CN207894299U - 烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，涉及烟气余热回收设备领域。双层叠置喷淋填料余热回收装置包括烟道系统、烟气接触换热装置、中介换热介质输送管路系统及余热回收热能利用系统。烟气接触换热装置设置上、下层两层换热单元且叠置填料层，并由框架结构支撑连接为一体，在烟气进/出口处分别采用渐扩/渐缩通道与烟道系统相连，在烟气进口渐扩通道内设置导流锥对进入烟气进行分流分别进入上、下层换热单元，烟气在对应的换热单元内与中介换热介质进行热质交换。本实用新型换热性能显著增强，烟气流动阻力及风机功耗明显降低，采用分流设计，使得装置具备结构紧凑、占地面积小、投资成本低等优点。

Description

烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置

技术领域

本实用新型涉及烟气余热回收设备领域，尤其是涉及一种烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置。

背景技术

对烟气余热进行深度回收利用，可获得显著的节能和环保效益。目前大型锅炉的烟气余热回收装置，普遍采用带有翅片的间壁式换热装置、喷雾直接接触式换热装置和喷淋填料直接接触式换热装置。下面以喷淋填料直接接触式换热装置为例加以说明：

喷淋填料直接接触式换热装置由于烟气出口温度端差小，余热回收充分，泵功电耗小等优点而被广泛采用。

然而，目前喷淋填料接触式烟气-水换热技术主要针对小型和中等规模锅炉，而且多设计为一个换热单元的喷淋塔结构，然而对于大型锅炉的低温烟气余热，则需要设计体积更大的换热单元，因而造成占地面积较大的问题。

因此，有必要开发设计结构紧凑、占地面积小、余热回收效率高的喷淋填料换热装置。

实用新型内容

本实用新型旨在解决大型锅炉烟气余热回收现有技术存在结构不紧凑、占地面积大的问题。为此，本实用新型提出了一种烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置。

本实用新型提供的一种烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，包括：

烟道系统，包括用于烟气进入的烟气进口管道和用于烟气排出的烟气出口管道；

烟气接触换热装置，包括：

换热装置主体，包括位于其底部的水箱，以及由上下层挡板分割成的上层换热单元和下层换热单元，所述换热装置主体沿上下方向在每个换热单元内层叠布置填料层，对应的填料层将对应的换热单元分割成对应填料层下部的淋水空间和上部的喷淋空间，每一喷淋空间中安装有喷淋组件，以喷出中介换热介质，所述上层换热单元和所述下层换热单元用于供烟气中介换热介质在其内进行热质交换；

烟气进口渐扩通道，一端与所述烟气进口管道相连通，另一端与所述换热装置主体的侧面相连，

导流锥，安装在所述烟气进口通道内，以对进入的烟气进行分流，

烟气出口渐缩通道，一端与所述换热装置主体的顶部相连接，另一端与所述烟气出口管道相连通，

除水器，布置在烟气出口渐缩通道内，用于收集经过换热后烟气中的细小水珠，以降低烟气中夹带的水雾，减少烟气通道的低温腐蚀，以及

换热塔框架结构，用于支撑和连接各个组件；

中介介质输送管路系统，包括中介换热介质进口管道、中介换热介质出口管道和中介换热介质泵，所述中介换热介质进口管道一端分别与所述每一喷淋组件相连，另一端与余热回收热能利用系统相连；所述中介换热介质出口管道的一端与所述水箱相连，所述中介换热介质泵串连连接在所述中介换热介质出口管道上，以及

余热回收热能利用系统，具有进口和出口，所述进口与所述中介换热介质出口管的另一端相连，所述出口与所述中介换热介质进口管的另一端相连，以回收被烟气加热的喷淋水的热量；

其中，所述烟气经所述烟气进口管道流经所述烟气进口渐扩通道后流入所述换热装置主体内，经所述导流锥分流，分流后的烟气分别进入所述上层换热单元及所述下层换热单元内，中介换热介质经所述中介换热介质进口管道输送至对应的喷淋组件处，由对应的喷淋组件喷出所述中介换热介质，所述中介换热介质在重力作用下，自上而下经过对应的喷淋空间、填料层及淋水空间，并与对应的烟气进行热质交换，回收烟气的热量，升温增量的中介换热介质流入所述水箱内，降温减湿的烟气通过管道流入所述烟气出口管道，最终排向大气中。

进一步地，所述导流锥的横截面形状为直角三角形，所述导流锥的底部直角边和所述烟气进口渐扩通道的中心线在相同高度。

进一步地，所述导流锥的直角边的长度L1和所述烟气进口渐扩通道的长度L2的比值范围为0.6-0.9。

进一步地，所述导流锥的横截面形状为非直角三角形，所述导流锥的中心线和所述烟气进口渐扩通道的进口处的中心线在相同高度。

进一步地，所述导流锥的长度L1和所述烟气进口渐扩通道的长度L2的比值范围为0.6-0.9。

进一步地，所述烟气进口渐扩通道的出口与进口的有效流通面积比为2:1至8:1，以降低烟气流动阻力。

进一步地，所述烟气排出渐缩通道的出口与进口的有效流通面积比为1:8至1:2，以降低烟气流动阻力。

进一步地，所述下层换热单元的填料层处设置下层换热单元进口烟气的第一子进口和下层换热单元进口烟气的第二子进口，所述下层换热单元进口烟气的第一子进口和所述下层换热单元进口烟气的第二子进口连通，所述下层换热单元进口烟气的第二子进口和所述填料层的侧壁正对，所述下层换热单元进口烟气的第一子进口位于所述下层换热单元进口烟气的第二子进口的下方。

进一步地，所述第二子进口在竖直方向延伸的高度h与所述填料层的总高度H的比值范围为0.1至0.5。

进一步地，所述填料层包括至少两种不同比表面积的填料，其中比表面积小的填料布置在所述第二子进口附近，或在烟气流速低的区域放置小比表面积的填料。可通过阶梯布置不同厚度的不同比表面的填料来改善填料层内的流场均匀性。

进一步地，所述的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置还包括加碱中和系统，所述加碱中和系统包括碱液箱、加碱管路和加碱泵，所述碱液箱经所述加碱泵通过所述加碱管路连接至所述中介换热介质出口管道，从而将碱液注入至中介换热介质以中和酸性物质，调节中介换热介质的PH值。

进一步地，所述换热装置主体为多个，且多个所述换热装置主体并联布置，每个换热装置主体对应独立的中介换热介质管路系统和余热回收热能利用系统，或者，所述换热装置主体共用所述中介换热介质管路系统和所述余热回收热能利用系统。

进一步地，喷淋组件在每个换热单元内可为多个，并且多个喷淋组件互相间隔并排设置，以提高中介换热介质喷淋的均匀性，优化换热性能，同时还可以降低烟气中粉尘颗粒的排放。

进一步地，所述余热利用系统为热泵或其他余热利用换热器。

本实用新型所述烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，将换热装置主体与烟气进口渐扩通道、导流锥、烟气出口渐缩通道、除水器等部件通过框架结构支撑连接成一体。换热装置主体内设置上下层填料换热单元，从而构成了烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置主体，从而显著减少占地面积，节省投资成本，提高建设速度，便于设备质量监控，减少现场施工的安全隐患。

此外，由于换热装置主体上、下层换热单元的烟气处理量相比单个换热装置主体减少，烟气的流动阻力降低，从而可显著降低风机功耗，装置的换热性能及酸性物质的吸收性能也能明显提升，不仅显著增加烟气余热的回收利用率以显著增加节能经济性，而且还大大增强烟气的脱硫脱硝及除尘效果以大大提高了环保性能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践获得。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一实施例的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置的结构原理示意图；

图2是本实用新型一实施例的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置的主视图的结构示意图；

图3是图2中烟气进口处局部的放大图；

图4是本实用新型一实施例中的下层换热单元内烟气和中介换热介质的流动示意图；

图5是本实用新型一实施例的组合填料层的立体示意图；

图6是本实用新型实施例另一种烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置的主视图的结构示意图；

图7是本实用新型另一实施例的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置的主视图的结构示意图。

附图标记：

100-烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，

1-烟气接触换热装置，10-换热装置框架结构，11-换热装置主体，11a1-下层换热单元，11a2-上层换热单元，110-水箱，111-淋水空间，112-填料层，113-喷淋空间，114- 喷淋组件，115-上下层挡板，116-下层烟气出口通道挡板，117-下层换热单元烟气出口通道，12-烟气进口渐扩通道，13-导流锥，14-烟气出口渐缩通道，15-除水器，

1111-下层淋水空间，1112-上层淋水空间，1121-下层填料层，1122-上层填料层，1131- 下层喷淋空间，1132-上层喷淋空间，1141-下层喷淋组件，1142-上层喷淋组件，112-1- 第一组合填料，112-2-第二组合填料，121-渐扩通道的中心线，131-导流锥的中心线，

11a-第一换热装置主体，11b-第二换热装置主体，

2-烟道系统，20-支烟道系统，21-烟气进口管道，22-烟气出口管道，

3-中介换热介质输送管路系统，31-中介换热介质出口管道，32-中介换热介质泵，33- 中介换热介质进口管道，34-中介换热介质溢流口，

4-加碱中和系统，40-碱液箱，41-加碱管路，42-加碱泵，5-余热回收热能利用系统，

6-烟气的流动方向示意箭头，61-进口烟气，62-出口烟气，

61a1-下层换热单元进口烟气，61a2-上层换热单元进口烟气，61a1-1-下层换热单元进口烟气的第一子进口，61a1-2-下层换热单元进口烟气的第二子进口，

7-中介换热介质流动方向示意箭头。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置100。

根据本实用新型实施例的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置100，如图1所示，包括：烟气接触换热装置1、烟道系统2、中介换热介质输送管路系统3、加碱中和系统4及余热回收热能利用系统5。

其中，烟气接触换热装置1包括换热装置主体11，烟气进口渐扩通道12，安装在烟气进口渐扩通道12内的导流锥13，烟气出口渐缩通道14、除水器15等，各部件由换热装置框架结构10支撑并连接为一体。其中，换热装置主体11由上下层挡板115分割成下层换热单元11a1和上层换热单元11a2，换热装置主体11沿上下方向层叠布置填料层112，因此又称为双层喷淋填料烟气余热回收换热装置主体。如图3所示，两个换热单元即下层换热单元11a1和上层换热单元11a2层叠布置可大幅减少烟气余热回收装置的占地面积，节省投资成本，提高建设速度，便于设备质量监控，减少现场施工的安全隐患。由于换热装置主体上下层换热单元的烟气处理量相比单个换热装置主体减少，烟气的流动阻力降低，从而可显著降低风机功耗，装置的换热性能及酸性物质的吸收性能也能明显提升，不仅显著增加烟气余热的回收利用率以显著增加节能经济性，而且还大大增强烟气的脱硫脱硝及除尘效果以大大提高了环保性能。

具体而言，如图1和图2所示，换热装置主体11包括水箱110、淋水空间111、填料层112、喷淋空间113、喷淋组件114、上下层挡板115、下层烟气出口通道挡板116 及下层换热单元烟气出口通道117等。所有组件由换热装置框架结构10支撑相连成一体。换热装置主体11侧面与烟气进口渐扩通道12相连接，烟气进口渐扩通道12内安装有导流锥13，烟气进口渐扩通道12另一端与烟道系统2中的烟气进口管道21相连接。换热装置主体11顶部与烟气出口渐缩通道14相连接，烟气出口渐缩通道14与烟道系统2中的烟气出口管道22相连接。进口烟气61在导流锥13的作用下分成两股流体分别流入上层换热单元11a1和下层换热单元11a2。如图3所示，进口烟气61分成下层换热单元进口烟气61a1和上层换热单元进口烟气61a2。下层换热单元进口烟气61a1又分成下层换热单元进口烟气第一子进口61a1-1和下层换热单元进口烟气第二子进口 61a1-2。烟气的出口布置在换热装置主体11的顶部，烟气经过填料层112与中介介质进行传热传质后流入顶部的烟气出口渐缩通道14，烟气出口渐缩通道14与烟气出口管道 22相连，最终烟气输送至烟囱排向大气。烟气的流动方向由图1和图2中的烟气流动方向示箭头6标识。

具体地，如图2所示，水箱110位于换热装置主体11的底部，上下层挡板115将换热单元主体11分成了上层换热单元11a2和下层换热单元11a1，下层换热单元11a1 的内部空间由下层填料层1121分割成了下层淋水空间1111和下层喷淋空间1131，下层喷淋空间1131内布置有下层喷淋组件1141，下层喷淋组件1141与中介换热介质输送管路系统3中的中介换热介质进口管道33相连通。通过下层喷淋组件1141向下层换热单元11a1喷入中介换热介质，使得中介换热介质和烟气在下层换热单元11a1内直接接触进行热质交换，实现烟气的余热回收。降温减湿后的烟气沿着换热装置主体11侧边的下层换热单元烟气出口通道117向上流动，最后流入烟气出口渐缩通道14，其中下层换热单元烟气出口通道117内设置有下层烟气出口通道挡板116对烟气进行引流，减少烟气的流动阻力。换热升温后的水在重力的作用下落入底部的水箱110内。和下层换热单元11a1类似，上层换热单元11a2内的上层填料层1122将上层换热单元11a2分割成上层淋水空间1112和上层喷淋空间1132，上层喷淋空间1132内布置有上层喷淋组件1142，上层喷淋组件1142与中介换热介质输送管路系统3中的中介换热介质进口管道33相连通。通过上层喷淋组件1142向上层换热单元11a2喷入中介换热介质，使得中介换热介质和烟气在上层换热单元11a2内直接接触换热。换热后的烟气向上流动流入烟气出口渐缩通道14，换热后的水在重力作用下，沿着上下层挡板115、导流锥13和烟气进口渐扩通道12的壁面流入水箱110。

为了保证上下层换热单元的热负荷相等，如图2和图3所示，导流锥13的中心线131和烟气进口渐扩通道12的中心线121在相同高度上，以保证流入上层换热单元11a2 和下层换热单元11a1的烟气流量相等，也可根据实际情况对两者的高度进行调整。流入换热装置主体11的下层换热单元11a1的烟气在惯性作用下，造成下层填料层1121 内烟气流速的不均匀性，为改善下层填料层1121内烟气的流场均匀性，导流锥13的下表面没有完全遮挡填料层的侧面，使得下层换热单元进口烟气61a1可分成下层换热单元进口烟气的第一子进口61a1-1和下层换热单元进口烟气的第二子进口61a1-2，下层换热单元进口烟气的第一子进口61a1-1和下层换热单元进口烟气的第二子进口61a1-2 是相通的。下层换热单元进口烟气的第二子进口61a1-2和下层填料层1121的侧壁正对，下层换热单元进口烟气的第一子进口61a1-1位于下层换热单元进口烟气的第二子进口 61a1-2的下方，即从下层换热单元进口烟气的第二子进口61a1-2流入的进口烟气直接从侧部流进下层填料层1121，从下层换热单元进口烟气的第一子进口61a1-1流入的进口烟气从底部向上流入下层填料层1121，从而改善烟气在下层填料层1121内分布均匀性，避免下层换热单元11a1内出现烟气流动低速区甚至回流区，从而可以提高换热性能。对于上层换热单元11a2，上层换热单元进口烟气61a2在导流锥13的引流下流入上层淋水空间1112，并由下往上流入上层填料层1121内与中介介质进行换热。上层换热单元11a2的流场均匀性较好，一般不需要设置侧面烟气进口，也可根据具体情况设置侧面烟气进口。

其中，如图1所示，在喷淋空间113及淋水空间111内，喷淋水自上向下流动，喷淋水在淋水空间111和喷淋空间113中与烟气的热质交换为叉流热质交换。由于喷淋水在填料层112上形成大面积液膜，且受填料层112的结构限制，喷淋水在填料层112中与烟气的热质交换为逆流热质交换，填料层112中的热质交换占换热单元内热质交换中的大部分。喷淋水在与烟气进行热质交换过程中使得烟气的温度降低，同时将烟气中的大部分的水汽冷凝，而喷淋水经与烟气进行热质交换后温度升高，并将烟气中的大部分酸性物质和粉尘吸收。即烟气分别流经淋水空间111、填料层112和喷淋空间113被降温、减湿和脱硫脱硝以及除尘，而喷淋水分别流经喷淋空间113、填料层112和淋水空间111被升温、增量和吸收烟气中的大部分酸性物质和粉尘。喷淋水的流动方向如图1 和图2中的中介换热介质流动方向示意箭头7标识。

如图1所示，上层换热单元11a2及下层换热单元11a1的喷淋水受重力作用汇聚于换热装置主体11底部的水箱110内，水箱110与上、下层换热单元11a2、11a1相连通。喷淋中介换热介质输送管路系统3的中介换热介质出口管道31与水箱110相连，从而方便喷淋水的收集和输送。中介介质输送管路系统3包括中介换热介质出口管道31、中介换热介质泵32、中介换热介质进口管道33及中介换热介质溢流口34。其中，中介换热介质出口管道31与换热装置主体11的水箱110相连，水箱110的中介水由中介换热介质泵32输送至余热利用余热回收热能利用系统5中进行降温冷却，回收热能。余热回收热能利用系统5可采用现有技术公开的余热回收装置结构，余热回收热能利用系统 5的原理及结构这里不再详细描述。降温之后的中介换热介质由中介换热介质进口管道 33输送至喷淋组件114中，再次与烟气进行热量交换如此实现了中介换热介质的循环使用。其中，中介换热介质进口管道33分别与换热装置主体11的下层换热单元11a1的下层喷淋组件1141和上层换热单元11a2的上层喷淋组件1142相连通。由于烟气在冷却过程中水分被冷凝混合在中介换热介质中，造成中介换热介质水量增多，为保证中介换热介质流量和水位稳定，在中介换热介质出口管道33上设置有中介换热介质溢流口 34，或在水箱110上设置溢流口，便于调节中介换热介质输送管路系统3中的水量。

需要说明的是，烟气内通常含有如二氧化氮、二氧化硫等酸性气体，烟气在换热装置主体11的换热单元内进行换热时，喷淋水会吸收大部分酸性气体而呈酸性，为减少酸性水对余热回收热能利用系统5及喷淋中介换热介质输送管路系统3等管路的腐蚀，如图1所示，还可参见图2、图7，烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置 100设置了加碱中和系统4，加碱中和系统4包括储存碱液的碱液箱40、加碱管路41 和加碱泵42。其中，加碱管路41一端连接碱液箱40，并将碱液连通至加碱泵42，再由加碱泵42通过加碱管路输送至中介换热介质出口管道31中，对中介换热介质中的酸性物质进行中和。如图7所示，本实施例的碱液箱40设置在换热装置主体11内，也可以另外单独设置碱液箱40。在运行过程中，根据中介换热介质的PH值控制加碱泵42和加碱管路41，以向中介换热介质出口管道31中加入适量的碱液并维持中介换热介质的 PH值为中性或者弱碱性。在特殊情况下也可以使得中介换热介质的PH值为弱酸性，但换热装置主体和管路系统等应具有相关的防腐措施。碱液箱可设置加热搅拌装置防止碱液低温结晶等，提高系统的稳定性和可靠性，限于篇幅，图中没有给出加热搅拌装置。

进一步地，如图1所示，还可参见图2，烟气进入烟气进口渐扩通道12的出口和进口的有效流通面积比为5:1，烟气排出烟气出口渐缩通道14的出口和进口的有效流通面积比为1:3.3。本实施例的烟气进入烟气进口渐扩通道12和烟气排出烟气出口渐缩通道14均采用逐渐变径的结构，可有效地降低烟气的流动阻力，相对于现有技术普遍采用的突扩突缩结构，可以降低烟气总阻力20％以上。

可选地，烟气进入烟气进口渐扩通道12的出口与进口的有效流通面积比的范围为2:1至8:1；烟气排出烟气出口渐缩通道14的出口与进口的有效流通面积比的范围为1:8 至1:2。由此，可以有效利用烟气的进出口的渐扩和渐缩结构降低烟气流动阻力。

进一步地，如图1-图4所示，为进一步改善烟气进入下层换热单元11a1的下层填料层1121内的流场均匀性和烟气温度在出口处的一致性，在靠近烟气进入烟气进口渐扩通道12一侧的下层填料层1121前侧下部设置了下层换热单元进口烟气的第二子进口 61a1-2。而大部分烟气则从下层换热单元进口烟气的第一子进口61a1-1从填料层112a1 的下表面向上流入，小部分烟气直接从下层填料1121的侧部的下层换热单元进口烟气的第二子进口61a1-2流入。本实施例的h/H约为1/3，h/H过大或过小都不利于改善烟气进入下层填料层1121内的流场均匀性和烟气温度在出口处的一致性。其中，H为下层填料层1121的高度，h为下层换热单元进口烟气的第二子进口61a1-2的高度。

进一步地，如图5所示，下层换热单元11a1的下层填料层1121可采用组合填料，所述组合填料包括一种或者几种比表面积不同的填料，不同比表面积的填料分布在不同的区域进而改善烟气在填料层中的流场均匀性和烟气出口62a1烟气温度的一致性，在烟气流速较低的区域(如靠近下层换热单元进口烟气的第二子进口61a1-2的区域)放置小比表面积的填料组件，亦或在烟气流速较高的区域放置大比表面积的填料组件(如下层换热单元进口烟气的远离第二子进口61a1-2的区域)。若下层换热单元11a1的填料层1121的主体填料组件为第一组合填料112-1，若通过阶梯设置不同厚度的不同比表面积的第二组合填料112-2，其中第二组合填料112-2的比表面积小于第一组合填料112-1 的比表面积，可进一步有效改善烟气在填料层内的流场均匀性和温度的一致性，从而可以进一步有效改善烟气与中介换热介质的接触换热性能。同理对于换热装置主体的上层换热单元11a2内的上层填料层1122也可采用组合填料优化填料层内的流场。

进一步地，如图3所示，导流锥13的中心线131应该和烟气进口渐扩通道12的中心线121在同一高度，但也可以根据实施例的具体情况而调整。在本实施例中，导流锥 13的长度L1和烟气进口渐扩通道12的长度L2的比值为0.75，L1/L2之比过大或过小都不利于调整烟气进入上下层换热单元内的流量均匀性。可选地，L1/L2之比的范围为 0.6-0.9。

进一步地，如图6所示，在一些实施例中，导流锥13可以设计成截面为直角三角形的导流锥，同时导流锥13的底部直角边与烟气进口渐扩通道12的中心线在同一高度，导流锥13的底部直角边的长度(即导流锥13的长度)L1和烟气进口渐扩通道12的长度L2的比值范围为0.6-0.9，优选为0.75。

进一步地，针对大型锅炉的烟气流量大、热负荷高的特点，可采用两个换热装置主体11并联布置的方式来进行烟气的余热回收和脱硫脱硝。如图7所示，本实施例与上述实施例的区别在于：本实施例为两个换热装置主体并联而成一体，即第一换热装置主体11a和第二换热装置主体11b并联而成一体。两个换热装置主体即第一换热装置主体 11a和第二换热装置主体11b共用中介换热介质输送管路系统3、加碱中和系统4以及余热回收热能利用系统5。同样各个换热装置主体即第一换热装置主体11a或第二换热装置主体11b也可以独立使用碱液箱40、碱液泵42、中介换热介质泵32，余热回收热能利用系统5等设备，增强换热装置的灵活性，根据电厂锅炉烟气流量调整，提高装置的经济性。

可选地，喷淋组件114在每个换热单元内可为多个，并且多个喷淋组件114互相间隔并排设置，以提高中介换热介质喷淋的均匀性，优化换热性能，同时还可以降低烟气中粉尘颗粒的排放。

可选地，所述余热利用系统5为热泵或其他余热利用换热器。

上述各实施例中，由于采用了双层叠置换热装置主体结构，采用喷淋填料技术可显著提高烟气与中介换热介质的接触换热性能。实施例中的烟气余热回收换热装置100的端差(即出口烟气62与中介换热介质进口33处的中介换热介质的温度之差)约为1℃，远低于喷雾直接接触式换热装置的端差(一般为5℃-10℃)以及间壁式烟气余热回收换热器的端差(如管翅式换热器，一般为20℃-30℃)，则在相同烟气流量情况下，本实施例的换热装置主体11一般可多回收烟气余热20％以上，余热回收节能经济效益更佳，可有效消除排放白烟等现象，环保性能更优。由于突出的余热回收能力，换热装置可提高中介换热介质的温度(一般可提高5℃-10℃)，不仅可以明显改善余热回收热能利用系统5的性能，而且中介换热介质的输送功耗大幅降低，一般可以降低功耗30％以上。再者，换热装置主体11进口处采用烟气进口渐扩通道12，出口处采用烟气出口渐缩通道14，可有效降低烟气流动阻力，采用导流锥13的设计自动将烟气导流入上层换热单元11a2和下层换热单元11a1，比现有突扩突缩的技术可降低烟气流动阻力20％至50％。同时，采用上层换热单元11a2和下层换热单元11a1层叠布置的方式，可大幅减少换热装置的占地面积，降低投资成本。

因此，由于本实施例的换热装置100的上述结构特征，不仅使得换热装置100具有高效的烟气余热回收性能，低的流动阻力特性，而且相同余热回收情况下所需要的烟气量和中介换热介质流量均显著降低，也使得与之相关的其它主要工艺设备和管路系统等的性能也具有显著的节能、低耗特性，同时装置采用双层叠置框架式结构，具有占地面积小、结构紧凑、投资成本低，投资收益高的优点。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“布置”、“相连”、“连接”、“安装”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一些实施例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合或组合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，其特征在于，包括：

烟道系统，包括用于烟气进入的烟气进口管道和用于烟气排出的烟气出口管道；

烟气接触换热装置，包括：

换热装置主体，包括位于其底部的水箱，以及由上下层挡板分割成的上层换热单元和下层换热单元，所述换热装置主体沿上下方向在每个换热单元内层叠布置填料层，对应的填料层将对应的换热单元分割成对应填料层下部的淋水空间和上部的喷淋空间，每一喷淋空间中安装有喷淋组件，以喷出中介换热介质，所述上层换热单元和所述下层换热单元用于供烟气中介换热介质在其内进行热质交换；

烟气进口渐扩通道，一端与所述烟气进口管道相连通，另一端与所述换热装置主体的侧面相连，

导流锥，安装在所述烟气进口通道内，以对进入的烟气进行分流，

烟气出口渐缩通道，一端与所述换热装置主体的顶部相连接，另一端与所述烟气出口管道相连通，

除水器，布置在烟气出口渐缩通道内，用于收集经过换热后烟气中的细小水珠，以降低烟气中夹带的水雾，减少烟气通道的低温腐蚀，以及

换热塔框架结构，用于支撑和连接各个组件；

中介介质输送管路系统，包括中介换热介质进口管道、中介换热介质出口管道和中介换热介质泵，所述中介换热介质进口管道一端分别与每一所述喷淋组件相连，另一端与余热回收热能利用系统相连；所述中介换热介质出口管道的一端与所述水箱相连，所述中介换热介质泵串连连接在所述中介换热介质出口管道上，以及

余热回收热能利用系统，具有进口和出口，所述进口与所述中介换热介质出口管的另一端相连，所述出口与所述中介换热介质进口管的另一端相连，以回收被烟气加热的喷淋水的热量；

其中，所述烟气经所述烟气进口管道流经所述烟气进口渐扩通道后流入所述换热装置主体内，经所述导流锥分流，分流后的烟气分别进入所述上层换热单元及所述下层换热单元内，中介换热介质经所述中介换热介质进口管道输送至对应的喷淋组件处，由对应的喷淋组件喷出所述中介换热介质，所述中介换热介质在重力作用下，自上而下经过对应的喷淋空间、填料层及淋水空间，并与对应的烟气进行热质交换，回收烟气的热量，升温增量的中介换热介质流入所述水箱内，降温减湿的烟气通过管道流入所述烟气出口管道，最终排向大气中，升温增量后的中介换热介质落入所述水箱内循环利用。

2.根据权利要求1所述的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，其特征在于，所述导流锥的横截面形状为直角三角形，所述导流锥的底部直角边和所述烟气进口渐扩通道的中心线在相同高度。

3.根据权利要求2所述的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，其特征在于，所述导流锥的直角边的长度L1和所述烟气进口渐扩通道的长度L2的比值范围为0.6-0.9。

4.根据权利要求1所述烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，其特征在于，所述导流锥的横截面形状为非直角三角形，所述导流锥的中心线和所述烟气进口渐扩通道的进口处的中心线在相同高度。

5.根据权利要求4所述的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置的导流锥，其特征在于，所述导流锥的长度L1和所述烟气进口渐扩通道的长度L2的比值范围为0.6-0.9。

6.根据权利要求1所述的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，其特征在于，所述烟气进口渐扩通道的出口与进口的有效流通面积比为2:1至8:1，以降低烟气流动阻力。

7.根据权利要求1所述的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，其特征在于，所述烟气排出渐缩通道的出口与进口的有效流通面积比为1:8至1:2，以降低烟气流动阻力。

8.根据权利要求1所述的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，其特征在于，所述下层换热单元的填料层处设置下层换热单元进口烟气的第一子进口和下层换热单元进口烟气的第二子进口，所述下层换热单元进口烟气的第一子进口和所述下层换热单元进口烟气的第二子进口连通，所述下层换热单元进口烟气的第二子进口和所述填料层的侧壁正对，所述下层换热单元进口烟气的第一子进口位于所述下层换热单元进口烟气的第二子进口的下方。

9.根据权利要求1所述的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，其特征在于，还包括加碱中和系统，所述加碱中和系统包括碱液箱、加碱管路和加碱泵，所述碱液箱经所述加碱泵通过所述加碱管路连接至所述中介换热介质出口管道，从而将碱液注入至中介换热介质以中和酸性物质，调节中介换热介质的PH值。

10.根据权利要求1所述的烟气进口导流的双层叠置喷淋填料余热回收装置，其特征在于，所述换热装置主体为多个，且多个所述换热装置主体并联布置，每个换热装置主体对应独立的中介换热介质管路系统和余热回收热能利用系统，或者，所述换热装置主体共用所述中介换热介质管路系统和所述余热回收热能利用系统。