[发明专利]燃气蒸汽联合循环机组烟气余热及水分的回收系统及方法

说明书

本发明属于火力发电行业的节能环保技术领域，本发明公开了一种烟气水分及余热回收装置，包括蒸汽回收膜组、余热锅炉、烟囱和吹灰器，其中蒸汽回收模组包括串联设置的第一膜组件和第二膜组件；余热锅炉排出的湿烟气在膜组件中与冷却水隔膜接触，烟气中的水蒸气在膜材料孔内冷凝并借助膜两侧的压差跨膜与冷凝水混合，同时向冷凝水传递潜热，可对烟气中的水分和热量进行高效回收。本发明还公开了一种燃气‑蒸汽联合循环机组烟气余热及水分的回收系统，回收后的水分可用于锅炉或冷凝器补水，水分和热量在整个系统中循环利用。解决了现有技术中的湿烟气水分能量回收过程中，装置较多、流程复杂、回收效率低、回收水品质不高的问题。

技术领域

本发明涉及火力发电行业的节能环保技术领域，具体涉及一种燃气-蒸汽联合循环机组烟气余热及水分的回收系统及方法。

背景技术

我国淡水资源总量约为28000亿立方米，占全球水资源的6％，但人均水资源只占世界人均水资源的25％，且水资源分布不均。研究发现，我国的火电用水量约占全国工业用水量的45％，且装机耗水率比国际先进水平高出40％左右，水资源短缺已经成为制约火力发电的一个重要原因。

燃气轮机采用天然气为燃料，天然气主要成分甲烷的氢/碳(H/C)比高于煤炭，使得燃气轮机排放的烟气中水蒸气含量高于燃煤机组。目前大型F级燃气机组与燃气-蒸汽联合循环机组排放烟气中水蒸气的汽化潜热占天然气高位发热量的比例高达10％左右，若不加以利用这部分潜热，而直接将其排放到环境中，会造成能量的巨大浪费。若将燃气机组烟气中的水分和潜热回收利用，不仅可以缓解电厂水资源短缺问题，还可以极大地提高系统效率，减少天然气的使用量。

目前回收火电厂烟气中水蒸气和余热的主流技术是冷凝法和溶液吸收法。冷凝法捕集的水分水质较差，甚至可能具有强腐蚀性；溶液吸收法具有再生能耗高、吸收剂腐蚀性强和设备占地面积大等缺点。

近年来，膜法除湿技术也得到了越来越多的研究，其机理是利用膜两端的浓度差及膜的选择透过性，实现水蒸气与氮气、氧气等不凝气体的分离，然后采用冷凝的方式使水蒸气液化。膜法除湿技术相对于冷凝法和溶液吸收法具有除湿过程连续进行、无腐蚀问题等优点，受到了国内外的广泛关注。

中国专利CN107631290A公开了一种基于膜吸收的烟气余热回收系统，包括燃气锅炉、真空膜水分回收器、膜束换热器、间接换热器、空气余热器、供热管网、烟囱。该系统首先将烟气中的水蒸气和干烟气通过真空膜进行分离，再对分离后的干烟气和水蒸气分别进行热能的回收，存在所用装置多，工艺流程较为复杂的缺陷。

现有技术中，对发电厂湿烟气进行水分热量回收，普遍存在装置较多、流程复杂、回收效率低、回收水品质不高等问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的湿烟气水分能量回收过程中，装置较多、流程复杂、回收效率低、回收水品质不高的问题，从而提供一种烟气水分及余热回收装置。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的湿烟气水分能量回收装置较多、流程复杂、回收效率低、回收水品质不高的问题，从而提供一种燃气蒸汽联合循环机组烟气余热及水分的回收系统。

为此，本发明提供了一种烟气水分及余热回收装置，包括串联设置的第一膜组件和第二膜组件，用以回收烟气中的水分和余热；

余热锅炉，与所述第一膜组件相连，用以产生待处理的湿烟气；

烟囱，与所述第二膜组件相连，用以排放处理后的烟气；

吹灰器，与所述第一膜组件相连，用以对所述第一膜组件和第二膜组件进行除灰。

进一步地，所述第一膜组件为无机陶瓷膜膜组件或亲水性有机复合膜膜组件；所述第二膜组件为无机陶瓷膜膜组件或亲水性有机复合膜膜组件。