本發(fā)明涉及鍋爐煙氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，燃?xì)忮仩t廣泛用于城鎮(zhèn)供熱和工業(yè)，具有安全系數(shù)高、采暖效率高的優(yōu)點(diǎn)。城鎮(zhèn)供熱燃?xì)獠膳仩t的出口排煙溫度高，水蒸氣含量大，可利用的余熱巨大，回收煙氣余熱(主要是潛熱)對(duì)提高鍋爐燃燒效率、節(jié)省能耗有著巨大的意義。

另外，燃?xì)獠膳仩t的尾氣排放會(huì)造成空氣中氮氧化物(NO_X)濃度增加，引起光化學(xué)污染和酸雨等環(huán)境問題，因此對(duì)鍋爐尾氣進(jìn)行煙氣凈化處理十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，以對(duì)鍋爐產(chǎn)生的煙氣的潛熱進(jìn)行回收，并對(duì)煙氣中的氮氧化物進(jìn)行分離處理。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，其包括：燃?xì)獠膳仩t，其具有供煙氣排出的煙氣出口、供熱水排出的熱水出口、供天然氣和空氣進(jìn)入的進(jìn)氣口以及回水入口；供暖系統(tǒng)，其具有與熱水出口連接的第一進(jìn)水口、以及與第一進(jìn)水口連通以供回水流出的第一出水口；空氣預(yù)熱器，其具有與煙氣出口連接的第一進(jìn)煙口、與第一進(jìn)煙口連通的第一出煙口、供空氣進(jìn)入的空氣入口、以及與空氣入口連通并與進(jìn)氣口連接的空氣出口；第一水冷換熱器，其具有與第一出水口連接的第二進(jìn)水口、與第一進(jìn)水口連通并與回水入口連接的第二出水口、與第一出煙口連接的第二進(jìn)煙口、以及與第二進(jìn)煙口連通以供與回水換熱后的煙氣排出的第二出煙口；煙氣脫硝裝置，其與第二出煙口連接。

如上所述的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，其中，燃?xì)獠膳仩t還具有補(bǔ)水入口，燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)還包括：第二水冷換熱器，其連接在第一水冷換熱器與煙氣脫硝裝置之間，第二水冷換熱器具有供補(bǔ)充水進(jìn)入的第三進(jìn)水口、與第三進(jìn)水口連通并與補(bǔ)水入口連接的第三出水口、與第二出煙口連接的第三進(jìn)煙口、以及與第三進(jìn)煙口連通以供與補(bǔ)充水換熱后的煙氣排出的第三出煙口，第三出煙口與煙氣脫硝裝置連接。

如上所述的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，其中，第一水冷換熱器和第二水冷換熱器位于同一個(gè)換熱器殼體內(nèi)。

如上所述的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，其中，燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)還包括：煙氣干燥裝置，其連接在第二水冷換熱器與煙氣脫硝裝置之間，且包括與第三出煙口連接的煙氣除霧器、與煙氣脫硝裝置連接的吸附干燥器、以及連接在煙氣除霧器與吸附干燥器之間的增壓風(fēng)機(jī)。

如上所述的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，其中，燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)還包括：后冷卻器，其連接在煙氣干燥裝置與煙氣脫硝裝置之間，后冷卻器具有供補(bǔ)充水進(jìn)入的第四進(jìn)水口、與第四進(jìn)水口連通并與第三進(jìn)水口連接的第四出水口、與吸附干燥器連接的第四進(jìn)煙口、以及與第四進(jìn)煙口連通以供與補(bǔ)充水換熱后的煙氣排出的第四出煙口，第四出煙口與煙氣脫硝裝置連接。

如上所述的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，其中，燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)還包括第一煙氣分析器和第二煙氣分析器，煙氣脫硝裝置具有供煙氣進(jìn)入的第五進(jìn)煙口、以及供脫硝后的煙氣排出的第五出煙口，第一煙氣分析器設(shè)于第五進(jìn)煙口處，第二煙氣分析器設(shè)于第五出煙口處。

如上所述的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，其中，煙氣脫硝裝置為NO_X吸附器，且NO_X吸附器為移動(dòng)床反應(yīng)器。

如上所述的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，其中，NO_X吸附器內(nèi)裝填13X型分子篩，且NO_X吸附器與分子篩再生裝置連接。

如上所述的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，其中，吸附干燥器為移動(dòng)床反應(yīng)器。

如上所述的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，其中，吸附干燥器內(nèi)裝填4A型分子篩或5A型分子篩，且吸附干燥器與分子篩脫水再生裝置連接。

本發(fā)明的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是：

1、本發(fā)明的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，采用空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，采用第一水冷換熱器回收煙氣潛熱，采用煙氣脫硝裝置實(shí)現(xiàn)煙氣中氮氧化物的分離處理，能有效提高鍋爐燃燒效率，減少鍋爐燃料消耗量，減少污染物排放；

2、本發(fā)明的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，采用兩級(jí)水冷換熱器對(duì)煙氣潛熱進(jìn)行回收，能進(jìn)一步提高煙氣潛熱利用率，降低能耗，提高能量利用效率；

3、本發(fā)明的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，利用物理吸附方法，采用移動(dòng)床反應(yīng)器吸附煙氣中的氮氧化物，對(duì)煙氣中氮氧化物的吸附率達(dá)90％以上，吸附效率高，投資成本低；

4、本發(fā)明的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，使用安全、高效，自動(dòng)化程度高，非常適用于數(shù)量眾多、容量小、負(fù)荷變化大的城鎮(zhèn)燃?xì)獠膳仩t的煙氣處理。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1是本發(fā)明的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本發(fā)明的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)的工作流程示意圖。

主要元件標(biāo)號(hào)說明：

1燃?xì)獠膳仩t

101煙氣出口 102熱水出口

103進(jìn)氣口 104回水入口

105補(bǔ)水入口

2供暖系統(tǒng) 3空氣預(yù)熱器

4空氣送風(fēng)機(jī) 5第一水冷換熱器

6第二水冷換熱器 7煙氣除霧器

8增壓風(fēng)機(jī) 9吸附干燥器

10后冷卻器 11第一煙氣分析器

12第二煙氣分析器 13 NO_X吸附器

Q1天然氣 Q2空氣

W鍋爐補(bǔ)水

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明提出一種燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，用于對(duì)燃?xì)獠膳仩t產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行煙氣潛熱回收和煙氣凈化處理，也可稱為燃天然氣采暖鍋爐煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括燃?xì)獠膳仩t1、供暖系統(tǒng)2、空氣預(yù)熱器3、第一水冷換熱器5和煙氣脫硝裝置，燃?xì)獠膳仩t1具有供煙氣排出的煙氣出口101、供熱水排出的熱水出口102、供天然氣和空氣進(jìn)入的進(jìn)氣口103以及回水入口104，從煙氣出口101排出的高溫?zé)煔獾臏囟纫话銥?50℃-200℃，高溫?zé)煔獾牧髁恳话銥?00Nm³/h-1000Nm³/h；供暖系統(tǒng)2用于向采暖用戶供暖，其具有與熱水出口102連接的第一進(jìn)水口、以及供采暖回水流出的第一出水口，供暖系統(tǒng)2可以為任何形式的城市供暖系統(tǒng)；

空氣預(yù)熱器3用于利用燃?xì)獠膳仩t1產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈱?duì)空氣預(yù)熱，其具有與煙氣出口101連接以供煙氣進(jìn)入的第一進(jìn)煙口、與第一進(jìn)煙口連通的第一出煙口、供空氣進(jìn)入的空氣入口、以及與空氣入口連通并與進(jìn)氣口連接的空氣出口，空氣從空氣入口進(jìn)入空氣預(yù)熱器3內(nèi)被煙氣預(yù)熱，經(jīng)預(yù)熱的空氣從空氣出口排出后，在進(jìn)氣口103與天然氣Q1混合，并與天然氣Q1一同進(jìn)入燃?xì)獠膳仩t1內(nèi)燃燒；

第一水冷換熱器5用于使高溫?zé)煔馀c回水換熱，也可稱為高溫水冷換熱器，其具有與第一出水口連接以供回水流入的第二進(jìn)水口、與第二進(jìn)水口連通并與回水入口104連接的第二出水口、與第一出煙口連接的第二進(jìn)煙口、以及與第二進(jìn)煙口連通以供與回水換熱后的煙氣排出的第二出煙口，供暖系統(tǒng)2的采暖回水從第二進(jìn)水口流入第一水冷換熱器5，被流經(jīng)第一水冷換熱器5的高溫?zé)煔饧訜?，?jīng)加熱的回水從第二出水口流出，并經(jīng)由回水入口104流入燃?xì)獠膳仩t1內(nèi)，高溫?zé)煔馀c回水換熱后的溫度冷卻至約90℃，將回水的溫度從60℃加熱至約80℃，根據(jù)需要，可將一部分采暖回水通入第一水冷換熱器5進(jìn)行加熱，將另一部分采暖回水直接從回水入口104通入鍋爐內(nèi)；

煙氣脫硝裝置與第二出煙口連接，用于對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝處理，將煙氣凈化后排到大氣中。

本發(fā)明的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，采用空氣預(yù)熱器3對(duì)空氣預(yù)熱，采用第一水冷換熱器5回收煙氣潛熱，通過依次連通的熱水出口102、第一進(jìn)水口、第一出水口、第二進(jìn)水口、第二出水口、以及回水入口104，實(shí)現(xiàn)水循環(huán)，通過依次連通的煙氣出口101、第一進(jìn)煙口、第一出煙口、第二進(jìn)煙口、以及第二出煙口，實(shí)現(xiàn)煙氣與空氣、以及煙氣與回水的換熱，采用煙氣脫硝裝置實(shí)現(xiàn)煙氣氮氧化物的分離處理，能有效提高鍋爐燃燒效率，減少鍋爐燃料消耗量，減少污染物排放。

進(jìn)一步，燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)還包括空氣送風(fēng)機(jī)4，空氣送風(fēng)機(jī)4與空氣預(yù)熱器3的空氣入口連接，用于向空氣預(yù)熱器3輸送空氣Q2。

再如圖1所示，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，燃?xì)獠膳仩t1還具有補(bǔ)水入口105，燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)還包括連接在第一水冷換熱器5與煙氣脫硝裝置之間的第二水冷換熱器6，第二水冷換熱器6用于使煙氣與補(bǔ)充水換熱，也可稱為低溫水冷換熱器，其具有供補(bǔ)充水進(jìn)入的第三進(jìn)水口、與第三進(jìn)水口連通并與補(bǔ)水入口105連接的第三出水口、與第二出煙口連接的第三進(jìn)煙口、以及與第三進(jìn)煙口連通并與煙氣脫硝裝置連接的第三出煙口，也就是，第三進(jìn)水口、第三出水口、以及補(bǔ)水入口105依次連通，第二出煙口、第三進(jìn)煙口、以及第三出煙口依次連通，實(shí)現(xiàn)鍋爐補(bǔ)水、以及煙氣與補(bǔ)充水的換熱，煙氣從第一水冷換熱器5流出后經(jīng)由第三進(jìn)煙口進(jìn)入第二水冷換熱器6，在第二水冷換熱器6內(nèi)與補(bǔ)充水換熱，加熱補(bǔ)充水，之后經(jīng)由第三出煙口排出，并進(jìn)入煙氣脫硝裝置，煙氣與補(bǔ)充水換熱后的溫度降至約40℃，將補(bǔ)充水的溫度從25℃加熱至約30℃。

本實(shí)施例中，采用第一水冷換熱器5和第二水冷換熱器6構(gòu)成的兩級(jí)換熱器對(duì)煙氣進(jìn)行潛熱回收，能大大提高煙氣余熱利用率。

進(jìn)一步，第一水冷換熱器5和第二水冷換熱器6位于同一個(gè)換熱器殼體內(nèi)，以減少熱量損失。

進(jìn)一步，第一水冷換熱器5和第二水冷換熱器6均為翅片式換熱器，但本發(fā)明并不以此為限，也可以采用其它換熱器。

如圖1所示，在一個(gè)具體實(shí)施例中，燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)還包括連接在第二水冷換熱器6與煙氣脫硝裝置之間的煙氣干燥裝置，煙氣干燥裝置用于對(duì)煙氣進(jìn)行干燥處理，其包括與第三出煙口連接的煙氣除霧器7、與煙氣脫硝裝置連接的吸附干燥器9、以及連接在煙氣除霧器7與吸附干燥器9之間的增壓風(fēng)機(jī)8。由于煙氣經(jīng)兩級(jí)換熱器回收余熱后降溫較多，會(huì)出現(xiàn)大量氣態(tài)水凝結(jié)，霧狀煙氣含液態(tài)水量約為80g/m³，因此需采用煙氣除霧器7對(duì)煙氣除霧，經(jīng)除霧后的煙氣含水量降至低于150mg/m³，煙氣除霧器7下方可設(shè)置接水裝置，除霧產(chǎn)生的水向下流入接水裝置，煙氣除霧器7例如為機(jī)械除霧器，但也可以為其它除霧裝置，經(jīng)除霧后的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)8送至吸附干燥器9內(nèi)脫水。

進(jìn)一步，吸附干燥器9為移動(dòng)床反應(yīng)器，用于除去煙氣中的微量水，將煙氣脫水至痕量，此時(shí)煙氣的溫度約為50℃。

更進(jìn)一步，移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)裝填沸石分子篩，例如4A型分子篩或5A型分子篩，且移動(dòng)床反應(yīng)器與分子篩脫水再生裝置(或稱為分子篩脫水復(fù)活裝置)連接，經(jīng)復(fù)活的分子篩再加入移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)。其中的分子篩脫水再生裝置可采用現(xiàn)有的分子篩脫水再生裝置。

進(jìn)一步，燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)還包括連接在煙氣干燥裝置與煙氣脫硝裝置之間的后冷卻器10，后冷卻器10用于對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻，且具有供補(bǔ)充水(鍋爐補(bǔ)水W)進(jìn)入的第四進(jìn)水口、與第三進(jìn)水口連接的第四出水口、與吸附干燥器9連接的第四進(jìn)煙口、以及與第四進(jìn)煙口連通以供與補(bǔ)充水換熱后的煙氣排出的第四出煙口，第四出煙口與煙氣脫硝裝置連接，其中，第四進(jìn)水口、第四出水口、第三進(jìn)水口、第三出水口、以及補(bǔ)水入口105依次連通，補(bǔ)充水從第四進(jìn)水口流入后冷卻器10，對(duì)流經(jīng)后冷卻器10的煙氣進(jìn)行冷卻，將煙氣冷卻至約40℃，之后從第四出水口流出，并經(jīng)由第三進(jìn)水口流入第二水冷換熱器6，對(duì)流經(jīng)第二水冷換熱器6的煙氣進(jìn)行冷卻，然后從第三出水口流出，并經(jīng)由補(bǔ)水入口105流入燃?xì)獠膳仩t1內(nèi)，實(shí)現(xiàn)鍋爐補(bǔ)水。

在另一個(gè)具體實(shí)施例中，煙氣脫硝裝置為NO_X吸附器13，且NO_X吸附器13為移動(dòng)床反應(yīng)器，用于吸附煙氣中的氮氧化物，經(jīng)過吸附，煙氣中的氮氧化物的含量從200mg/Nm³脫除至30mg/Nm³，氮氧化物的脫出率達(dá)85％，達(dá)到煙氣排放要求。

進(jìn)一步，移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)裝填沸石分子篩，例如13X型分子篩，且移動(dòng)床反應(yīng)器與分子篩再生裝置(或稱為分子篩復(fù)活裝置)連接，經(jīng)復(fù)活的分子篩再加入移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)。其中的分子篩再生裝置可采用現(xiàn)有的分子篩再生裝置。

進(jìn)一步，燃?xì)獠膳仩t1煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)還包括第一煙氣分析器11和第二煙氣分析器12，煙氣脫硝裝置具有供煙氣進(jìn)入的第五進(jìn)煙口、以及供脫硝后的煙氣排出的第五出煙口，第一煙氣分析器11設(shè)于第五進(jìn)煙口處，第二煙氣分析器12設(shè)于第五出煙口處。通過設(shè)置第一煙氣分析器11和第二煙氣分析器12，可以分析脫硝處理前后煙氣含量變化、檢測(cè)煙氣溫度、監(jiān)測(cè)排放煙氣的組分，但本發(fā)明并不以此為限，現(xiàn)場(chǎng)也可以采用其它煙氣檢測(cè)手段，只要達(dá)到監(jiān)測(cè)煙氣變化和排放的目的即可。

本發(fā)明中，燃?xì)獠膳仩t1、供暖系統(tǒng)2、空氣預(yù)熱器3、空氣送風(fēng)機(jī)4、第一水冷換熱器5、第二水冷換熱器6、煙氣除霧器7、增壓風(fēng)機(jī)8、吸附干燥器9、后冷卻器10、第一煙氣分析器11、第二煙氣分析器12和NO_X吸附器13的具體結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有技術(shù)，故不贅述。

如圖2所示，本發(fā)明的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)的工作流程是：

a、經(jīng)空氣送風(fēng)機(jī)送至空氣預(yù)熱器的空氣被鍋爐的尾氣(煙氣)加熱，經(jīng)加熱的空氣與天然氣混合進(jìn)入鍋爐燃燒，并產(chǎn)生含氮氧化物的高溫?zé)煔猓?/p>

b、含氮氧化物的高溫?zé)煔饨?jīng)由兩級(jí)冷凝換熱器回收潛熱后，送至煙氣除霧器；

c、經(jīng)除霧的煙氣通過增壓風(fēng)機(jī)通入吸附干燥器進(jìn)一步除水；

d、進(jìn)一步除水的煙氣經(jīng)由后冷卻器回收余熱后，通入NO_X吸附器進(jìn)行氮氧化物吸附后排空。

本發(fā)明的燃?xì)獠膳仩t煙氣潛熱回收與處理系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)是一套針對(duì)燃天然氣供暖鍋爐開發(fā)的煙氣處理系統(tǒng)，適用于各種工況下的供暖鍋爐，對(duì)于城市環(huán)境治理具有重大促進(jìn)意義；

(2)采用物理吸附的方法，對(duì)煙氣中氮氧化物吸附平均效率達(dá)到90％以上，處理效果好、投資成本低；

(3)耦合了余熱利用系統(tǒng)，降低能耗，提高了能量利用效率；

(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，在保障高效煙氣氮氧化物處理的前提下提高能量利用效率，經(jīng)濟(jì)環(huán)保；

(5)安全性高，不采用額外的氨液系統(tǒng)，消除氨液爆炸隱患；

(6)自動(dòng)化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)操作。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。而且需要說明的是，本發(fā)明的各組成部分并不僅限于上述整體應(yīng)用，本發(fā)明的說明書中描述的各技術(shù)特征可以根據(jù)實(shí)際需要選擇一項(xiàng)單獨(dú)采用或選擇多項(xiàng)組合起來使用，因此，本發(fā)明理所當(dāng)然地涵蓋了與本案發(fā)明點(diǎn)有關(guān)的其它組合及具體應(yīng)用。