直燃会产生大量的高温烟气，天然气燃烧后的烟气不仅温度很高，而且其中含有大量的水蒸气，因而烟气的余热回收主要包括烟气显热回收和水蒸气冷凝热回收。显热回收可直接通过烟气与锅炉回水的换热实现；而水蒸气冷凝热回收则可结合吸收式制冷循环实现。
[0003]已有的烟气余热回收的专利有:(1)CN200710100388.2公开了一种“淋水式塑料薄膜烟气余热回收及脱硫装置”，此装置通过薄膜进行烟气和水的间接接触式逆流换热，其烟气侧阻力势必较大。(2)CN200720048437.8公开了一种“烟气余热回收节能装置”，此装置通过在烟道上加装给水雾化喷淋装置使烟气与水直接接触式换热，从而对排放到烟道中的烟气进行热回收，然而由于这种装置需要额外获得较低温度的喷淋水才能获得较好的烟气冷凝效果，并且其换热温差过大会导致热源品位的损失，因而其实用性有一定局限。已有的运用吸收式循环对烟气余热进行回收的专利有:(3) CN201010238743.4公开了一种“基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统”，此系统中包括发生器、冷凝器、吸收器，来自锅炉等的烟气分别通入发生器、冷凝器和吸收器，在发生器中利用烟气加热稀溶液，在冷凝器中与冷却水换热，被冷却至露点温度以下，析出冷凝水，在吸收器中与稀溶液逆流换热放出潜热，此机组可以对不同品位的烟气进行利用，但由于其将烟气引入系统中多个部分，对装置各部分解决烟气腐蚀问题又提出了较高的要求。(4) CN201120133195.9公开了一种“利用吸收式热泵回收烟气余热的集中供热系统”，此系统采用烟气与水直接接触换热进行余热回收，但由于此系统是由吸收式热泵机组、喷淋装置等多个不同的部分串联而成，其占地面积较大，并且对于施工的要求很高。
[0004]目前，也有工程将吸收式循环和烟气-水换热的烟气热回收技术运用在同一个项目中，但由于其中每一部分的装置占地面积较大，并且装置分布不够紧凑增加了烟管和水管的铺设成本以及管道阻力。
[0005]此外，烟气中含有一定量的SO2以及NOx成分，这些成分使得采暖季PM2.5的飙升从而导致严重的雾霾天气，威胁人的健康。
实用新型内容
[0006]针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，这种喷淋-吸收一体式的机组不仅保留了烟气余热回收装置的优势，同时有效节省了占地面积，结构更加紧凑，节省管路生产成本以及输送能耗并且使得施工技术简化，工期大大缩短。更主要的是，通过该装置的脱硫脱硝模块可以有效去除烟气中的SO2以及N0X，从而产生巨大的环境收益。[0007]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0008]一种喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，该装置由烟气全热回收器和吸收式制冷机组成，上部为烟气全热回收器，下部为吸收式制冷机；烟气全热回收器包括在烟气流动方向上设置的脱硫脱硝模块7和η级串联的潜热回收模块10，按烟气流动方向依次串联第η级至第I级潜热回收模块10 ;所述脱硫脱硝模块7的顶部为脱硫脱硝喷淋装置5，下部为开式的脱硫脱硝水箱6，脱硫脱硝水箱6的出水口经脱硫脱硝水泵20及相应的水管路与水-水板式换热器13的进水口相连,水-水板式换热器13的出水口与脱硫脱硝喷淋装置5相连；每级潜热回收模块10的顶部为对应的潜热回收喷淋装置8，下部为对应的开式的潜热回收水箱9 ;吸收式制冷机由蒸发器1、吸收器2、冷凝器3和发生器4组成；蒸发器I的进水口通过系统水泵18及相应的水管路与第η级潜热回收模块10对应的潜热回收水箱9的出水口相连，蒸发器I的出水口与第I级潜热回收模块10对应的潜热回收喷淋装置8相连；吸收器2的冷却水进水口与水-水板式换热器13相连，吸收器2的冷却水出水口与冷凝器3的冷却水进水口相连，冷凝器3的冷却水出水口与锅炉相连。
[0009]上述烟气全热回收器包括在烟气流动方向上设置的脱硫脱硝模块7和η级串联的潜热回收模块10，其中2≤ η≤ 20。
[0010]上述脱硫脱硝喷淋装置5和η级串联的潜热回收模块10对应的η个潜热回收喷淋装置8中，装有k组并联的喷淋管路，设置在喷淋装置内部的侧壁上；每组喷淋管路连接m列喷嘴，每组管路内部连接的喷嘴为同向喷淋，相邻两组并联管路连接的喷嘴喷淋方向相反；其中I≤k≤20，I≤m≤20。
[0011]上述每级潜热回收模块10对应的潜热回收水箱9的出水口通过级间水泵19及相应的水管路与下一级潜热回收模块10对应的潜热回收喷淋装置8相连。
[0012]上述烟气全热回收器还包括脱硫脱硝加药装置11和潜热回收加药装置12，脱硫脱硝加药装置11与脱硫脱硝水箱6相连，潜热回收加药装置12与第I级潜热回收模块10对应的潜热回收水箱9相连。
[0013]在上述η级串联的潜热回收模块10对应的η个潜热回收水箱9之间，装有带孔挡板；在脱硫脱硝水箱6和与之相邻的第η级潜热回收模块10对应的潜热回收水箱9之间设有无孔挡板，仅在最高处相通；脱硫脱硝水箱6的另一侧在稍低于无孔挡板高度的位置设有排水管16，烟气全热回收过程中的冷凝水自排水管16排出。
[0014]在上述脱硫脱硝喷淋装置5的烟气进口与出口及第I级潜热回收模块10对应的潜热回收喷淋装置8的烟气出口设有挡液板17。
[0015]在上述脱硫脱硝水箱6和第I级潜热回收喷淋模块10对应的潜热回收水箱9上分别设置补水管14、15，用于装置启动或检修后必要的补水。
[0016]本实用新型的有益效果为:经过本实用新型的喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，烟气的全部显热和大部分潜热被回收作为一次网回水的余热，同时烟气中的SO2, NOx气体被喷淋水有效吸收，减少了烟气对环境的污染。同时，一体化的设备有效节省了占地面积，结构更加紧凑，节省管路生产成本以及输送能耗并且使得施工技术简化，工期大大缩短。
【专利附图】
【附图说明】[0017]图1为喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置的系统示意图；
[0018]图2为η级串联的潜热回收喷淋装置的侧视图；
[0019]图3为喷淋装置单个通道的俯视图；
[0020]图中:1_蒸发器；2_吸收器；3_冷凝器；4_发生器；5_脱硫脱硝喷淋装置；6-脱硫脱硝水箱；7_脱硫脱硝模块；8_潜热回收喷淋装置；9_潜热回收水箱；10_潜热回收模块；11-脱硫脱硝加药装置；12_潜热回收加药装置；13_水-水板式换热器；14，15-补水管；16-排水管；17_挡液板；18_系统水泵；19_级间水泵；20_脱硫脱硝水泵；21_ —次网加压泵；22-pH计；23-n级串联的潜热回收喷淋装置；24_m列同向喷淋喷嘴。
【具体实施方式】
[0021]本实用新型提出了一种喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，其【具体实施方式】如下。
[0022]喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置的系统示意图如图1所示，该装置由烟气全热回收器和吸收式制冷机组成，上部为烟气全热回收器，下部为吸收式制冷机。烟气全热回收器包括在烟气流动方向上设置的脱硫脱硝模块7和η级串联的潜热回收模块10 ;吸收式制冷机由蒸发器1、吸收器2、冷凝器3和发生器4组成。
[0023]其中，脱硫脱硝模块7的顶部为脱硫脱硝喷淋装置5，下部设置开式的脱硫脱硝水箱6，脱硫脱硝水箱6的出水口经脱硫脱硝水泵20及相应的水管路与水-水板式换热器13一侧的进水口相连，水-水板式换热器13这一侧的出水口与脱硫脱硝喷淋装置5相连，一次网回水从水-水板式换热器13另一侧的进水口通入其中，水-水板式换热器13另一侧的出水口与吸收器2相连。吸收器2的冷却水出水口与冷凝器3的冷却水进水口相连，冷凝器3的冷却水出水口与锅炉相连。一次网回水经过水泵21加压，经过水-水板式换热器13进行一级预热，然后依次通过吸收器2和冷凝器3进行二级预热，预热后进入锅炉。
[0024]η级串联的潜热回收模块10的顶部均为潜热回收喷淋装置8，下部设置开式的潜热回收水箱9中。其中，按烟气流动方向依次串联第η级至第I级潜热回收模块10，每级潜热回收模块10对应的潜热回收水箱9的出水口通过级间水泵19及相应的水管路与下一级潜热回收模块对应的潜热回收喷淋装置8相连，由级间水泵19将每一个潜热回收水箱9的出水输送到下一级潜热回收模块10的潜热回收喷淋装置8进行喷淋；第η级潜热回收模块10对应的潜热回收水箱9的出水口通过通过系统水泵18及相应的水管路与蒸发器I的进水口相连，蒸发器I的出水口与第I级潜热回收模块10的潜热回收喷淋装置8相连。
[0025]η级串联的潜热回收模块10对应的η个潜热回收水箱9之间设有带孔挡板，以维持不同潜热回收水箱9之间液面等高，同时保证一定的水温差。而脱硫脱硝水箱8与相邻的第η级潜热回收水箱10之间设有无孔挡板，仅在最高处相通，同时在脱硫脱硝水箱8的另一侧稍低于无孔挡板高度的地方有排水管16，以保证水箱的排水需要。另外，脱硫脱硝水箱8和第I级潜热回收喷淋模块10对应的潜热回收水箱9上分别设置补水管14、15，用于装置启动或检修后必要的补水。且在上述脱硫脱硝喷淋装置5的烟气进口与出口及第η级潜热回收模块的潜热回收喷淋装置8的烟气出口设有挡液板17，防止水进入烟道，并防止脱硫脱硝模块7的喷淋水进入潜热回收模块10。
[0026]烟气全热回收器还包括硫脱硝加药装置11和潜热回收加药装置12，硫脱硝加药装置11与脱硫脱硝水箱8相连，内含有脱硫脱硝剂NaCIO，潜热回收加药装置12与第η级潜热回收模块10对应的潜热回收水箱9相连，内含有碱液NaOH，根据pH计22的测定值控制脱硫脱硝剂与碱液的添加量，保持第η级潜热回收模块10中的喷淋水为中性。
[0027]图2为η级串联的潜热回收喷淋装置23的侧视图，其中2≤η≤20，一般情况下即可满足烟气与喷淋水的直接接触蒸发冷却。图3为喷淋装置单个通道的俯视图，在喷淋装置中，存在k组并联的喷淋管路，设置在喷淋装置内部的侧壁上；每组喷淋管路连接m列喷嘴24，每组管路内部连接的喷嘴为同向喷淋，相邻两组并联管路连接的喷嘴喷淋方向相反；其中I≤k≤20，I≤m≤20。
【权利要求】
1.一种喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，其特征在于，该装置由烟气全热回收器和吸收式制冷机组成，上部为烟气全热回收器，下部为吸收式制冷机； 所述烟气全热回收器包括在烟气流动方向上设置的脱硫脱硝模块(7)和η级串联的潜热回收模块(10)，按烟气流动方向依次串联第η级至第1级潜热回收模块(10);所述脱硫脱硝模块(7)的顶部为脱硫脱硝喷淋装置(5)，下部为开式的脱硫脱硝水箱(6)，脱硫脱硝水箱(6)的出水口经脱硫脱硝水泵(20)及相应的水管路与水-水板式换热器(13)的进水口相连，水-水板式换热器(13)的出水口与脱硫脱硝喷淋装置(5)相连；每级潜热回收模块(10)的顶部为对应的潜热回收喷淋装置(8)，下部为对应的开式的潜热回收水箱(9)； 所述吸收式制冷机由蒸发器(1)、吸收器(2)、冷凝器(3)和发生器(4)组成；蒸发器(1)的进水口通过系统水泵(18)及相应的水管路与第η级潜热回收模块(10)对应的潜热回收水箱(9)的出水口相连，蒸发器(1)的出水口与第1级潜热回收模块(10)对应的潜热回收喷淋装置(8)相连；吸收器(2)的冷却水进水口与水-水板式换热器(13)相连，吸收器(2)的冷却水出水口与冷凝器(3)的冷却水进水口相连，冷凝器(3)的冷却水出水口与锅炉相连。
2.根据权利要求1所述的喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，其特征在于，所述烟气全热回收器包括在烟气流动方向上设置的脱硫脱硝模块(7)和η级串联的潜热回收模块(10)，其中2 < η < 20。
3.根据权利要求1所述的喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，其特征在于，所述脱硫脱硝喷淋装置(5)和η级串联的潜热回收模块(10)对应的η个潜热回收喷淋装置(8)中，装有k组并联的喷淋管路，设置在喷淋装置内部的侧壁上；每组喷淋管路连接m列喷嘴，每组管路内部连接的喷嘴为同向喷淋，相邻两组并联管路连接的喷嘴喷淋方向相反；其中1≤k≤20，1≤m≤20。
4.根据权利要求1所述的喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，其特征在于，所述每级潜热回收模块(10)对应的潜热回收水箱(9 )的出水口通过级间水泵(19 )及相应的水管路与下一级潜热回收模块(10)对应的潜热回收喷淋装置(8)相连。
5.根据权利要求1所述的喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，其特征在于，所述烟气全热回收器还包括脱硫脱硝加药装置(11)和潜热回收加药装置(12)，脱硫脱硝加药装置(11)与脱硫脱硝水箱(6)相连，潜热回收加药装置(12)与第1级潜热回收模块(10)对应的潜热回收水箱(9)相连。
6.根据权利要求1所述的喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，其特征在于，在所述η级串联的潜热回收模块(10)对应的η个潜热回收水箱(9)之间，装有带孔挡板；在脱硫脱硝水箱(6)和与之相邻的第η级潜热回收模块(10)对应的潜热回收水箱(9)之间设有无孔挡板，仅在最高处相通；脱硫脱硝水箱(6)的另一侧在稍低于无孔挡板高度的位置设有排水管(16)。
7.根据权利要求1所述的喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，其特征在于，在所述脱硫脱硝喷淋装置(5)的烟气进口与出口及第1级潜热回收模块(10)对应的潜热回收喷淋装置(8)的烟气出口设有挡液板(17)。
8.根据权利要求1所述的喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝装置，其特征在于，在所述脱硫脱硝水箱(6)和第1级潜热回收喷淋模块(10)对应的潜热回收水箱(9)上分别设置补水管(14)、(15)。
【文档编号】F25B27/02GK203671628SQ201420017597
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】谢晓云, 江亿, 朱超逸 申请人:清华大学