CN109595580B - 一种烟气热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气热回收系统，包括：发生器(1)、脱硫塔(2)、吸收器(3)、烟气管路、第一溶液回路(4)和第二溶液回路(5)；所述发生器(1)、脱硫塔(2)和吸收器(3)依次连通，形成烟气管路；发生器(1)内设置布液装置，布液装置与吸收器(3)的底部连通，形成第一溶液回路(4)；吸收器(3)内溶液通过第一溶液回路(4)流动至发生器(1)内；吸收器(3)内设置有布液装置，发生器(1)的底部与吸收器(3)的布液装置连通，形成第二溶液回路(5)；发生器(1)内溶液通过第二溶液回路(5)流动至吸收器(3)内。本发明实施例提供的系统将脱硫后烟气中水蒸气吸收，得到低湿度的烟气，避免造成烟道和烟囱的腐蚀，提高烟道和烟囱的使用寿命。

Description

一种烟气热回收系统

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是涉及一种烟气热回收系统。

背景技术

目前对于燃烧锅炉产生的烟气进行脱硫处理的方式主要包括燃烧中脱硫、燃烧前脱硫和燃烧后脱硫这三种方法。一般燃烧后脱硫方法中的石灰石-石膏湿法脱硫技术是现如今技术最成熟、实用业绩最多、运行最为稳定的脱硫工艺，脱硫效率能够达到95％以上。

石灰石-石膏湿法脱硫技术是指：吸收塔内石灰石浆液与进入吸收塔的烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与吸收剂浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧气发生氧化反应，生成二水硫酸钙(石膏)，脱硫后的烟气进入烟囱排出。

在脱硫过程中，烟气由脱硫前的高温低湿烟气转变为脱硫后的低温高湿烟气，其蕴含的总热能几乎不变，而湿度增加，导致烟气中的潜热增加。一方面，这种高湿度烟气会造成烟道和烟囱的腐蚀，并降低污染物在大气中的扩散度。另一方面，高湿度的烟气排放到大气中，造成了烟囱的“冒白烟”现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟气热回收系统，能够将锅炉产生的烟气余热进行回收，一方面，回收余热得到的热水，可以用于采暖、作为锅炉给水、或用于加热锅炉进风，可以节省能源。另一方面，本发明实施例将脱硫后的烟气中水蒸气进行吸收，得到低湿度的烟气，避免造成烟道和烟囱的腐蚀，提高烟道和烟囱的使用寿命，还可以避免发生烟囱的“冒白烟”现象，能够减小环境污染。

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种烟气热回收系统，包括：发生器、脱硫塔、吸收器、烟气管路、第一溶液回路和第二溶液回路；发生器、脱硫塔和吸收器依次连通，形成所述烟气管路；发生器内设置第一布液装置，第一布液装置与吸收器的底部连通，形成第一溶液回路；吸收器内溶液通过第一溶液回路流动至发生器，通过第一布液装置均匀散布在发生器内，与烟气进行热湿交换，以降低发生器内的烟气温度；吸收期内设置第二布液装置，发生器的底部与吸收器的第二布液装置连通，形成第二溶液回路；发生器内溶液通过第二溶液回路流动至吸收器，通过第二布液装置均匀散布在吸收器内，与烟气进行热湿交换，以提高吸收器内的烟气温度并降低烟气湿度。

进一步地，还包括；第一换热器，设置在发生器与吸收器之间，串联在第二溶液回路上。

进一步地，还包括：第一热泵装置，设置在发生器与吸收器之间，第一热泵装置与第二溶液回路连通，用于将第二溶液回路内溶液降温。

进一步地，第一热泵装置为热能驱动的吸收式热泵、电力驱动的压缩式热泵或蒸汽驱动的压缩式热泵。

进一步地，还包括；第二换热器，设置在发生器与吸收器之间，串联在第一溶液回路上。

进一步地，还包括：第二热泵装置，设置在发生器与吸收器之间，第二热泵装置与第一溶液回路连通，用于将第一溶液回路内溶液降温。

进一步地，第二热泵装置为热能驱动的吸收式热泵、电力驱动的压缩式热泵或蒸汽驱动的压缩式热泵。

进一步地，第一溶液回路设置有第一泵；第一泵用于将从吸收器流出的溶液输送至发生器；和/或，第二溶液回路设置有第二泵；第二泵用于将从发生器流出的溶液输送至吸收器。

进一步地，第一溶液回路内的溶液与第二溶液回路内的溶液相同，均为：溴化锂溶液、氯化钙溶液、氯化锂溶液、硝酸钙溶液、硝酸锂溶液、硝酸钠溶液、硫酸溶液或硝酸溶液中的一种。

进一步地，发生器为空腔式结构或填料式结构；和/或，吸收器为空腔式结构或填料式结构。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明实施例提供的一种烟气热回收系统，设置有发生器，能够将锅炉产生的含有的余热的烟气进行回收。一方面，回收余热得到的热水，可以用于采暖、作为锅炉给水、或用于加热锅炉进风，可以节省能源。另一方面，本发明实施例将脱硫后的烟气中水蒸气进行吸收，得到低湿度的烟气，避免造成烟道和烟囱的腐蚀，提高烟道和烟囱的使用寿命，还可以避免发生烟囱的“冒白烟”现象，能够减小环境污染，并减少脱硫塔的耗水量。

附图说明

图1是本发明第一实施方式提供的烟气热回收系统的结构示意图；

图2是根据本发明第二实施方式的烟气热回收系统的结构示意图；

图3是根据本发明第三实施方式的烟气热回收系统的结构示意图；

图4是根据本发明第四实施方式的烟气热回收系统的结构示意图；

图5是根据本发明第五实施方式的烟气热回收系统的结构示意图；

图6是根据本发明第六实施方式的烟气热回收系统的结构示意图。

附图标记：

1：发生器；2：脱硫塔；3：吸收器；4第一溶液回路；5：第二溶液回路；6：第一换热器；7：第一热泵装置；8：第二换热器；9：第二热泵装置；10：第一泵；11：第二泵。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1是本发明第一实施方式提供的烟气热回收系统的结构示意图。

如图1所示，该烟气热回收系统，包括：发生器1、脱硫塔2、吸收器3、烟气管路、第一溶液回路和第二溶液回路。

其中，发生器1、脱硫塔2和吸收器3依次连通，形成烟气管路。

具体地，发生器1的顶部与脱硫塔2的底端联通，脱硫塔2的顶端和吸收器3的底端连通。

需要说明的是，锅炉燃烧产生的高温烟气，从发生器1的低端(也可以是低端的侧边)进入，发生器1内设置有第一布液装置，第一布液装置将低温的溶液均匀散布在发生器1内，高温烟气直接与低温的溶液接触，一方面，使得低温溶液温度升高，高温的烟气温度降低，另一方面，烟气与溶液直接接触，其湿度会增加。

烟气从发生器1的顶端流出至脱硫塔2的底端。一方面，烟气与脱硫塔内的石灰石浆液发生热交换，烟气的温度进一步降低。另一方面，石灰石浆液中的水蒸发为水蒸气进入烟气，烟气的湿度会进一步增加。在经过脱硫塔输出的烟气，会成为饱和或接近于饱和的湿烟气。

经过脱硫塔顶部输出的烟气，从吸收器3的底部进入，吸收器3内设置有第二布液装置，第二布液装置将来自发生器1的溶液均匀散布在吸收器3内，烟气与吸收器3内的溶液直接接触，完成热质交换。吸收器3内的溶液对水蒸气进行吸收，溶液浓度会降低，烟气中的水蒸气被溶液吸收，吸收器3内的溶液吸收水蒸气会放热，使得烟气的温度上升，湿度降低，成为具有较高过热度的过热烟气，从吸收器3排出，可直接排入环境大气中，或者通过烟囱排入环境大气中。通过上述吸收器3可以对脱硫后的烟气中的水蒸气进行吸收，得到低湿度的烟气，避免造成烟道和烟囱的腐蚀，提高烟道和烟囱的使用寿命，还可以避免发生烟囱的“冒白烟”现象，能够减小环境污染。

进一步具体地，发生器1的第一布液装置与吸收器3的底部连通，形成第一溶液回路4；吸收器3内的稀溶液依靠重力或者在泵的驱动下通过第一溶液回路4流动至发生器1内，与发生器1内的烟气进行热湿交换，以降低发生器1内烟气的温度，提高烟气湿度，并且发生器1内的溶液被高温烟气加热浓缩，成为高温的浓溶液。

发生器1的底部与吸收器3的第二布液装置连通，形成第二溶液回路5；发生器1内高温的浓溶液依靠重力或者在泵的驱动下通过第二溶液回路5流动至吸收器3内，与吸收器3内的烟气进行热湿交换，以降低吸收器3内的烟气湿度。并且，吸收器3内的溶液吸收从脱硫塔2出来的烟气中的水蒸气，浓度降低，成为稀溶液。溶液如此在发生器1和吸收器3之间进行循环。

可选的，在发生器1和吸收器3以及第一溶液回路和第二溶液回路间的溶液相同，均为溴化锂溶液、氯化钙溶液、氯化锂溶液、硝酸钙溶液、硝酸锂溶液、硝酸钠溶液、硫酸溶液或硝酸溶液中的一种。

需要说明的是，第一溶液回路和第二溶液回路中的液体的作用主要是在吸收器1中吸收烟气中的水蒸气，并在发生器3中解吸。

可选的，将第一溶液回路、第二溶液回路、发生器和吸收器进行防腐处理，避免受到溶液的腐蚀。例如，将第一溶液回路、第二溶液回路、发生器和吸收器的内表面采用玻璃钢、塑料等防腐蚀材料。

在一个优选的实施例中，上述发生器1和/或吸收器3为空腔式结构，溶液从顶部喷淋，喷淋的液滴在自由下降的过程中与烟气完成热质交换。

在一个优选的实施例中，上述发生器1和/或吸收器3为填料式结构，溶液通过顶部布液器分布到填料上，在沿着填料下降过程中与烟气完成热质交换。

需要说明的是，发生器1主要是用于将其内部的溶液加热浓缩，获得浓溶液，并解吸出水蒸汽。吸收器3主要是用于吸收烟气中的水蒸气，同时溶液稀释为稀溶液。

还需要说明的是，本发明第一实施方式提供的烟气热回收系统的作用是把进入脱硫塔之前的高温烟气的热量转移到脱硫塔之后的低温段的烟气中，从而减少脱硫塔的耗水量，并提高烟囱出口烟气的温度，提高烟气在大气中的抬升高度和扩散能力，并可防止烟气冷凝对烟道和烟囱的腐蚀。

本发明实施例提供的一种烟气热回收系统，将脱硫后的烟气中水蒸气进行吸收，得到低湿度的烟气，避免造成烟道和烟囱的腐蚀，提高烟道和烟囱的使用寿命，还可以避免发生烟囱的“冒白烟”现象，能够减小环境污染。

图2是根据本发明第二实施方式的烟气热回收系统的结构示意图。

本发明第二实施方式提供的烟气热回收系统与第一实施方式提供的系统不同之处在于，在第二溶液回路5中增设有第一换热器6，其余原理与第一实施方式相同，对于相同之处，在第二实施方式中不再赘述。

其中，第一换热器6设置在发生器1与吸收器3之间，串联在第二溶液回路5上。

可选的，第一换热器6内设置有冷水，冷水的流动方向与第二溶液回路内的溶液流动方向相反。第二溶液回路5内的溶液和第一换热器6内的冷水进行热交换，第二溶液回路5中的溶液降温，第一换热器6中冷水会升温变成热水，这部分热水可以用于采暖、作为锅炉给水、或用于加热锅炉进风，可以节省能源。

图3是根据本发明第三实施方式的烟气热回收系统的结构示意图。

本发明第三实施方式提供的烟气热回收系统与第二实施方式提供的系统不同之处在于，在第二溶液回路5中增设有第一热泵装置7，其余原理与第二实施方式相同，对于相同之处，在第三实施方式中不再赘述。

第一热泵装置7设置在发生器1与吸收器3之间，第一热泵装置7与第二溶液回路5连通，用于将第二溶液回路5内溶液降温。

进一步地，第一热泵装置7设置在吸收器3和第一换热器6之间。

具体地，第一热泵装置7内设置有冷水，第二溶液回路5内的溶液在第一热泵装置7内放热，冷水在第一热泵装置7内吸热，第二溶液回路5中的溶液降温，冷水在第一热泵装置7中升温变成热水，这部分热水可以用于采暖、作为锅炉给水、或用于加热锅炉进风，可以节省能源。

可选的，第一热泵装置7为热能驱动的吸收式热泵、电力驱动的压缩式热泵或蒸汽驱动的压缩式热泵。

需要说明的是，本发明第三实施方式还可以仅仅设置第一热泵装置7而不设置第一换热器6。当同时设置第一换热和6和第一热泵装置7时，利用烟气热能够得到两种热水，进一步节省了能源。

图4是根据本发明第四实施方式的烟气热回收系统的结构示意图。

本发明第四实施方式提供的烟气热回收系统与第一实施方式提供的系统不同之处在于，在第一溶液回路4中增设有第二换热器8，其余原理与第一实施方式相同，对于相同之处，在第四实施方式中不再赘述。

第二换热器8设置在发生器1与吸收器3之间，串联在第一溶液回路4上，用于将第一溶液回路4内溶液降温。

具体地，第二换热器8内设置有冷水，冷水的流动方向与第一溶液回路4的溶液流动方向相反。第二换热器8内的溶液和第一溶液回路4内的冷水进行热交换，第一溶液回路4中的溶液降温，第二换热器8中冷水会升温变成热水，这部分热水可以用于采暖、作为锅炉给水、或用于加热锅炉进风，可以节省能源。

图5是根据本发明第五实施方式的烟气热回收系统的结构示意图。

在图5所示的第五实施方式中，相比于第一实施方式，增设有第一换热器6、第一热泵装置7和第二换热器8。并且，在第一溶液回路4和第二溶液回路中分别设置有第一泵10和第二泵11。可以通过第一泵10将发生器1中的溶液通过第二溶液回路5输送至吸收器3中。可以通过第二泵11将吸收器3中的溶液通过第一溶液回路4输送至发生器1中。

图6是根据本发明第六实施方式的烟气热回收系统的结构示意图；

在图6所示的第六实施方式中，相比于第一实施方式，增设有第一换热器6、第一热泵装置7、第二换热器8和第二热泵装置9。

其中，第二热泵装置9设置在发生器与吸收器之间，第二热泵装置9与第一溶液回路4连通，用于将第一溶液回路4内溶液降温。

进一步地，第二热泵装置9为热能驱动的吸收式热泵、电力驱动的压缩式热泵或蒸汽驱动的压缩式热泵。

具体地，第二热泵装置9内设置有冷水，第一溶液回路4内的溶液在第二热泵装置9内放热，冷水在第二热泵装置9内吸热，第一溶液回路4中的溶液降温，第二热泵装置9中冷水会升温变成热水，这部分热水可以用于采暖、作为锅炉给水、或用于加热锅炉进风，可以节省能源。

可选的，第二热泵装置9为热能驱动的吸收式热泵、电力驱动的压缩式热泵或蒸汽驱动的压缩式热泵。

需要说明的是，本发明第六实施方式提供的烟气热回收系统中的第一换热器6、第一热泵装置7、第二换热器8和第二热泵装置9，这四个换热装置，可以任意一种、两种、三种或四种分布在第一溶液回路和/或第二溶液回路中。当同时设置第一换热器6、第一热泵装置7、第二换热器8和第二热泵装置9时，利用烟气热能够得到四种热水，进一步节省了能源。

本发明实施例提供的一种烟气热回收系统，设置有发生器，能够将锅炉产生的含有余热的烟气进行热回收。一方面，回收余热得到的热水，可以用于采暖、作为锅炉给水、或用于加热锅炉进风，可以节省能源。另一方面，本发明实施例将脱硫后的烟气中水蒸气进行吸收，得到低湿度的烟气，避免造成烟道和烟囱的腐蚀，提高烟道和烟囱的使用寿命，还可以避免发生烟囱的“冒白烟”现象，能够减小环境污染，并减少脱硫塔耗水量。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种烟气热回收系统，其特征在于，包括：发生器(1)、脱硫塔(2)、吸收器(3)、烟气管路、第一溶液回路(4)和第二溶液回路(5)；

所述发生器(1)、所述脱硫塔(2)和所述吸收器(3)依次连通，形成所述烟气管路；

所述发生器(1)内设置第一布液装置，第一布液装置与所述吸收器(3)的底部连通，形成第一溶液回路(4)；所述吸收器(3)内溶液通过所述第一溶液回路(4)流动至所述发生器(1)，通过第一布液装置散布在发生器(1)内，与烟气发生热质交换，以降低所述发生器(1)内的烟气温度；

所述吸收器(3)内设置有第二布液装置，所述发生器(1)的底部与所述吸收器(3)的第二布液装置连通，形成第二溶液回路(5)；所述发生器(1)内溶液通过所述第二溶液回路(5)流动至所述吸收器(3)，通过第二布液装置散布在吸收器(3)内，与烟气发生热质交换，以降低所述吸收器(3)内的烟气湿度。

2.根据权利要求1所述的烟气热回收系统，其特征在于，还包括；

第一换热器(6)，设置在所述发生器(1)与所述吸收器(3)之间，串联在所述第二溶液回路(5)上。

3.根据权利要求1或2所述的烟气热回收系统，其特征在于，还包括：

第一热泵装置(7)，设置在所述发生器(1)与所述吸收器(3)之间，

所述第一热泵装置(7)与第二溶液回路(5)连通，用于将所述第二溶液回路(5)内溶液降温。

4.根据权利要求3所述的烟气热回收系统，其特征在于，

所述第一热泵装置(7)为热能驱动的吸收式热泵、电力驱动的压缩式热泵或蒸汽驱动的压缩式热泵。

5.根据权利要求1或2所述的烟气热回收系统，其特征在于，还包括；

第二换热器(8)，设置在所述发生器(1)与所述吸收器(3)之间，串联在所述第一溶液回路(4)上。

6.根据权利要求5所述的烟气热回收系统，其特征在于，还包括：

第二热泵装置(9)，设置在所述发生器(1)与所述吸收器(3)之间，

所述第二热泵装置(9)与第一溶液回路(4)连通，用于将所述第一溶液回路(4)内溶液降温。

7.根据权利要求6所述的烟气热回收系统，其特征在于，所述第二热泵装置(9)为热能驱动的吸收式热泵、电力驱动的压缩式热泵或蒸汽驱动的压缩式热泵。

8.根据权利要求2所述的烟气热回收系统，其特征在于，

所述第一溶液回路(4)设置有第一泵(10)；

所述第一泵(10)用于将从所述吸收器(3)流出的溶液输送至所述发生器(1)；和/或，

所述第二溶液回路(5)设置有第二泵(11)；

所述第二泵(11)用于将从所述发生器(1)流出的溶液输送至所述吸收器(3)。

9.根据权利要求1所述的烟气热回收系统，其特征在于，

所述第一溶液回路(4)内的溶液与所述第二溶液回路(5)内的溶液相同，均为：溴化锂溶液、氯化钙溶液、氯化锂溶液、硝酸钙溶液、硝酸锂溶液、硝酸钠溶液、硫酸溶液或硝酸溶液中的一种。

10.根据权利要求1所述的烟气热回收系统，其特征在于，所述发生器(1)为空腔式结构或填料式结构；和/或，

所述吸收器(3)为空腔式结构或填料式结构。

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