廢熱回收裝置以及廢熱回收方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種廢熱回收裝置以及廢熱回收方法，廢熱回收裝置包括從廢氣排氣管道的上游至下游依序配置第一熱交換器、重組器以及重組進(jìn)料預(yù)熱器，其中上游的廢氣溫度高于下游的廢氣溫度。在一實(shí)施例中，重組器可為重組產(chǎn)氫器，將產(chǎn)出的氫氣直接送至燃燒設(shè)備使用。依此方式，可有效使用廢熱以及解決燃燒設(shè)備的內(nèi)部積碳問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】廢熱回收裝置以及廢熱回收方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢熱回收裝置以及廢熱回收方法。

【背景技術(shù)】
[0002]各類(lèi)型蒸汽鍋爐與燃燒器等燃燒設(shè)備多有大量的廢熱排放，且通常無(wú)法100%將燃料用盡，因此排放氣中多帶有可燃成分，尤其碳鏈較長(zhǎng)如重油、柴油等燃料，不僅無(wú)法完全燃燒，且同時(shí)會(huì)有嚴(yán)重的積碳、惡臭污染物排放等問(wèn)題，不僅減損設(shè)備的壽命與效能，亦會(huì)造成環(huán)境污染。
[0003]即使進(jìn)行定時(shí)保養(yǎng)，性能仍會(huì)逐漸衰退而導(dǎo)致能源損耗提升。根據(jù)國(guó)內(nèi)鍋爐廠(chǎng)所提供的信息，鍋爐在其生命周期內(nèi)所耗的能源費(fèi)用，高達(dá)總投入費(fèi)用(設(shè)備購(gòu)買(mǎi)、能源、保養(yǎng)等)的99%以上，遠(yuǎn)高于設(shè)備采購(gòu)成本，顯示降低能源的使用是鍋爐相關(guān)技術(shù)最重要的成本管制要項(xiàng)。
[0004]因此，如何有效地利用鍋爐的廢熱、減少鍋爐的積碳結(jié)垢、進(jìn)而提升能源效率并降低成本等議題，已得到鍋爐業(yè)者的高度關(guān)注。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種廢熱回收裝置及廢熱回收方法，使其可有效利用廢熱，并同時(shí)解決因老化、積碳與結(jié)垢造成鍋爐效率遞減的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種廢熱回收裝置，其包括從廢氣排氣管道的上游至下游依序配置第一熱交換器、重組器以及重組進(jìn)料預(yù)熱器，其中上游的廢氣溫度高于下游的廢氣溫度。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述廢氣排氣管道的上游的廢氣溫度為約200°C至約400°C，且其下游的廢氣溫度為約100°C至小于約200°C。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組器裝設(shè)有溫度控制器，使重組器的內(nèi)部溫度控制在約200°C?350°C。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組器中包含觸媒床和熱平衡管道。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組進(jìn)料預(yù)熱器與重組器為兩個(gè)獨(dú)立的構(gòu)件。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組進(jìn)料預(yù)熱器整并于重組器中。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組器為化石原料重組產(chǎn)氫器。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述化石原料重組產(chǎn)氫器所使用的重組進(jìn)料包括C1?C5碳?xì)浠衔铩?br> [0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組器所使用的重組進(jìn)料包括C1?C5碳?xì)浠衔铩?br> [0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述廢熱回收裝置還包括第二熱交換器，其配置在重組進(jìn)料預(yù)熱器的下游。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第二熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
[0018]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述廢氣排氣管道連接至燃燒設(shè)備，且燃燒設(shè)備包括鍋爐。
[0019]本發(fā)明另提供一種廢熱回收方法，包括:提供由燃燒設(shè)備所產(chǎn)生的燃燒廢氣；以及使燃燒廢氣依序通過(guò)第一熱交換器、重組器及重組進(jìn)料預(yù)熱器，其中第一熱交換器的取熱溫度高于重組器的取熱溫度，且重組器的取熱溫度高于重組進(jìn)料預(yù)熱器的取熱溫度。
[0020]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組進(jìn)料經(jīng)過(guò)重組進(jìn)料預(yù)熱器加熱后，先進(jìn)入重組器中的熱平衡管道再進(jìn)入重組器中的觸媒床。
[0021]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組器為化石原料重組產(chǎn)氫器。
[0022]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，使上述重組產(chǎn)氫器所產(chǎn)生的含氫氣體通入燃燒設(shè)備。
[0023]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，于燃燒廢氣通過(guò)重組進(jìn)料預(yù)熱器之后，上述方法還包括使燃燒廢氣通過(guò)第二熱交換器，且重組進(jìn)料預(yù)熱器的取熱溫度高于第二熱交換器的取熱溫度。
[0024]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第二熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
[0025]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
[0026]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組器所使用的重組進(jìn)料包括C1?C5碳?xì)浠衔铩?br> [0027]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述燃燒設(shè)備包括鍋爐。
[0028]本發(fā)明再提供一種廢熱回收裝置，其包括依序配置的第一熱交換器、重組器以及重組進(jìn)料預(yù)熱器，其中廢氣排氣管道連接燃燒設(shè)備，第一熱交換器以及重組器配置于燃燒設(shè)備中，且重組進(jìn)料預(yù)熱器配置在廢氣排氣管道中。
[0029]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組器裝設(shè)有溫度控制器，使重組器的內(nèi)部溫度控制在 400°C?800°C。
[0030]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組器中包含觸媒床和熱平衡管道。
[0031]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述重組器為化石原料重組產(chǎn)氫器。
[0032]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述化石原料重組產(chǎn)氫器所使用的重組進(jìn)料包括C1?C5碳?xì)浠衔铩?br> [0033]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
[0034]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述廢熱回收裝置還包括第二熱交換器，配置在重組進(jìn)料預(yù)熱器的下游。
[0035]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第二熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
[0036]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述燃燒設(shè)備包括鍋爐。
[0037]基于上述，在本發(fā)明的廢熱回收設(shè)備及方法中，使用工作流體，包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合等作為重組器溫度的控制手段，且取熱順序設(shè)定為第一熱交換器、重組器、重組進(jìn)料預(yù)熱器以及第二熱交換器。依此方式，依廢熱溫度由高至低的溫度梯度依序取熱，可取得最佳熱能應(yīng)用。
[0038]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1A為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的廢熱回收裝置的方塊示意圖。
[0040]圖1B為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的廢熱回收裝置的方塊示意圖。
[0041]圖1C為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的廢熱回收裝置的方塊示意圖。
[0042]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的廢熱回收方法的方塊示意圖。
[0043]其中，附圖標(biāo)記:
[0044]100,200,300:廢熱回收裝置
[0045]102,302:第一熱交換器
[0046]104、204、304:重組器
[0047]104a,205:觸媒床
[0048]104b:熱平衡管道
[0049]105:溫度控制器
[0050]106、206:重組進(jìn)料預(yù)熱器
[0051]108:第二熱交換器
[0052]110:燃燒設(shè)備
[0053]112:廢氣排氣管道
[0054]112a:上游
[0055]112b:下游
[0056]114:煙氣流向
[0057]116:水泵
[0058]118a、118b、120a、120b、126a、126b、128、132a、132b、136a、136b:管道
[0059]117:電磁閥
[0060]124:重組原料進(jìn)料器
[0061]130:燃料進(jìn)料器
[0062]134:空氣供應(yīng)器
[0063]138:鼓風(fēng)機(jī)
[0064]SlOO ?SI 10:步驟

【具體實(shí)施方式】
[0065]圖1A為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的廢熱回收裝置的方塊示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1A，本發(fā)明的廢熱回收裝置100包括從廢氣排氣管道112的上游112a至下游112b依序配置第一熱交換器102、重組器104、重組進(jìn)料預(yù)熱器106以及第二熱交換器108。廢氣排氣管道112的上游112a可視為接收高溫廢氣(或稱(chēng)煙道氣)的入口，而其下游112b可視為管道末端的出口。此外，第一熱交換器102、重組器104、重組進(jìn)料預(yù)熱器106以及第二熱交換器108在廢氣排氣管道112內(nèi)部的擺放，并不影響高溫廢氣的流動(dòng)。上游112a的廢氣溫度高于下游112b的廢氣溫度。在一實(shí)施例中，上游112a的廢氣溫度為約200°C至約400°C，且下游112b的廢氣溫度為約100°c至小于約200°C。
[0066]廢氣排氣管道112連接至燃燒設(shè)備110。燃燒設(shè)備110包括鍋爐，例如是直立式鍋爐或者臥式鍋爐。煙氣流向114表示燃燒設(shè)備110的燃燒廢氣的流動(dòng)方向。具體言之，燃燒廢氣從廢氣排氣管道112的上游112a流至下游112b，并依序通過(guò)第一熱交換器102、重組器104、重組進(jìn)料預(yù)熱器106以及第二熱交換器108。
[0067]本發(fā)明的重組器104例如為重組產(chǎn)氫器。重組器104的目的是利用廢熱做為加熱源，將化石原料轉(zhuǎn)化產(chǎn)生含氫氣體，再將產(chǎn)出的含氫氣體送至燃燒設(shè)備110與原使用的燃料進(jìn)料混合燃燒，可達(dá)成更好的燃燒效率，進(jìn)而減少燃料用量、積碳量與有害物排放量等。在一實(shí)施例中，重組器104具有流體的入口與出口(未繪示)，并包含填充有金屬或非金屬觸媒的觸媒床104a，可將重組原料和水的混合物轉(zhuǎn)換成氫氣。所產(chǎn)出的氫氣經(jīng)管道128、132b連接至燃燒設(shè)備110。亦即，管道128傳輸自重組器104所產(chǎn)出的氫氣，管道132b傳輸經(jīng)第二熱交換器108熱交換后的燃料進(jìn)料，兩者混合后送至燃燒設(shè)備110。
[0068]在一實(shí)施例中，重組器104中可還包括熱平衡管道104b。重組進(jìn)料先進(jìn)入重組器104的熱平衡管道104b與重組器作熱平衡后再進(jìn)入觸媒床104a反應(yīng)。特別要說(shuō)明的是，相較于重組器104的觸媒床104a，重組器104的熱平衡管道104b更靠近廢氣排氣管道112的上游112a，如此可取得更多的熱能使重組進(jìn)料充分預(yù)熱。
[0069]特別要說(shuō)明的是，本發(fā)明的重組器104為可溫控產(chǎn)氫裝置，其利用其所連接的各式燃燒設(shè)備110所產(chǎn)生的燃燒廢氣作為產(chǎn)氫所需的加熱源。此外，重組器104裝設(shè)有溫度控制器105，以監(jiān)控重組器104的內(nèi)部溫度并輸出信號(hào)至電磁閥117。溫度控制器105可裝設(shè)在重組器104的內(nèi)部或外部。
[0070]第一熱交換器102的目的是為了使燃燒廢氣的溫度降低至重組器104的工作溫度范圍。第一熱交換器102為一種利用流體將燃燒廢氣降溫的裝置。此降溫流體可包括燃燒設(shè)備110所使用的任何工作流體，例如是水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。在一實(shí)施例中，第一熱交換器102的降溫流體例如是水。第一熱交換器102經(jīng)管道118a連接至水泵116，且經(jīng)管道118b、120b連接至燃燒設(shè)備110。水經(jīng)第一熱交換器102熱交換后可被加熱至一定程度，再將此加熱后的水通入燃燒設(shè)備110。當(dāng)燃燒設(shè)備110例如是熱水或蒸汽鍋爐時(shí)，因進(jìn)料水已先被預(yù)熱，即可減少燃燒設(shè)備110對(duì)水的加熱能源輸入量，故能使燃燒設(shè)備110的能源效率提升。
[0071]具體言之，第一熱交換器102借由重組器104的溫度控制器105的信號(hào)，控制連接第一熱交換器102與流體源(例如水泵116)之間的電磁閥117開(kāi)關(guān)。舉例來(lái)說(shuō)，重組器104的工作溫度范圍例如是200°C?350°C。當(dāng)重組器104溫度接近操作上限(例如350°C)時(shí)，溫度控制器105將傳遞信號(hào)至水泵分支管路(by-pass)的電磁閥117，使部份的水供料至廢氣排氣管道112的上游端的第一熱交換器102，使燃燒廢氣降溫，以使重組器104的溫升趨緩。此步驟進(jìn)行到當(dāng)重組器104的溫度下降到設(shè)定的溫度下限(例如200°C)之前，即關(guān)閉分支的電磁閥117，或借由電磁閥117開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)控分支管路里的水流量，使得燃燒廢氣的溫度上升或受到控制，讓重組器104可維持在工作溫度范圍內(nèi)。
[0072]重組進(jìn)料預(yù)熱器106為一種利用燃燒設(shè)備110所產(chǎn)生的燃燒廢氣，加熱重組器104所需的重組原料的熱交換裝置。重組進(jìn)料預(yù)熱器106經(jīng)管道126a連接至重組原料進(jìn)料器124，且經(jīng)管道126b連接至重組器104。重組原料包括短碳鏈碳?xì)浠衔?，例如C1?C5碳?xì)浠衔?。在一?shí)施例中，重組原料包括天然氣、液化石油氣(Liquefied Petroleum Gas ;簡(jiǎn)稱(chēng)LPG)、甲醇、乙醇或二甲醚等氣態(tài)或液態(tài)化石原料。經(jīng)重組進(jìn)料預(yù)熱器106預(yù)熱后的重組原料通入重組器104進(jìn)行重組反應(yīng)。在一實(shí)施例中，重組進(jìn)料經(jīng)過(guò)重組進(jìn)料預(yù)熱器106加熱后，先進(jìn)入重組器104內(nèi)部的熱平衡管道104b而與重組器104進(jìn)行熱平衡，使重組進(jìn)料和重組器之間的溫度差異減少后，再進(jìn)入重組器104中的觸媒床104a進(jìn)行重組反應(yīng)。
[0073]在燃燒設(shè)備110啟動(dòng)，開(kāi)始排放煙廢氣后一段時(shí)間，使重組器104達(dá)到設(shè)定的工作溫度后，開(kāi)始進(jìn)料至本產(chǎn)氫裝置。以重組進(jìn)料為甲醇水溶液時(shí)為例，可設(shè)定在重組器104到達(dá)180°C?200°C之間即開(kāi)始進(jìn)料。
[0074]更具體言之,雖然甲醇重組的反應(yīng)溫度范圍例如為250°C?350°C,但于180°C?200°C之間就可進(jìn)料至重組器104，其原因說(shuō)明如下。以甲醇為例，若欲使重組產(chǎn)氫轉(zhuǎn)化率達(dá)高轉(zhuǎn)化率如80%以上，工作溫度通常應(yīng)在250°C以上。但對(duì)氫氣助燃而言，并不需要待轉(zhuǎn)化率很高(或是氫氣濃度夠高)時(shí)才能進(jìn)行，氫氣濃度不高時(shí)仍可助燃，而且整體燃燒效率仍比沒(méi)有氫氣助燃的原本方式為佳，只是氫氣比例低時(shí)，效益較低。因此，于180°C?200°C開(kāi)始進(jìn)料至重組器104的原因，主要是使燃燒器可盡早接收到氫氣，以縮短純粹原燃料燃燒的時(shí)間而盡早取得助燃效果。另一理由是，進(jìn)料預(yù)熱升溫速度會(huì)較重組器快(因重組器升溫是需整個(gè)腔體和觸媒床皆同時(shí)升溫)，因此當(dāng)重組器104到180°C?200°C時(shí)，搭配加熱到例如300°C的進(jìn)料，其化學(xué)反應(yīng)溫度也許相當(dāng)于觸媒床在250°C時(shí)的條件，如此便不需待重組器升到工作溫度如250°C時(shí)才開(kāi)始進(jìn)料。
[0075]第二熱交換器108配置在重組進(jìn)料預(yù)熱器106的下游，其中熱交換器108也可以省略，視實(shí)際使用者的需求而定。第二熱交換器108的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。具體言之，第二熱交換器108經(jīng)管道120a與水泵116連接，且經(jīng)管道120b與燃燒設(shè)備110連接。第二熱交換器108經(jīng)管道132a與燃料進(jìn)料器130連接，且經(jīng)管道132b與燃燒設(shè)備110連接。此外，第二熱交換器108經(jīng)管道136a與空氣供應(yīng)器134連接，且經(jīng)管道136b與燃燒設(shè)備110連接，其中鼓風(fēng)機(jī)138設(shè)立于管道136b上。
[0076]本發(fā)明的廢熱回收裝置100在燃燒廢氣流經(jīng)重組器104后的下游端，包括重組進(jìn)料預(yù)熱器106以及第二熱交換器108，旨在充分回收流經(jīng)重組器104之后的煙道氣廢熱，進(jìn)而提升系統(tǒng)的整體能源效率。具體言之，燃燒廢氣在重組進(jìn)料預(yù)熱器106處與重組進(jìn)料進(jìn)行熱交換而加熱重組進(jìn)料，而在第二熱交換器108處與燃燒設(shè)備110所用的空氣、燃料進(jìn)料以及水進(jìn)行熱交換而加熱空氣、燃料進(jìn)料以及水。因此，煙道氣廢熱可以充分被回收，達(dá)到節(jié)省能源的目的。
[0077]在一實(shí)施例中，廢熱回收裝置100的重組進(jìn)料預(yù)熱器106與重組器104為兩個(gè)獨(dú)立的構(gòu)件，如圖1A所示。在另一實(shí)施例中，廢熱回收裝置200的重組進(jìn)料預(yù)熱器206也可以整并于重組器204中，如圖1B所示。此時(shí)，經(jīng)重組進(jìn)料預(yù)熱器206預(yù)熱后的重組進(jìn)料經(jīng)管道126b進(jìn)入重組器204的觸媒床205反應(yīng)。
[0078]此外，當(dāng)燃燒設(shè)備110為直立式鍋爐、煙氣排放溫度較高時(shí)，廢熱回收裝置100、200可為獨(dú)立于燃燒設(shè)備110的裝置，如圖1A、1B所示。在另一實(shí)施例中，當(dāng)燃燒設(shè)備110為臥式鍋爐、煙氣排放溫度較低時(shí)，廢熱回收裝置300可部分整并于燃燒設(shè)備110中。具體言之，當(dāng)煙氣排氣管道112的煙氣溫度不夠高時(shí)，可將第一熱交換器302及重組器304配置在燃燒設(shè)備110中以取得足夠熱能，并將重組進(jìn)料預(yù)熱器106、第二熱交換器依序配置于廢氣排氣管道112上，如圖1C所示。
[0079]更具體言之，請(qǐng)參考圖1C，廢熱回收裝置包括依序配置的第一熱交換器302、重組器304以及重組進(jìn)料預(yù)熱器106，其中廢氣排氣管道112連接燃燒設(shè)備110，第一熱交換器302以及重組器304配置于燃燒設(shè)備110中，且重組進(jìn)料預(yù)熱器106配置在廢氣排氣管道112 中。
[0080]重組器304裝設(shè)有溫度控制器105，使重組器304的內(nèi)部溫度控制在400 V?800°C。此外，重組器304可包含觸媒床和熱平衡管道(未繪示)。重組器304為化石原料重組產(chǎn)氫器，其所使用的重組進(jìn)料包括C1?C5碳?xì)浠衔铩Ｌ貏e要說(shuō)明的是，由于重組器304配置于燃燒設(shè)備110 (例如臥式鍋爐)中，因此可取得更多的熱能。此溫度設(shè)定適用于反應(yīng)溫度較高的天然氣或液化石油氣等進(jìn)行重組反應(yīng)。
[0081]此外，圖1C的廢熱回收裝置可還包括第二熱交換器108，配置在重組進(jìn)料預(yù)熱器106的下游。第一熱交換器302與第二熱交換器108的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
[0082]在上述實(shí)施例中，圖1A、1B的廢熱回收裝置應(yīng)用于直立式鍋爐，圖1C的廢熱回收裝置應(yīng)用于臥式鍋爐，但僅僅用來(lái)說(shuō)明，并不用以限定本發(fā)明。換言之，視實(shí)際需求，圖1A、IB的廢熱回收裝置也可應(yīng)用于臥式鍋爐，圖1C的廢熱回收裝置也可應(yīng)用于直立式鍋爐。
[0083]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的廢熱回收方法的方塊示意圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1A及圖2，首先，進(jìn)行步驟S100，提供由燃燒設(shè)備110所產(chǎn)生的燃燒廢氣。然后，依序進(jìn)行步驟S102?S106，使燃燒廢氣依序通過(guò)第一熱交換器102、重組器104及重組進(jìn)料預(yù)熱器106。第一熱交換器102、第二熱交換器108的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。第一熱交換器102的取熱溫度高于重組器104的取熱溫度，且重組器104的取熱溫度高于重組進(jìn)料預(yù)熱器106的取熱溫度。取熱溫度定義為燃燒廢氣進(jìn)入設(shè)定裝置的入口溫度。具體言之，第一熱交換器102的取熱溫度為燃燒廢氣進(jìn)入第一熱交換器102的入口溫度，重組器104的取熱溫度為燃燒廢氣進(jìn)入重組器104的入口溫度，且重組進(jìn)料預(yù)熱器106的取熱溫度為燃燒廢氣進(jìn)入重組進(jìn)料預(yù)熱器106的入口溫度。重組器104的重組進(jìn)料包括C1?C5碳?xì)浠衔?。在一?shí)施例中，當(dāng)重組器104的重組進(jìn)料為甲醇水溶液時(shí)，第一熱交換器102的取熱溫度例如是300°C?400°C，重組器104的取熱溫度例如是250°C?350°C，且重組進(jìn)料預(yù)熱器106的取熱溫度例如是200°C?300°C。
[0084]在一實(shí)施例中，重組進(jìn)料經(jīng)過(guò)重組進(jìn)料預(yù)熱器106加熱后，先進(jìn)入重組器104內(nèi)部的熱平衡管道104b而與重組器104進(jìn)行熱平衡，使重組進(jìn)料和重組器104之間的溫度差異減少后，再進(jìn)入重組器104的觸媒床104a進(jìn)行重組反應(yīng)。此外，可使重組器104所產(chǎn)生的含氫氣體通入燃燒設(shè)備110。
[0085]之后，進(jìn)行步驟S108，使燃燒廢氣通過(guò)第二熱交換器108，以工作流體回收燃燒廢氣的殘余熱能。重組進(jìn)料預(yù)熱器106的取熱溫度高于第二熱交換器108的取熱溫度。第二熱交換器108的取熱溫度例如是150°C?250°C。
[0086]然后，進(jìn)行步驟S110，排出燃燒廢氣。本發(fā)明的方法可使所有工作流體做為降溫流體，并利用設(shè)置重組產(chǎn)氫器的方式，將廢熱回收轉(zhuǎn)換成碳?xì)浠衔镏亟M產(chǎn)氫的所需能量，再以所產(chǎn)生的氫氣與原燃料混合燃燒，達(dá)成更好的燃燒效率，進(jìn)而減少燃料用量、積碳量與有害物排放量等。
[0087]綜上所述，本發(fā)明的特有功效為:
[0088](I)能回收鍋爐或燃燒裝置的煙氣廢熱，使其作為化石原料重組裝置的加熱源，因此不需要額外提供熱源予重組裝置，可達(dá)到廢熱再利用之效。并借由所產(chǎn)生之氫氣與原燃料混合燃燒，又可進(jìn)一步提升燃燒效率，因此整體能源利用效能將優(yōu)于未加裝本發(fā)明的設(shè)備。
[0089](2)當(dāng)重組器的溫度因?yàn)闊煔鉁囟雀叨患訜嶂两咏僮魃舷迺r(shí)，可利用重組系統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)，回饋控制鍋爐或燃燒裝置欲加熱的進(jìn)料(例如水)流向。先使被處理的進(jìn)料進(jìn)入煙氣的上游端熱交換器，借以和煙氣熱交換而降低煙氣溫度，使煙氣后續(xù)加熱重組器的溫度可被控制在重組器最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，確保重組觸媒的壽命。而除了借由控制被加熱進(jìn)料的手法外，此回饋信號(hào)也可增加重組化石原料的進(jìn)料量，使其吸收更多的煙道廢熱。加大重組原料而產(chǎn)生較多的氫氣，也不妨礙鍋爐或燃燒器的燃燒，仍可讓鍋爐或燃燒器正常運(yùn)作，甚至有更好的燃燒效率。
[0090](3)本發(fā)明在使用過(guò)程中，除了原系統(tǒng)停機(jī)之外，即便例如鍋爐已達(dá)到工作溫度或蒸汽壓力而關(guān)閉原燃料的進(jìn)料，本產(chǎn)氫系統(tǒng)仍可持續(xù)產(chǎn)氫而持續(xù)供給燃燒器燃燒，因此可以持續(xù)保持點(diǎn)火狀態(tài)。然而因?yàn)閮H燃燒氫氣的熱量并不足以提供原鍋爐或燃燒裝置所需的總熱量，因此設(shè)備內(nèi)的溫度仍會(huì)緩慢降低，至設(shè)定的溫度底線(xiàn)時(shí)再重新提供燃燒燃料。如此一來(lái)，本系統(tǒng)會(huì)因保有持續(xù)的燃燒狀態(tài)，使得系統(tǒng)內(nèi)的工作溫度變動(dòng)量縮小，有利于輸出的穩(wěn)定性。
[0091]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種廢熱回收裝置，其特征在于，包括: 從廢氣排氣管道的上游至下游依序配置第一熱交換器、重組器以及重組進(jìn)料預(yù)熱器，其中所述上游的廢氣溫度高于所述下游的廢氣溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述廢氣排氣管道的所述上游的廢氣溫度為200°C至400°C，且所述廢氣排氣管道的所述下游的廢氣溫度為100°C至小于200。。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述重組器裝設(shè)有溫度控制器，使所述重組器的內(nèi)部溫度控制在200°C?350°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述重組器中包含觸媒床和熱平衡管道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述重組進(jìn)料預(yù)熱器與所述重組器為兩個(gè)獨(dú)立的構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述重組進(jìn)料預(yù)熱器整并于所述重組器中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述重組器為化石原料重組產(chǎn)氫器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述化石原料重組產(chǎn)氫器所使用的重組進(jìn)料包括C1?C5碳?xì)浠衔铩?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述第一熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱回收裝置，其特征在于，還包括第二熱交換器，配置在所述重組進(jìn)料預(yù)熱器的下游。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述第二熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述廢氣排氣管道連接至燃燒設(shè)備，且所述燃燒設(shè)備包括鍋爐。
13.一種廢熱回收方法，其特征在于，包括: 提供由燃燒設(shè)備所產(chǎn)生的燃燒廢氣；以及 使所述燃燒廢氣依序通過(guò)第一熱交換器、重組器及重組進(jìn)料預(yù)熱器，其中所述第一熱交換器的取熱溫度高于所述重組器的取熱溫度，且所述重組器的取熱溫度高于所述重組進(jìn)料預(yù)熱器的取熱溫度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的廢熱回收方法，其特征在于，重組進(jìn)料經(jīng)過(guò)所述重組進(jìn)料預(yù)熱器加熱后，先進(jìn)入所述重組器中的熱平衡管道再進(jìn)入所述重組器中的觸媒床。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的廢熱回收方法，其特征在于，所述重組器為化石原料重組產(chǎn)氫器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的廢熱回收方法，其特征在于，使所述化石原料重組產(chǎn)氫器所產(chǎn)生的含氫氣體通入所述燃燒設(shè)備。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的廢熱回收方法，其特征在于，于所述燃燒廢氣通過(guò)所述重組進(jìn)料預(yù)熱器之后，還包括使所述燃燒廢氣通過(guò)第二熱交換器，且所述重組進(jìn)料預(yù)熱器的取熱溫度高于所述第二熱交換器的取熱溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的廢熱回收方法，其特征在于，所述第二熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的廢熱回收方法，其特征在于，所述第一熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的廢熱回收方法，其特征在于，所述重組器所使用的重組進(jìn)料包括C1?C5碳?xì)浠衔铩?br> 21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的廢熱回收方法，其特征在于，所述燃燒設(shè)備包括鍋爐。
22.一種廢熱回收裝置，其特征在于，包括: 依序配置的第一熱交換器、重組器以及重組進(jìn)料預(yù)熱器，其中廢氣排氣管道連接燃燒設(shè)備，所述第一熱交換器以及所述重組器配置于所述燃燒設(shè)備中，且所述重組進(jìn)料預(yù)熱器配置在所述廢氣排氣管道中。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述重組器裝設(shè)有溫度控制器，使所述重組器的內(nèi)部溫度控制在400°C?800°C。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述重組器中包含觸媒床和熱平衡管道。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述重組器為化石原料重組產(chǎn)氫器。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述化石原料重組產(chǎn)氫器所使用的重組進(jìn)料包括C1?C5碳?xì)浠衔铩?br> 27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述第一熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的廢熱回收裝置，其特征在于，還包括第二熱交換器，配置在所述重組進(jìn)料預(yù)熱器的下游。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述第二熱交換器的降溫流體包括水、空氣、燃料進(jìn)料或其組合。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的廢熱回收裝置，其特征在于，所述燃燒設(shè)備包括鍋爐。
【文檔編號(hào)】F23J15/00GK104344414SQ201310425036
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】林育立, 黃廷位, 林孟昌 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院