CN103851926B - 一种高效烟气余热回收装置及其回收方法 - Google Patents

一种高效烟气余热回收装置及其回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高效烟气余热回收装置和方法，采用喷水装置和喷雾装置对烟气的显热和潜热进行回收，减小系统阻力，提高换热效率。该烟气余热回收装置包括烟道4和热质回收室5，在热质回收室5顶部设置有喷水装置2，在烟道4顶部设置有喷雾装置1，在热质回收室5底部设置有水托盘3，喷雾装置1加装在烟道4入口处。在烟道入口处加装喷雾装置，此时烟气流速高，喷淋的雾化水和烟气扰动强烈，迅速将烟气加湿，并快速冷却至饱和状态，这样进入热质回收室的烟气在回收室内就很容易被喷淋水冷却，热质回收室需要的体积和空间减小，回收热质更充分。

Description

一种高效烟气余热回收装置及其回收方法
技术领域
本发明属于余热回收再利用领域，特别涉及一种高效烟气余热回收装置及其回收方法。
背景技术
在工业生产中，由煤炭、石油、天然气等一次能源转化出来的热能，只有一部分得到了有效的利用，还有相当一部分热能即余热在燃烧或加热之后没有被充分利用而浪费掉了。在各种工业加热炉、热处理炉、供暖锅炉等不同类型的加热设备中，燃烧产生的高温烟气没有得到充分的利用，在仍然包含大量余热的情况下被排放掉了。排放的烟气温度可能在摄氏四、五百度，甚至上千度。这不仅浪费了能源，而且严重污染了环境。
发明内容
本发明提出了一种高效烟气余热回收装置和方法。采用喷水装置和喷雾装置对烟气的显热和潜热进行回收，减小系统阻力，提高换热效率。
本发明的技术方案为：一种高效烟气余热回收装置，包括烟道4和热质回收室5，其特征在于，在热质回收室5顶部设置有喷水装置2，在烟道4内部设置有喷雾装置1，在热质回收室5底部设置有水托盘3。
所述的高效烟气余热回收装置，其特征在于，喷雾装置1加装在烟道4入口处。
所述的高效烟气余热回收装置，其特征在于，喷雾装置1设置在烟道4的顶部或底部，或沿着烟道4的内周壁均匀布置。
所述的高效烟气余热回收装置，其特征在于，喷雾装置1的喷雾方向与烟道内烟气的流动方向之间的夹角为90°～180°。
所述的高效烟气余热回收装置，其特征在于，喷雾装置1喷出的水雾颗粒小于喷水装置2喷出的水的颗粒，热质回收室5中烟气的流速小于烟道4中烟气的流速。
所述的高效烟气余热回收装置，其特征在于，水托盘3底部设置出水口，该出水口连接水泵7，水泵7通过管路与热泵6连接。
所述的高效烟气余热回收装置，其特征在于，热泵6的出水口通过管路与喷雾装置1和喷水装置2连接。
所述的高效烟气余热回收装置，其特征在于，在热质回收室5顶部还设置有冷烟气出口。
本发明的另一技术方案为：上述高效烟气余热回收装置的余热回收方法，其特征在于，烟气由烟道入口进入烟道4，设置在烟道4顶部的喷雾装置1向烟气喷淋雾化水，随后烟气进入热质回收室5，设置在热质回收室5顶部的喷水装置2向烟气喷水，换热后的冷烟气由没置在热质回收室5顶部的冷烟气出口排出，吸收余热后的水落入设置在热质回收室5底部的水托盘3中。
所述的高效烟气余热回收装置的余热回收方法，其特征在于，水托盘3中的热水通过水泵7进入热泵6，放热后通过管路进入喷雾装置1和喷水装置2。
附图说明
图1为本申请所述的高效烟气余热回收装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种高效烟气余热回收装置，包括烟道4和热质回收室5，在热质回收室5顶部设置有喷水装置2，在烟道4顶部设置有喷雾装置1，在热质回收室5底部设置有水托盘3，在热质回收室5顶部还设置有冷烟气出口。
喷雾装置1优选加装在烟道4入口处。
上述高效烟气余热回收装置的余热回收方法为，烟气由烟道入口进入烟道4，设置在烟道4顶部的喷雾装置1向烟气喷淋雾化水，随后烟气进入热质回收室5，设置在热质回收室5顶部的喷水装置2向烟气喷水，换热后的冷烟气由设置在热质回收室5顶部的冷烟气出口排出，吸收余热后的水落入设置在热质回收室5底部的水托盘3中。水托盘3中的热水通过水泵7进入热泵6，放热后通过管路进入喷雾装置1和喷水装置2，重新被喷出，继续回收烟气的余热，完成水路循环。
该装置的主要目的是回收天然气等燃料燃烧后产生的烟气中的热量和水分，在烟气回收热量的过程中存在两个传热过程：第一阶段为增湿并冷却过程，第二过程为烟气冷却并伴随水蒸气凝结过程。第一阶段的换热要求喷淋得水颗粒越小越好，并要求烟气要有较为强烈的扰流，其流速要求较高，换热才能达到较好的效果，而在第二阶段，如果喷淋得水颗粒太小，烟气流速太高，水分就会随烟气飘出，该烟气回收装置中回收水的目的就不能达成。
为了实现充分换热的效果，将第一阶段的增湿并冷却过程主要设置在烟道中完成，喷雾装置1喷出颗粒小的水雾，并且为了充分扰动烟气，喷雾装置1的喷雾方向与烟道内烟气的流动方向之间的夹角为90°～180°。当该角度为90°时，喷雾方向与烟道内烟气的流动方向垂直；当该角度为180°时，喷雾方向与烟道内烟气的流动方向相反。
第二阶段的烟气冷却和水蒸气凝结过程主要发生在热质回收室5中。喷水装置2喷出的水的颗粒大于喷雾装置1喷出的水雾颗粒。并且，热质回收室5中烟气的流速小于烟道4中烟气的流速。
在烟道入口处加装喷雾装置，此时烟气流速高，喷淋的雾化水和烟气扰动强烈，迅速将烟气加湿，并快速冷却至饱和状态，这样进入热质回收室的烟气在回收室内就很容易被喷淋水冷却，同时水蒸汽冷凝，热质回收室需要的体积和空间减小，回收热质更充分。
优选的，喷雾装置1设置在烟道4的顶部或底部，或沿着烟道4的内周壁均匀布置。

Claims (1)

1.一种高效烟气余热回收装置，包括烟道(4)和热质回收室(5)，其特征在于，在热质回收室(5)顶部设置有喷水装置(2)，在烟道(4)顶部设置有喷雾装置(1)，在热质回收室(5)底部设置有水托盘(3)；喷雾装置(1)加装在烟道(4)入口处；
喷雾装置(1)的喷雾方向与烟道内烟气的流动方向之间的夹角为180°，喷雾方向与烟道内烟气的流动方向相反；
喷雾装置(1)喷出的水雾颗粒小于喷水装置(2)喷出的水的颗粒，热质回收室(5)中烟气的流速小于烟道(4)中烟气的流速；在烟气回收热量的过程中存在两个传热过程，第一阶段为增湿并冷却过程，第二阶段为烟气冷却并伴随水蒸气凝结过程；第一阶段的换热要求喷淋的水雾颗粒越小越好，而在第二阶段，如果喷淋的水颗粒太小，烟气流速太高，水分就会随烟气飘出，该烟气余热回收装置中回收水的目的就不能达成；第一阶段的增湿并冷却过程主要设置在烟道中完成；第二阶段的烟气冷却和水蒸气凝结过程主要发生在热质回收室中；
水托盘(3)底部设置出水口，该出水口连接水泵(7)，水泵(7)通过管路与热泵(6)连接；在热质回收室(5)顶部还设置有冷烟气出口；热泵(6)的出水口通过管路与喷雾装置(1)和喷水装置(2)连接；烟气由烟道入口进入烟道(4)，设置在烟道(4)顶部的喷雾装置(1)向烟气喷淋雾化水，随后烟气进入热质回收室(5)，设置在热质回收室(5)顶部的喷水装置(2)向烟气喷水，换热后的冷烟气由设置在热质回收室(5)顶部的冷烟气出口排出；吸收余热后的水落入设置在热质回收室(5)底部的水托盘(3)中；水托盘(3)中的热水通过水泵(7)进入热泵(6)，放热后通过管路进入喷雾装置(1)和喷水装置(2)；
所述的高效烟气余热回收装置采用喷水装置和喷雾装置对烟气的显热和潜热进行回收，减小系统阻力，提高换热效率。
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