[发明专利]一种锅炉烟气余热深度回收装置

说明书

本发明涉及一种锅炉烟气余热深度回收装置，其特征在于，该装置包括一锅炉、一汽水换热器、一水‑水换热器和N级烟气‑空气全热换热单元，每级烟气‑空气全热换热单元均包括一烟气‑水换热器和一空气‑水换热器，其中，N≥2；本发明通过N级烟气‑空气全热换热单元或一设置有N‑1个布液器的烟气‑水换热器及一设置有N‑1个接水盘的空气‑水换热器，相对于已有的烟气余热回收装置，使温度品位相当的烟气与空气分别进行全热交换，通过调节各级喷淋水量可使烟气出口的温度降到最低，空气出口的温度升到最高，达到流量匹配的状态，解决了水蒸气饱和线非线性等问题，使烟气与空气的全热交换效率显著提高，可以广泛应用于锅炉烟气余热回收装置中。

技术领域

本发明涉及一种锅炉烟气余热深度回收装置，特别是关于一种用于锅炉烟气余热回收、减少氮氧化物排放的锅炉烟气余热深度回收装置，属于能源技术领域。

背景技术

天然气、油、生物质等燃料含有大量氢元素，锅炉燃烧产生大量水蒸气，如1m³天然气燃烧会产生1.55kg水蒸气，潜热量约为3600kJ，占天然气低位发热量的10％，但这部分热量往往随着烟气直接排到大气中，造成烟气余热的浪费。因此，若能将烟气温度降到露点以下并回收该部分潜热，对节省燃料消耗有重要作用，另一方面，锅炉燃烧产生的烟气中含有大量氮氧化物NO_x，会造成空气污染，所以，采取有效措施减少锅炉烟气的NO_x排放对社会的可持续发展有十分重要的意义。利用热网回水回收烟气余热是现有的一项成熟技术，但热网回水温度较高，无法深度回收烟气余热。空气预热器是另一项广泛应用的技术，利用低温环境空气通过间壁式换热器与烟气换热，但由于空气侧只有显热变化，烟气侧会有潜热变化，二者比热容不匹配，也无法深度回收烟气余热。这两种方法仅可使锅炉热效率提高3～5％，仍有大量烟气余热被浪费。

现有技术公开了一种回收利用燃气、燃油锅炉烟气中水蒸气潜热的供热装置，包括锅炉、冷凝热交换器、供热管和吸收式热泵，利用吸收式热泵制得冷水回收烟气余热，但间壁式冷凝热交换器金属换热面大，易被烟气冷凝水腐蚀。为对上述供热装置进行改进，现有技术公开了一种利用吸收式热泵回收烟气余热的集中供热系统，用烟气-水直接接触式换热器取代间壁式冷凝热交换器，解决了金属换热面腐蚀问题；现有技术公开了一种利用压缩式热泵实现锅炉余热深度回收的供热系统，通过三级换热逐级降低锅炉排烟温度，第一级间壁式换热器对高温烟气进行降温，避开烟气露点区域，第二级间壁式换热器采用树脂材料或热管，第三级换热器采用直接式与间壁式组合，从而实现烟气深度回收并解决金属换热面腐蚀问题，然而这两种方法都基于热泵设备，装置结构复杂、设备体积庞大且成本较高。现有技术公开了一种冷凝锅炉烟气余热回收装置，在冷凝锅炉烟气出口设置烟气填料换热塔与空气填料换热塔，锅炉烟气进入烟气填料换热塔降温减湿排出，空气经过空气填料换热塔升温加湿后进入燃烧器助燃，烟气填料换热塔的热水进入空气填料换热塔与空气换热后，返回烟气干燥器与烟气换热，空气加湿能提高锅炉烟气的露点，同时能降低燃烧温度，减少NO_x的形成，但是由于水蒸气的温度与对应的饱和蒸汽压非线性的物性，无法使空气温度和湿度显著提高，且排烟温度降低有限。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够显著提高空气温度和湿度以及能够显著降低排烟温度的锅炉烟气余热深度回收装置。