[发明专利]一种基于烟气增压深度回收烟气余热的系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于烟气增压的深度回收烟气余热系统及方法，包括常压喷淋塔，烟气压缩机，高压喷淋塔，旋液分离器，膨胀机，烟囱，闪蒸罐，第一减压阀，第一循环泵，第二循环泵，第二减压阀，第三循环泵和蒸汽压缩机；本发明通过多级变压喷淋实现对烟气显热及潜热的深度回收；本发明将脱硫脱硝及烟气显热回收合二为一，并将烟气回收热量闪蒸压缩制取高压蒸汽，通过膨胀机回收烟气压缩功；本发明系统具有热回收效率高、无酸露点腐蚀、无烟道堵塞、冷却水耗量低、尾气无“白烟”等特点。

技术领域

本发明涉及一种烟气余热回收系统，尤其涉及一种基于烟气增压深度回收烟气余热制取蒸汽的系统及方法，属于烟气余热回收利用技术领域。

背景技术

目前，工业锅炉的排烟温度一般为200~500℃，烟气余热除了包括高温烟气显热外，还包括大量过热态水蒸汽潜热。有效回收烟气中的显热、尤其是烟气中水蒸汽潜热（占烟气余热总量的50%~70%）对提升各类工业锅炉的整体系统能源效率具有重要意义。

如图1所示，常规技术一般采用间壁式换热器对烟气余热进行回收，通常将烟气余热用以预热空气或制取高温热水，为避免酸露点腐蚀问题，系统一般仅对烟气中的高温显热进行部分回收，排烟温度依旧高达上百摄氏度，为了避免高温烟气对除尘等设备的损坏，常将烟气与大量冷空气混合或冷却水喷淋降温后再排放至环境。专利CN109883209A公开了一种加热炉烟气余热回收方法及装置，其采用间壁式换热器作为烟气热回收设备，由于烟气侧的传热系数较低，使其需求面积较大，设备投资较高，更主要的是间壁式热回收设备使用过程存在烟气粉尘堵塞烟道及酸露腐蚀换热设备问题，装置的使用寿命较短，设备维护工作量较大。采用喷淋水直接回收烟气余热，可以避免上述间壁式热回收设备存在的各类问题，如专利CN103851926A，专利CN 205065764U，但喷淋水回收烟气余热是一个强烈的热质交换过程，其同时伴随着烟气对喷淋水的放热以及烟气增湿对被加热喷淋水的吸热，喷淋水与烟气之间热质交换平衡后，喷淋水温度最终稳定在“绝热饱和冷却温度T_s”，绝热饱和冷却温度与烟气温度t_i及烟气含湿量H_i（每kg干烟气携带的水蒸汽质量，单位：g水/kg干烟气）有关；受绝热饱和冷却温度限制，常规喷淋法回收烟气余热无法提供高于绝热饱和冷却温度T_s的热源，一般仅为50~85℃，过高的喷淋水温度t_o（即供热热源温度）将导致其对应的排烟含湿量H_o增加，当排烟含湿量大于烟气进口含湿量，即H_oH_i时，说明系统不仅未能实现对烟气水蒸汽潜热的回收，烟气增湿反而需要消耗大量通过烟气显热回收的热量，导致烟气热回收率大幅下降。