CN107131515A - 一种烟气排放装置及其系统 - Google Patents

Abstract

一种烟气排放装置及其系统，其主要涉及废气处理领域。该烟气排放装置通过设置套设于第一管道和第二管道的换热管，使得换热器能够将第一管道中的吸收的烟气热量高效的传递给第二管道内的冷空气，从而实现了对第二管道内冷空气的预热，同时也降低了第一管道内烟气的温度；该烟气排放装置还通过设置热量回收装置进一步地将第一管道内烟气的温度进行降低，实现了烟气能量的再次回收。因此，上述的烟气排放装置以及包括上述烟气排放装置的烟气排放系统不但实现了烟气热量的有效利用，而且降低了烟气排出的温度，有利于进行进一步地环保处理。故上述的烟气排放装置及其系统应用于锅炉设备的烟气排放处理具有重要的推广价值。

Description

一种烟气排放装置及其系统

技术领域

本发明涉及废气处理领域，具体而言，涉及一种烟气排放装置及其系统。

背景技术

锅炉在日常的使用过程中，会排放出大量的废气，而传统的废气排放处理手段效率不高，不但会影响废气处理的效果，而且还会向环境排放过多的热能，造成能量的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烟气排放装置，其能够是有效利用锅炉废气中的能量。

本发明的另一目的在于提供一种烟气排放系统，其能够充分利用锅炉废气中的能量，使得锅炉系统的能量利用率更高，从而达到燃烧成本的目的。

本发明的实施例是这样实现的：

一种烟气排放装置，其主要用于锅炉设备的烟气排放，烟气排放装置包括换热器、热量回收装置，其中，换热器包括用于接受烟气的第一管道、用于进行空气预热的第二管道和换热管，第一管道和第二管道沿长度方向并列设置，换热管套设于第一管道和第二管道；第一管道具有烟气入口和烟气出口，烟气入口与锅炉设备的烟气出口端连通，烟气出口与热量回收装置连通。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第二管道位于第一管道的上方。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述换热管呈中空管状且与第一管道和第二管道相匹配。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述换热管的内部设置有导热介质。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述导热介质为气态或液态。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述导热介质为液态，且换热管外部还设置了抽真空装置，抽真空装置与换热管内部连通。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述换热管与外界空气相接触的表面设置有隔热层。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述热量回收装置为水冷回收装置，水冷回收装置使烟气中含有的水蒸气释放出潜热后再排出。

一种烟气排放系统，其包括上述的烟气排放装置和烟囱，烟气排放装置的热量回收装置具有烟气排出口，烟气排出口与烟囱连通。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述烟囱呈圆筒状，且烟囱的烟囱口竖直朝上。

本发明实施例的有益效果是：上述的烟气排放装置通过设置套设于第一管道和第二管道的换热管，使得换热器能够将第一管道中的吸收的烟气热量传递给第二管道内的冷空气，从而实现了对第二管道内冷空气的预热，同时也降低了第一管道内烟气的温度；上述的烟气排放装置通过设置热量回收装置进一步地将第一管道内烟气的温度进行降低，实现了烟气能量的再次回收。因此，上述的烟气排放装置以及包括上述烟气排放装置的烟气排放系统不但实现了烟气热量的有效利用，而且降低了烟气排出的温度，有利于进行进一步地环保处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供烟气排放装置的平面结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供换热器的端面平面结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供烟气排放系统的平面结构示意图；

图4为本发明第二实施例提供烟气排放系统的平面结构示意图；

图5为本发明第二实施例提供换热器的截面结构示意图。

图标：10-烟气排放系统；20-烟气排放系统；100-烟气排放装置；200-烟气排放装置；120-锅炉设备；121-烟气出口端；140-换热器；240-换热器；141-烟气入口；142-第一管道；143-烟气出口；144-第二管道；146-换热管；246-换热管；160-热量回收装置；162-水冷回收本体；163-烟气排出口；164-循环水发生装置；180-烟囱；182-烟囱口；248-抽真空装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供了一种烟气排放装置100，其主要用于锅炉设备120的烟气排放，烟气排放装置100包括换热器140、热量回收装置160，其中，换热器140主要是将烟气中携带的大量能量进行转化，以实现为对冷空气的预热处理；热量回收装置160是对换热器140中烟气剩余的热量进行再次回收，以进一步地减少烟气中所携带的能量。需要说明的是，本实施例提供的烟气排放装置100主要用于锅炉设备120，但并不仅限于本实施例提供的这一种，在其它实施例当中，也可以用于其它供热设备的烟气排放。

进一步地，结合参照图1和图2，本实施例提供的换热器140包括用于接受烟气的第一管道142、用于进行空气预热的第二管道144和换热管146，第一管道142和第二管道144沿长度方向并列水平设置，换热管146套设于第一管道142和第二管道144；第一管道142具有烟气入口141和烟气出口143，烟气入口141与锅炉设备120的烟气出口端121连通，烟气出口143与热量回收装置160连通。

需要说明的是，只所以将换热管146同时套设于第一管道142和第二管道144，主要是为了将第一管道142内部烟气的热量首先传递给换热管146，然后再通过换热管146传递给第二管道144内，这样既能够将能量进行有效的传递，而且更重要的是能够避免烟气与第二管道144内需要预热的空气进行直接接触，这样不会影响预热空气中的氧气占比，从而也不会影响锅炉设备120的燃烧效率。

优选地，为了使得换热管146能够最大程度上的将第一管道142内烟气的热量传递给第二管道144内部，本实施例提供的第二管道144设置于第一管道142的上方。需要说明的是，由于通常情况下，热量朝上升的方向进行流动，因此将第二管道144设置在第一管道142的上方，可以使得第一管道142更加容易的将热量传递给自身上方的第二管道144，从而整体上提高换热器140的换热效率。

进一步地，为了保证换热管146的换热效率，本实施例提供的换热管146是由高热导率材料制成的，如铜、铝等，并且换热管146与外界空气相接触的表面均涂覆有隔热层，以最大限度的减少换热管146在热传递过程中的能量损耗。

需要说明的是，本实施例提供的隔热层采用硅酸铝材料制成，但是，在其它实施例当中，并不仅限于本实施例提供的这一种材料，还可以是其它隔热材料，如聚酰亚胺，超细玻璃棉等。

进一步地，本实施例提供的热量回收装置160为水冷回收装置。需要说明的是，通过水冷回收装置能够使烟气中含有的水蒸气释放出潜热后再排出。具体的，水冷回收装置包括水冷回收本体162和循环水发生装置164，水冷回收装置通过与第一管道142的烟气出口143连通，使得第一管道142内经过换热处理过的烟气能够被进一步引入到水冷回收本体162内部的空腔内，然后水冷回收本体162再通过空腔内部设置的循环冷却水管路将空腔内的烟气热量不断转化给循环水，循环水在不断的循环过程中由循环水发生装置164提供动力，并且循环水的热量也不断积聚储存在循环水发生装置164内部，以便于引入到其它需要热量的设备中进行再利用。

本实施例提供的烟气排放装置100的工作原理是：烟气从锅炉设备120中出来并引入到第一管道142内，在换热管146的换热作用下，使得第一管道142内部的烟气热量转化给第二管道144内需要预热的冷空气，从而实现对冷空气的预热处理；进一步地，第一管道142内的烟气从烟气出口143出来后，进入到水冷回收装置的水冷回收本体162内部空腔，水冷回收本体162再通过空腔内部设置的循环冷却水管路将空腔内的烟气热量不断转化给循环水，最终，烟气从水冷回收本体162上设置的烟气排出口163排出。

需要说明的是，循环水在不断的循环过程中由循环水发生装置164提供稳定的动力源，并且循环水的热量在不断的循环吸热下，积聚储存在循环水发生装置164内部，当外界的其它的设备需要热量时，便可从循环水发生装置164引出进行再利用。

需要强调的是，烟气排放装置100通过设置套设于第一管道142和第二管道144的换热管146，使得换热器140能够将第一管道142中的吸收的烟气热量传递给第二管道144内的冷空气，实现了对第二管道144内冷空气的预热，同时也降低了第一管道142内烟气的温度；另外，烟气排放装置100通过设置热量回收装置160进一步地将第一管道142内烟气的温度进行降低，实现了烟气能量的再次回收。

请参照图3，本实施例还提供了一种烟气排放系统10，其包括上述的烟气排放装置100和烟囱180。具体地，本实施例提供的烟气排放系统10中，烟气排放装置100的热量回收装置160具有烟气排出口163，并且烟气排出口163与烟囱180连通。

进一步地，烟气排放系统10中的烟囱180呈圆筒状，且烟囱口182竖直朝上。需要说明的是，之所以将烟囱180的形状和最终的烟囱口182进行上述的设置，是因为圆筒状的烟囱180内壁应力集中点比较少，在烟囱180长期服役期间，不容易造成应力腐蚀，有利于延长烟囱180的使用寿命；将烟囱口182竖直朝上，可以充分利用热气上升原理，顺利的将烟气从烟囱180中排出。

本实施例提供的烟气排放系统10的工作原理是：在烟气排放装置100中的烟气从烟气排出口163排出时，被烟气排放系统10中的烟囱180引入，由于烟囱180竖直放置且烟囱口182朝上，故烟气很容易的便从烟囱180中排出。需要说明的是，烟气排放系统10中引入的烟囱180不但使得烟气的排放更加容易，而且由于烟囱180自身具有一定的长度，故烟气排出过程中的时间变长，烟气中部分的热量会被烟囱180所吸收，所以，最终从烟囱180排出的烟气温度会进一步地降低，这对于烟气后续的环保处理具有很大帮助。

第二实施例

请参照图4，本实施例提供了一种烟气排放系统20，其与第一实施例提供的烟气排放系统10大致相同，不同之处在于，本实施例提供的烟气排放系统20中的烟气排放装置200与第一实施例提供的烟气排放装置100不同。

具体地，请结合参照图4和图5，烟气排放装置200中的换热管246与第一管道142和第二管道144相匹配，且呈中空管状。换句话说，换热管246传递热量的内部区域为空心的腔体。需要说明的是，本实施例通过对腔体内部进行密封设计，并且通过在腔体里边设置液态或气态的高效率导热介质，使得第一管道142的烟气热量能够最大限度的且更加均匀地传递给第二管道144。

优选地，本实施例中导热介质选用液态的水，并且换热管246外部还设置了与腔体内部连通的抽真空装置248。需要说明的是，通过抽真空装置248实现对腔体内部压强的降低，可以进一步提高水的热传递效率。

需要说明的是，在其它实施例当中，并不仅限于本实施例提供的水这一种导热介质，还可以是其它的导热介质，如油、氢气和氮气等，只要能够满足换热器240高效换热的要求即可。

综上所述，本发明的烟气排放装置通过设置套设于第一管道和第二管道的换热管，使得换热器能够将第一管道中的吸收的烟气热量高效的传递给第二管道内的冷空气，从而实现对第二管道内冷空气的预热，同时也降低了第一管道内烟气的温度；上述的烟气排放装置通过设置热量回收装置进一步地将第一管道内烟气的温度进行降低，实现了烟气能量的再次回收。因此，上述的烟气排放装置以及包括上述烟气排放装置的烟气排放系统不但实现了烟气热量的有效利用，而且降低了烟气排出的温度，有利于进行进一步地环保处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟气排放装置，其特征在于，其主要用于锅炉设备的烟气排放，所述烟气排放装置包括换热器、热量回收装置，其中，所述换热器包括用于接受烟气的第一管道、用于进行空气预热的第二管道和换热管，所述第一管道和所述第二管道沿长度方向并列设置，所述换热管套设于所述第一管道和所述第二管道；所述第一管道具有烟气入口和烟气出口，所述烟气入口与所述锅炉设备的烟气出口端连通，所述烟气出口与热量回收装置连通。

2.根据权利要求1所述的烟气排放装置，其特征在于，所述第二管道位于所述第一管道的上方。

3.根据权利要求1或2所述的烟气排放装置，其特征在于，所述换热管呈中空管状且与所述第一管道和所述第二管道相匹配。

4.根据权利要求3所述的烟气排放装置，其特征在于，所述换热管的内部设置有导热介质。

5.根据权利要求4所述的烟气排放装置，其特征在于，所述导热介质为气态或液态。

6.根据权利要求5所述的烟气排放装置，其特征在于，所述导热介质为液态，且所述换热管外部还设置了抽真空装置，所述抽真空装置与所述换热管内部连通。

7.根据权利要求1所述的烟气排放装置，其特征在于，所述换热管与外界空气相接触的表面设置有隔热层。

8.根据权利要求1所述的烟气排放装置，其特征在于，所述热量回收装置为水冷回收装置，所述水冷回收装置使烟气中含有的水蒸气释放出潜热后再排出。

9.一种烟气排放系统，其特征在于，其包括如权利要求1-8任意一项所述的烟气排放装置和烟囱，所述烟气排放装置的所述热量回收装置具有烟气排出口，所述烟气排出口与所述烟囱连通。

10.根据权利要求9所述的烟气排放系统，其特征在于，所述烟囱呈圆筒状，且所述烟囱的烟囱口竖直朝上。