脱硝温度可控的发生装置及烟气吸收式制冷系统的制作方法

本实用新型属于吸收式制冷系统技术领域，具体涉及一种脱硝温度可控的发生装置及采用该发生装置的烟气吸收式制冷系统。

背景技术：

随着国内外逐步推行电力市场化，环境保护问题日益突出，具有较高能源利用效率的分布式系统在欧美、韩、日等发达国家得到了快速发展。近几年我国各级政府制定的天然气分布式能源鼓励政策，促进了各耗能单位和能源公司投资建设天然气分布式能源项目。天然气分布式能源项目主要模式为燃气冷、热、电三联供，即以天然气为主要燃料带动燃气轮机、微燃机或内燃机等燃气设备运行，产生的电力供应用户的电力需求，系统发电后排出的余热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷。通过这种方式大大提高整个系统的一次能源利用率，实现了能源的梯级利用，提高综合能源利用效率，实现节能减排。

目前天然气分布式能源站的余热回收利用大多采用了吸收式制冷机组的方法，该设备能有效地将燃气设备排出的高温烟气(400～500℃)中的余热回收用于供冷或者供热，回收后烟气温度能降至170℃以下。但是由于燃气轮机、微燃机或内燃机等设备的燃烧温度较高，目前该类设备排出的尾气中NOx含量一般只能控制在500mg/Nm³左右，无法满足我国日益提高的大气污染物排放要求。

目前，市场上的吸收式制冷机组往往仅考虑余热的回收，而未考虑到NOx的脱除，而常见的脱硝催化剂的适用温度一般在250～360℃，所以余热利用前的烟气温度过高，对催化剂寿命不利，余热利用后的烟气温度过低，脱硝效果较差，运行成本高。

技术实现要素：

本实用新型实施例涉及一种脱硝温度可控的发生装置及采用该发生装置的烟气吸收式制冷系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种脱硝温度可控的发生装置，包括溶液热交换器和催化脱硝器，所述溶液热交换器的换热器壳体内设有高温换热模块和低温换热模块，所述换热器壳体上设有吸收剂溶液入口、吸收剂溶液出口及制冷剂蒸汽出口，其中，

所述高温换热模块的烟气入口与所述溶液热交换器的烟气入口连通，所述高温换热模块的烟气出口通过第一烟气管路与所述催化脱硝器的烟气入口连通，

所述低温换热模块的烟气入口通过第二烟气管路与所述催化脱硝器的烟气出口连通，所述低温换热模块的烟气出口与所述溶液热交换器的烟气出口连通；

所述第一烟气管路上旁接有用于导入调温气体的调温管路。

作为实施例之一，所述调温管路包括用于导入高温调温气体的高温调温管，所述高温调温管上设有第一控制阀。

作为实施例之一，所述溶液热交换器的烟气入口连接有高温烟气入口管，所述高温调温管的另一端旁接于所述高温烟气入口管上。

作为实施例之一，所述溶液热交换器的烟气入口连接有与外部高温烟气源连接的高温烟气入口管，所述高温调温管连接有中温烟气源。

作为实施例之一，所述调温管路包括用于导入低温调温气体的低温调温管，于所述低温调温管上设有第二控制阀。

作为实施例之一，所述溶液热交换器的烟气出口连接有低温烟气出口管，所述低温调温管的另一端旁接于所述低温烟气出口管上。

作为实施例之一，所述第一烟气管路和所述第二烟气管路上均设有切断阀；

所述第一烟气管路上旁接有旁通管，所述旁通管的另一端旁接于所述第二烟气管路上，所述旁通管的两端分别位于对应的所述切断阀的远离所述催化脱硝器的一侧，所述旁通管上设有旁通阀。

作为实施例之一，所述第一烟气管路上设有用于预混合烟气与脱硝还原剂的烟气混合器。

本实用新型实施例还涉及一种烟气吸收式制冷系统，包括吸收器、蒸发器、冷凝器及发生装置，所述发生装置采用如上所述的脱硝温度可控的发生装置，所述冷凝器的制冷剂蒸汽入口与所述制冷剂蒸汽出口连通，所述冷凝器的液态制冷剂出口与所述蒸发器连接，所述蒸发器与所述吸收器的气体入口连通，所述换热器壳体上的吸收剂溶液出口与所述吸收器的液体入口连通，所述换热器壳体上的吸收剂溶液入口与所述吸收器的液体出口连通。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的发生装置，通过将烟气换热回路分割为高、低温两个换热模块，并在两个换热模块之间串接催化脱硝器，在回收燃气设备排烟余热的同时，将烟气中的NOx脱除，满足国家最新排放标准，实现天然气分布式能源真正的即节能又环保；由于烟气在进入催化脱硝器之前先经过了高温换热模块，可获得与催化脱硝温度相适配的烟气温度，解决了燃机排烟温度过高及余热利用后烟气温度过低而不与现有脱硝催化剂匹配的问题，达到节能和环保的双重目的。当进入催化脱硝器内的烟气温度与脱硝催化剂的适用温度不匹配时，可通过在第一烟气管路上连接的调温管路，混入高温气体和/或低温气体(这里的高温气体/低温气体是指温度高于/低于高温换热模块出口烟气温度的气体)，从而实现催化脱硝器入口温度的调节，得到最佳的脱硝温度，保证催化脱硝器的稳定高效运行，保障烟气余热的充分利用和烟气吸收式制冷系统的环保性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的脱硝温度可控的发生装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的烟气吸收式制冷系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1，本实施例提供一种脱硝温度可控的发生装置，包括溶液热交换器101和催化脱硝器102，所述溶液热交换器101的换热器壳体1011内设有高温换热模块1012和低温换热模块1013，所述换热器壳体1011上设有吸收剂溶液入口、吸收剂溶液出口及制冷剂蒸汽出口，其中，

所述高温换热模块1012的烟气入口与所述溶液热交换器101的烟气入口连通，所述高温换热模块1012的烟气出口通过第一烟气管路104与所述催化脱硝器102的烟气入口连通，

所述低温换热模块1013的烟气入口通过第二烟气管路105与所述催化脱硝器102的烟气出口连通，所述低温换热模块1013的烟气出口与所述溶液热交换器101的烟气出口连通；

所述第一烟气管路104上旁接有用于导入调温气体的调温管路108。

一般地，上述制冷剂蒸汽出口设于换热器壳体1011的上部或顶部，被加热汽化的制冷剂从吸收剂溶液中分离并可经该制冷剂蒸汽出口排出；吸收剂溶液入口和吸收剂溶液出口优选为设于换热器壳体1011的下部且以设于换热器壳体1011的相对的两个侧壁上为佳，从而在换热器壳体1011内形成自吸收剂溶液入口向吸收剂溶液出口方向的吸收剂溶液流通方向。上述溶液热交换器101的烟气入口用于接收导入燃气设备的高温烟气；上述高温换热模块1012和低温换热模块1013均可采用换热管等常规的气-液换热设备，具体结构此处不作详述。

本实施例提供的发生装置，通过将烟气换热回路分割为高、低温两个换热模块，并在两个换热模块之间串接催化脱硝器102，在回收燃气设备排烟余热的同时，将烟气中的NOx脱除，满足国家最新排放标准，实现天然气分布式能源真正的即节能又环保；由于烟气在进入催化脱硝器102之前先经过了高温换热模块1012，可获得与催化脱硝温度相适配的烟气温度，解决了燃机排烟温度过高及余热利用后烟气温度过低而不与现有脱硝催化剂匹配的问题，达到节能和环保的双重目的。当进入催化脱硝器102内的烟气温度与脱硝催化剂的适用温度不匹配时，可通过在第一烟气管路104上连接的调温管路108，混入高温气体和/或低温气体(这里的高温气体/低温气体是指温度高于/低于高温换热模块1012出口烟气温度的气体)，从而实现催化脱硝器102入口温度的调节，得到最佳的脱硝温度，保证催化脱硝器102的稳定高效运行，保障烟气余热的充分利用和烟气吸收式制冷系统的环保性能。

上述调温管路108的组成包括：

所述调温管路108包括用于导入高温调温气体(即为温度高于高温换热模块1012出口烟气温度的气体)的高温调温管，所述高温调温管上设有第一控制阀。和/或，所述调温管路108包括用于导入低温调温气体(即为温度低于高温换热模块1012出口烟气温度的气体)的低温调温管，于所述低温调温管上设有第二控制阀。

其中，该高温调温管的调温气体来源可以有如下方式：

(1)作为实施例之一，如图1，所述高温换热模块1012的烟气入口连接有高温烟气入口管，所述高温调温管的另一端旁接于所述高温烟气入口管上。

(2)高温换热模块1012的烟气入口连接有与外部高温烟气源连接的高温烟气入口管，该高温调温管连接有中温烟气源。

在上述第(1)种方案中，直接引入燃气设备排烟，结构简单，烟气品种单一，易于控制；在上述第(2)种方案中，引入中温烟气，从而可以一套制冷系统可以同时利用多种不同品质的烟气，适用性广，对于钢铁企业等烟气品种较多的行业尤其适用，中温烟气不经高温换热模块1012换热，避免高温换热模块1012出口烟气温度较低而不适于脱硝。

上述低温调温管的调温气体来源优选为是：所述低温换热模块1013的烟气出口连接有低温烟气出口管，所述低温调温管的另一端旁接于所述低温烟气出口管上。

接续上述发生装置的结构，如图1，作为优选的实施方式，所述第一烟气管路104和所述第二烟气管路105上均设有切断阀；所述第一烟气管路104上旁接有旁通管106，所述旁通管106的另一端旁接于所述第二烟气管路105上，所述旁通管106的两端分别位于对应的所述切断阀的远离所述催化脱硝器102的一侧，所述旁通管106上设有旁通阀。也即，在第一烟气管路104上，旁通管106的旁接点位于该第一烟气管路104上的切断阀107与高温换热模块1012的烟气出口之间；在第二烟气管路105上，旁通管106的旁接点位于该第二烟气管路105上的切断阀107与低温换热模块1013的烟气入口之间。

正常工况下，第一烟气管路104与第二烟气管路105上的切断阀107均开启，旁通阀关闭；当需要更换催化剂或催化脱硝器102需要检修时，可关闭上述两个切断阀107，打开旁通阀，经高温换热模块1012换热后的烟气经旁通管106直接进入低温换热模块1013内，从而可在线更换催化剂或对催化脱硝器102进行检修维护，确保制冷机组和发电机组连续稳定运行。

进一步优选地，如图1，上述发生装置还包括用于预混合烟气与脱硝还原剂的烟气混合器103，该烟气混合器103布置于上述第一烟气管路104上。该烟气混合器103设有还原剂喷入口，喷入还原剂可实现烟气与脱硝还原剂的预混合，以提高催化脱硝器102的脱硝效率及效果。

在另外的实施例中，作为优选的实施方式，该发生装置100还包括溶液预热单元(未图示)，溶液预热单元包括预热壳体和布置于预热壳体内的预热换热管，预热换热管的入口端与制冷剂蒸汽出口连通，预热壳体的吸收剂溶液出口与上述换热器壳体1011上的吸收剂溶液入口连通。这种方式可以充分地利用高温气态制冷剂的热量，经预热的吸收剂溶液在后续的换热过程中更易于使制冷剂分离出来，另一方面，由于气态制冷剂温度的降低，可以降低吸收式制冷系统中冷凝器400的工作负担及能耗。进一步优选地，可相应地在该换热器壳体1011上分别开设高温制冷剂蒸汽出口和低温制冷剂蒸汽出口，其中，高温制冷剂蒸汽出口位于高温换热模块1012上方，该高温制冷剂蒸汽出口与上述第三换热管的入口端连通。

作为优选的实施例，催化脱硝器102壳体设有保温层；另外，上述第一烟气管路104及第二烟气管路105也都优选为设置保温层，可减小烟气的热损失，提高烟气的余热利用效果。

作为优选的实施例，如图1，高温换热模块1012和低温换热模块1013均为逆流换热模块，即高温换热模块1012的烟气流通方向以及低温换热模块1013的烟气流通方向均与换热器壳体1011内的吸收剂溶液流通方向相逆，也即在溶液热交换器101内烟气与吸收剂溶液是逆流换热的，可以提高换热效果，从而提高烟气余热利用效果。

实施例二

如图2，本实用新型实施例提供一种烟气吸收式制冷系统，包括吸收器200、蒸发器300、冷凝器400及发生装置100，其中，该发生装置100可采用上述实施例一所提供的脱硝温度可控的发生装置100，其具体结构此处不再赘述。冷凝器400的制冷剂蒸汽入口与所述制冷剂蒸汽出口连通，所述冷凝器400的液态制冷剂出口与所述蒸发器300连接，所述蒸发器300与所述吸收器200的气体入口连通，所述换热器壳体1011上的吸收剂溶液出口与所述吸收器200的液体入口连通，所述换热器壳体1011上的吸收剂溶液入口与所述吸收器200的液体出口连通。

溶液热交换器101的换热器壳体1011上的制冷剂蒸汽出口排出的制冷剂蒸汽引入至冷凝器400中被冷凝为液态制冷剂，冷凝器400产生的液态制冷剂引入至蒸发器300中并在蒸发器300中吸热蒸发，所形成的气态制冷剂引入至吸收器200中，在吸收器200中被吸收剂溶液吸收，吸收了气态制冷剂的吸收剂溶液由溶液泵再送至溶液热交换器101的换热器壳体1011内，在该换热器壳体1011内被加热而分离出制冷剂蒸汽，完成一个循环。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。