CN215295083U - 一种基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，包括脱硫塔、湿电除尘器、脱硫浆液换热器、热泵机组、热网水部分、中介热源水部分和驱动资源部分，脱硫浆液通过脱硫浆液循环泵与脱硫浆液换热器连通，换热后的脱硫浆液对脱硫塔中的烟气喷淋降温；热网回水进入热泵机组中，热泵机组用于对热网水进行初步升温；热泵机组通过中介热源水循环泵与脱硫浆液换热器连通，经脱硫浆液换热器换热后的中介热源水回流至热泵机组；驱动资源部分用于为热泵机组供热。利用吸收热泵技术结合脱硫塔内的脱硫浆液和中介热源水换热技术联合运行的方式，回收利用烟气低温段的汽化潜热和显热用于集中供暖或者工艺供暖，从而降低烟煤等一次能源的消耗量。

Description

一种基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统

技术领域

本实用新型涉及烟气余热利用技术领域，特别是涉及一种基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统。

背景技术

燃煤热电厂、燃煤热源厂、工业窑炉及生物质锅炉的锅炉烟气系统通常配置湿法烟气脱硫吸收塔，使烟气中的SO₂排放量达标，物料燃烧产生的烟气经过脱硝、除尘及湿法脱硫后，烟气中蕴含了大量的潜热和显热，造成的能源的浪费。

锅炉节能器后的烟气温度通常为110～120℃，脱硫吸收塔出口的烟气温度通常约55～50℃左右，烟气为饱和状态，浆液池内的脱硫浆液通常在45℃左右，里边蕴含着大量的余热，通常会被直接排放掉，造成了能源的浪费。

湿法脱硫吸收塔后的烟气中蕴含着大量汽化潜热和显热，在现有的换热基础通常超低温烟气余热无法得以利用，所以回收烟气全热用于热网水加热或者工艺水的加热，则会成为进一步节能减排的关键。

如何有效减少烟气中的水蒸气含量，同时回收烟气中的余热，成为燃料燃烧进一步节能减排的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，以解决上述现有技术存在的问题，利用吸收热泵技术结合脱硫塔内的脱硫浆液和中介热源水换热技术联合运行的方式，实现烟气、浆液、中介水的烟气余热转移，回收利用烟气低温段的汽化潜热和显热用于集中供暖或者工艺供暖，从而降低烟煤的消耗量，减少“碳排放”。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，包括：脱硫塔、湿电除尘器、脱硫浆液换热器、热泵机组、热网水部分、中介热源水部分和驱动资源部分，锅炉烟气通入所述脱硫塔中，所述脱硫塔底部的脱硫浆液通过脱硫浆液循环泵与所述脱硫浆液换热器连通，经所述脱硫浆液换热器换热后的脱硫浆液用于对所述脱硫塔中的烟气喷淋降温；所述脱硫塔的烟气出口与烟囱连接的管路上设置有湿电除尘器；所述热网水部分的热网回水通过热网水加压泵进入所述热泵机组中，所述热泵机组用于对热网水进行初步升温，升温后的热网水输出热泵机组；所述热泵机组通过中介热源水循环泵与所述脱硫浆液换热器连通，经所述脱硫浆液换热器换热后的水回流至所述热泵机组中；所述驱动资源部分用于为所述热泵机组供热。

优选地，所述脱硫塔内的脱硫浆液通过脱硫浆液循环泵加压至所述脱硫浆液换热器的热源侧。

优选地，所述中介热源水循环泵将降温后的热源水加压至所述浆液换热器的冷源侧。

优选地，所述热泵机组中输出的升温后的热网水进入锅炉或尖峰换热器进行二次升温。

优选地，所述驱动资源部分采用采暖蒸汽，采暖蒸汽用于为所述热泵机组提供驱动能源，驱动完成后的蒸汽凝水被蒸汽冷凝水箱收集，所述蒸汽冷凝水箱通过凝水回收泵与原有的蒸汽凝水系统连接。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本实用新型中的基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，采用“热泵机组+浆液-水换热器”的方式，充分利用现有的脱硫塔，脱硫浆液将烟气降温冷却，降温后的脱硫浆液将烟气温度从120℃降至40℃。脱硫浆液-水换热器采用间接换热方式，不会对中介热源水的水质产生影响。加热后中介余热水进入吸收式热泵作为机组的余热资源，在高温热源的驱动下，对热网水或者工艺热水进行初级加热，实现烟气全热回收。

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他的附图。

图1为基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统的整体结构分布图；

其中，1-脱硫塔、2-热泵机组、3-脱硫浆液换热器、4-蒸汽冷凝水箱、5-湿电除尘器、6-脱硫浆液循环泵、7-中介热源水循环泵、8-凝水回收泵、9-热网水加压泵、10-烟囱、11-蒸汽入口管路、12-蒸汽凝水管路、13-脱硫浆液管路、14-中介热源水管路、15-热网输水管、16-热网回水管。

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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，以解决上述现有技术存在的问题，利用吸收热泵技术结合脱硫塔内的脱硫浆液和中介热源水换热技术联合运行的方式，实现烟气、浆液、中介水的烟气余热转移，回收利用烟气低温段的汽化潜热和显热用于集中供暖或者工艺供暖，从而降低烟煤的消耗量，减少“碳排放”。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例提供一种基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，包括：脱硫塔1、湿电除尘器5、脱硫浆液换热器3、热泵机组2、热网水部分和驱动资源部分，锅炉烟气通入脱硫塔1中，脱硫塔1底部的脱硫浆液通过脱硫浆液循环泵6与脱硫浆液换热器3连通，经脱硫浆液换热器3换热后的脱硫浆液用于对脱硫塔1中的烟气喷淋降温；脱硫塔1的烟气出口与烟囱10连接的管路上设置有湿电除尘器5；热网水部分的热网回水通过热网水加压泵9进入热泵机组2中，热泵机组2用于对热网水进行初步升温，升温后的热网水输出热泵机组2；热泵机组2通过中介热源水循环泵7与脱硫浆液换热器3连通，经脱硫浆液换热器3换热后的水回流至热泵机组2中；驱动资源部分用于为热泵机组2供热。

进一步地，本实用新型选用吸收式热泵机组、浆液-水换热器(脱硫浆液换热器3)及其辅助设备回收锅炉的烟气低温余热，其经济效益和社会效益显著。具体工艺说明如下：

烟气系统：锅炉节能器的烟气温度通常为110～120℃，烟气通过换热后的脱硫浆液对其喷淋降温，使系统中的脱硫塔1后的烟气温度变为40℃以下，最终通过锅炉烟囱直接排放到室外。

脱硫浆液系统：脱硫塔内的45℃左右的脱硫浆液通过脱硫浆液循环泵6加压至新增的脱硫浆液换热器3中，与冷源侧的中介余热水进行间接换热，浆液温度降低至35℃左右，再进入脱硫吸收塔内喷淋换热，浆液温度升至45℃左右，脱硫浆液如此往复循环。

烟气温度从120℃降至40℃左右，浆液温度从35℃升至45℃左右，中介水温度从28℃升至38℃左右。本系统利用现有的脱硫塔1作为低温换热塔，增加脱硫塔1余热回收的功能。

中介热源水系统：中介热源水循环泵7将降温后的热源水加压至脱硫浆液换热器3中，与热源侧的脱硫浆液进行间接换热，中介热源水温度升至38℃左右，再进入热泵机组2作为余热资源，实现烟气、浆液、中介水的烟气余热转移。

热网水系统：部分热网回水通过热网水加压泵进入热泵机组2中，热泵机组2对热网水进行初步升温。再和剩余部分的热网水混合，进入锅炉或尖峰换热器进行二次升温，以满足实际供暖需求。为了不影响现有的水压平衡，需要在热网水系统中新增热网加压循环泵，用于克服热泵机组2及其管道阀门等带来的压力损失。

驱动资源系统：本系统利用采暖蒸汽、热网供水、天然气作为吸收式热泵机组的驱动能源，所产生的热量同样对热网水或者工艺热水加。

如采用蒸汽作为热泵机组2的驱动资源，蒸汽需减温至饱和状态，驱动完成后变为蒸汽凝水，被蒸汽冷凝水箱4收集，再通过凝水回收泵8加压至原有的蒸汽凝水系统。

本系统利用热泵机组2和脱硫浆液换热器3两种装置的特性，最终实现系统的有效搭配，一吸热一放热，从而降低脱硫浆液的进脱硫塔1温度，低温的脱硫浆液在喷淋烟气的过程中使得烟气温度降低。释放烟气中的冷凝热和显热的同时，降低烟气中的含湿量，从而部分实现消除烟气白色烟羽的效果。吸收式热泵技术是一种行业内公认的能实现余热回收利用的高效技术，在高品位能源的驱动下能够将低品位的余热资源，提升其能源品位。

本实用新型中基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，其优点如下：

一方面是充分挖掘脱硫塔的性能，使之不仅仅具有脱硫效果，还具有余热回收性能，从而不会对现有的烟气系统的背压产生影响，减少烟气系统引风机的全压，从而减少烟气系统的耗电量。

另一方面是将原有脱硫塔1后的排烟温度进一步降低至40℃以下，从而回收烟气中的显热和潜热，降低烟气中的含湿量。利用吸收式热泵机组回收此部分热量，用于热网回水的预热，减少一次能源的消耗量。由于降低的烟气中的含湿量，会部分实现消除烟气白色烟羽的效果。

本系统利用现有的脱硫塔作为低温换热塔，增加脱硫塔余热回收的功能，系统节能率在7％以上，可以减少一次能源消耗约6％～8％左右。依据本系统的特点，最终达到节能、环保、消白的效果，为客户带来良好的社会效益和经济效益。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (5)

1.一种基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，其特征在于：包括脱硫塔、湿电除尘器、脱硫浆液换热器、热泵机组、热网水部分、中介热源水部分和驱动资源部分，锅炉烟气通入所述脱硫塔中，所述脱硫塔底部的脱硫浆液通过脱硫浆液循环泵与所述脱硫浆液换热器连通，经所述脱硫浆液换热器换热后的脱硫浆液用于对所述脱硫塔中的烟气喷淋降温；所述脱硫塔的烟气出口与烟囱连接的管路上设置有湿电除尘器；所述热网水部分的热网回水通过热网水加压泵进入所述热泵机组中，所述热泵机组用于对热网水进行初步升温，升温后的热网水输出热泵机组；所述热泵机组通过所述中介热源水部分的中介热源水循环泵与所述脱硫浆液换热器连通，经所述脱硫浆液换热器换热后的中介水回流至所述热泵机组中；所述驱动资源部分用于为所述热泵机组供热。

2.根据权利要求1所述的基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，其特征在于：所述脱硫塔内的脱硫浆液通过脱硫浆液循环泵加压至所述脱硫浆液换热器的热源侧。

3.根据权利要求1所述的基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，其特征在于：所述中介热源水循环泵用于将降温后的热源水加压至所述浆液换热器的冷源侧。

4.根据权利要求1所述的基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，其特征在于：所述热泵机组中输出的升温后的热网水用于进入锅炉或尖峰换热器进行二次升温。

5.根据权利要求1所述的基于热泵技术回收浆液余热的烟气全热利用系统，其特征在于：所述驱动资源部分采用采暖蒸汽，采暖蒸汽用于为所述热泵机组提供驱动能源，驱动完成后的蒸汽凝水被蒸汽冷凝水箱收集，所述蒸汽冷凝水箱用于通过凝水回收泵与原有的蒸汽凝水系统连接。

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