本發(fā)明涉及一種能源回收裝置，特別是關于一種用于鍋爐煙氣余熱回收、減少氮氧化物排放的鍋爐煙氣余熱深度回收裝置，屬于能源技術領域。

背景技術：

天然氣、油、生物質等燃料含有大量氫元素，鍋爐燃燒產生大量水蒸氣，如1m³天然氣燃燒會產生1.55kg水蒸氣，潛熱量約為3600kj，占天然氣低位發(fā)熱量的10％，但這部分熱量往往隨著煙氣直接排到大氣中，造成煙氣余熱的浪費。因此，若能將煙氣溫度降到露點以下并回收該部分潛熱，對節(jié)省燃料消耗有重要作用，另一方面，鍋爐燃燒產生的煙氣中含有大量氮氧化物nox，會造成空氣污染，所以，采取有效措施減少鍋爐煙氣的nox排放對社會的可持續(xù)發(fā)展有十分重要的意義。

現已推廣應用的技術主要通過利用不同的冷源回收煙氣余熱，包括利用熱網回水和空氣通過間壁式換熱器與煙氣換熱、利用電熱泵或者吸收式熱泵制得冷水與煙氣換熱。

除了尋找不同的冷源回收煙氣余熱，也有技術通過給助燃空氣加濕，提高空氣等效熱容，回收更多煙氣余熱。現有技術公開了一種鍋爐煙氣深度熱回收裝置，包括鍋爐、煙氣-回水換熱器和熱回收裝置，熱回收裝置利用煙氣與空氣間壁式換熱，同時利用煙氣冷凝水對空氣進行噴淋加濕來提高空氣的等效熱容，從而實現更大的換熱量?，F有技術還公開了一種冷凝鍋爐煙氣余熱回收裝置，在冷凝鍋爐煙氣出口設置煙氣噴淋換熱塔與空氣噴淋換熱塔，鍋爐煙氣進入煙氣噴淋換熱塔降溫減濕排出，空氣經過空氣噴淋換熱塔升溫加濕后進入燃燒器助燃，煙氣噴淋換熱塔的熱水進入空氣噴淋換熱塔與空氣換熱后，返回煙氣干燥器與煙氣換熱?？諝饧訚衲芴岣咤仩t煙氣的露點，增大空氣等效熱容，同時能降低燃燒溫度，減少nox的形成。

但是，這些技術并未考慮空氣加濕對燃燒的影響。當空氣被升溫加濕后，空氣相對濕度很高，常為飽和濕空氣，所以從換熱器流至燃燒器中容易降溫產生冷凝水。同時，空氣被加濕后易攜帶水滴流至燃燒器，這些冷凝水或攜帶的水滴會對燃燒產生不良影響，使燃燒不穩(wěn)定，火焰熄滅，系統(tǒng)無法運行。

技術實現要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種既能通過給助燃空氣加濕，增大空氣等效熱容，回收更多煙氣余熱，又能解決空氣水滴使燃燒不穩(wěn)定問題的鍋爐煙氣余熱深度回收裝置。

為實現上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：一種鍋爐煙氣余熱深度回收裝置，其特征在于，該裝置包括鍋爐、汽水換熱器、煙氣-水換熱器、空氣-水換熱器和空氣再熱器；所述鍋爐的煙氣出口連接所述汽水換熱器的煙氣進口，所述汽水換熱器的煙氣出口連接所述煙氣-水換熱器的煙氣進口，所述空氣-水換熱器的空氣出口連接所述空氣再熱器的空氣進口，所述空氣再熱器的空氣出口連接所述鍋爐的空氣進口；所述汽水換熱器的一出水口用于向外溢流，所述汽水換熱器的另一出水口連接所述鍋爐的進水口，所述鍋爐的出水口經熱網連接所述汽水換熱器的回水進口；所述煙氣-水換熱器的一出水口用于向外溢流，所述煙氣-水換熱器的另一出水口連接所述空氣-水換熱器的進水口，所述空氣-水換熱器的出水口連接所述煙氣-水換熱器的進水口。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述空氣再熱器的熱源側進口連接所述鍋爐出水口的一股支流，所述空氣再熱器的熱源側出口連接匯入所述鍋爐的出水口，再一并連入熱網。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述空氣再熱器的熱源側進口連接所述鍋爐煙氣出口的一股支流，所述空氣再熱器的熱源側出口連接匯入所述鍋爐的煙氣出口，再一并連接所述煙氣-水換熱器的煙氣進口。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述空氣再熱器的熱源側連接外熱源，通過所述外熱源給空氣加熱；所述外熱源是工廠余熱、電廠余熱或其他熱泵提供的熱源。

一種鍋爐煙氣余熱深度回收裝置，其特征在于，該裝置包括鍋爐、汽水換熱器、煙氣-水換熱器、空氣-水換熱器和空氣再熱器；所述鍋爐的煙氣出口分成兩股支流，一股支流連接所述汽水換熱器的煙氣進口，所述汽水換熱器的煙氣出口連接所述煙氣-水換熱器的煙氣進口，所述空氣-水換熱器的空氣出口連接所述空氣再熱器的空氣進口；另一股支流連接所述空氣再熱器的熱源側進口，所述空氣再熱器的空氣-煙氣混合氣體出口連接所述鍋爐的空氣進口；所述汽水換熱器的一出水口用于向外溢流，所述汽水換熱器的另一出水口連接所述鍋爐的進水口，所述鍋爐的出水口經熱網連接所述汽水換熱器的回水進口；所述煙氣-水換熱器的一出水口用于向外溢流，所述煙氣-水換熱器的另一出水口連接所述空氣-水換熱器的進水口，所述空氣-水換熱器的出水口連接所述煙氣-水換熱器的進水口。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述空氣再熱器采用間壁式氣-水換熱器、氣-氣換熱器或氣體混合裝置，且所述空氣再熱器設置在距離所述鍋爐的空氣進口較近的位置。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述汽水換熱器、煙氣-水換熱器和空氣-水換熱器均采用叉流換熱器、逆流換熱器或順流換熱器。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述汽水換熱器采用直接接觸式換熱器或間接接觸式換熱器，當所述汽水換熱器為直接接觸式換熱器時，采用通過噴淋機構布液的空腔結構換熱器，或采用通過噴淋機構或淋盤機構布液的填料結構換熱器。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述煙氣-水換熱器和空氣-水換熱器均為氣體與水的直接接觸式換熱器，均采用通過噴淋機構布液的空腔結構換熱器，或采用通過噴淋機構或淋盤機構布液的填料結構換熱器。

本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明通過空氣-水換熱器使空氣的升溫加濕，提高煙氣露點溫度，回收更多煙氣余熱，同時降低燃燒溫度，降低nox排放。2、本發(fā)明通過在鍋爐空氣進口前設置空氣再熱器，使助燃空氣進入燃燒器前被加熱至過熱狀態(tài)，改變進入燃燒器的空氣狀態(tài)，解決飽和煙氣極易冷凝的問題，同時空氣再熱器起到除霧器的作用，除去空氣流中攜帶的水滴，使進入燃燒器的空氣保持干燥，從而解決了空氣中水蒸氣冷凝或空氣流攜帶水滴進入燃燒器后使燃燒不穩(wěn)定的問題，保證火焰正常，燃燒穩(wěn)定，從而系統(tǒng)才能長期穩(wěn)定運行，本發(fā)明可以廣泛應用于鍋爐煙氣余熱回收裝置中。3、本發(fā)明通過在鍋爐空氣進口前設置煙氣與空氣混合的氣體混合裝置，通過部分高溫煙氣再循環(huán)使助燃空氣保持干燥狀態(tài)進入燃燒器，同時煙氣再循環(huán)能降低助燃氣體的含氧量，減少nox生成。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的整體結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1中以鍋爐出水為空氣再熱器熱源的整體結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例1中以鍋爐煙氣為空氣再熱器熱源的整體結構示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例1中以外熱源為空氣再熱器熱源的整體結構示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例2的整體結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。然而應當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發(fā)明，它們不應該理解成對本發(fā)明的限制。

實施例1：

如圖1所示，本發(fā)明的鍋爐煙氣余熱深度回收裝置包括一鍋爐1、一汽水換熱器2、一煙氣-水換熱器3，一空氣-水換熱器4、一空氣再熱器5、若干管道6、若干水泵7和若干溢流管8。

圖2是本發(fā)明實施例1中以鍋爐出水作為空氣再熱器熱源的整體結構示意圖。其中：

鍋爐1的煙氣出口通過管道6a連接汽水換熱器2的煙氣進口，汽水換熱器2的煙氣出口通過管道6b連接煙氣-水換熱器3的煙氣進口。鍋爐1中的高溫煙氣依次通過汽水換熱器2、煙氣-水換熱器3進行換熱后經煙氣-水換熱器3的煙氣出口排入環(huán)境大氣，形成煙氣熱交換通路。

空氣-水換熱器4的空氣出口通過管道6e連接空氣再熱器5的空氣進口，空氣再熱器5的空氣出口通過管道6h連接鍋爐1的空氣進口。環(huán)境空氣依次通過空氣-水換熱器4和空氣再熱器5進行換熱后進入鍋爐1內助燃，形成環(huán)境空氣熱交換通路。

鍋爐1的出水口6m分成兩股支流6k、6n，支流6k連接熱網，支流6n連接空氣再熱器5的熱源進口，鍋爐出水在空氣再熱器5中作為熱源給空氣加熱后經空氣再熱器5的熱源出口6o與6j匯合至管道6p，空氣被熱源加熱后保持過熱的干燥狀態(tài)進入鍋爐1內助燃。

汽水換熱器2的一出水口連接一溢流管8a，汽水換熱器2的另一出水口通過管道6j與管道6o匯合后再通過管道6p連接鍋爐1的進水口，鍋爐1的出水口通過管道6m、6k經熱網和管道6i連接汽水換熱器2的進水口，熱網水在汽水換熱器2中與煙氣換熱。

煙氣-水換熱器3的一出水口連接一溢流管8b，煙氣-水換熱器3的另一出水口通過管道6f和水泵7a連接空氣-水換熱器4的進水口，空氣-水換熱器4的出水口通過管道6g和水泵7b連接煙氣-水換熱器3的進水口。煙氣-水換熱器3中的噴淋熱水一路通過溢流管8b排向外界，另一路進入空氣-水換熱器4中與環(huán)境空氣直接接觸換熱，降溫后的噴淋水返回煙氣-水換熱器3中與煙氣直接接觸換熱。

圖3是本發(fā)明實施例1中以鍋爐煙氣作為空氣再熱器熱源的整體結構示意圖。其中：

鍋爐1的煙氣出口6m分成兩股支流6n、6a，支流6n連接空氣再熱器5的熱源進口，煙氣在空氣再熱器5中加熱空氣后由空氣再熱器5的熱源出口6o與支流6a匯合至管道6p，6p連接汽水換熱器2的煙氣進口，汽水換熱器2的煙氣出口通過管道6b連接煙氣-水換熱器3的煙氣進口。鍋爐1中的高溫煙氣依次通過汽水換熱器2、煙氣-水換熱器3進行換熱后經煙氣-水換熱器3的煙氣出口排入環(huán)境大氣，形成煙氣熱交換通路，空氣被熱源加熱后保持過熱的干燥狀態(tài)進入鍋爐1內助燃。

空氣-水換熱器4的空氣出口通過管道6e連接空氣再熱器5的空氣進口，空氣再熱器5的空氣出口通過管道6h連接鍋爐1的空氣進口。環(huán)境空氣依次通過空氣-水換熱器4和空氣再熱器5進行換熱后進入鍋爐1內助燃，形成環(huán)境空氣熱交換通路。

汽水換熱器2的一出水口連接一溢流管8a，汽水換熱器2的另一出水口通過管道6j連接鍋爐1的進水口，鍋爐1的出水口通過管道6k經熱網和管道6i連接汽水換熱器2的進水口，熱網水在汽水換熱器2中與煙氣換熱。

圖4是本發(fā)明實施例1中以外熱源作為空氣再熱器熱源的整體結構示意圖。其中：

鍋爐1的煙氣出口通過管道6a連接汽水換熱器2的煙氣進口，汽水換熱器2的煙氣出口通過管道6b連接煙氣-水換熱器3的煙氣進口。鍋爐1中的高溫煙氣依次通過汽水換熱器2、煙氣-水換熱器3進行換熱后經煙氣-水換熱器3的煙氣出口排入環(huán)境大氣，形成煙氣熱交換通路。

空氣-水換熱器4的空氣出口通過管道6e連接空氣再熱器5的空氣進口，空氣再熱器5的空氣出口通過管道6h連接鍋爐1的空氣進口。空氣再熱器5通過熱源側進口6n、熱源側出口6o與外熱源相接，外熱源加熱空氣，使空氣保持過熱的干燥狀態(tài)進入鍋爐1內助燃。環(huán)境空氣依次通過空氣-水換熱器4和空氣再熱器5進行換熱后進入鍋爐1內助燃，形成環(huán)境空氣熱交換通路。

其中，外熱源指非本系統(tǒng)內的外來熱源，可以是工廠余熱、電廠余熱或其他熱泵提供的熱源等。

汽水換熱器2的一出水口連接一溢流管8a，汽水換熱器2的另一出水口通過管道6j連接鍋爐1的進水口，鍋爐1的出水口通過管道6k經熱網和管道6i連接汽水換熱器2的進水口，熱網水在汽水換熱器2中與煙氣換熱。

實施例2：

如圖5所示，本發(fā)明的鍋爐煙氣余熱深度回收裝置包括一鍋爐1、一汽水換熱器2、一煙氣-水換熱器3，一空氣-水換熱器4、一空氣再熱器5、若干管道6、若干水泵7和若干溢流管8。

鍋爐1的煙氣出口6m分成兩股支流6n、6a，支流6n連接空氣再熱器5的熱源進口，煙氣在空氣再熱器5中與空氣混合，空氣再熱器5是一個氣體混合裝置，空氣-煙氣混合氣體通過管道6h與鍋爐1的空氣進口連接；另一股支流6a連接汽水換熱器2的煙氣進口，汽水換熱器2的煙氣出口通過管道6b連接煙氣-水換熱器3的煙氣進口。鍋爐1中的高溫煙氣依次通過汽水換熱器2、煙氣-水換熱器3進行換熱后經煙氣-水換熱器3煙氣出口排入環(huán)境大氣，形成煙氣熱交換通路，空氣與高溫煙氣混合后，混合氣體保持過熱的干燥狀態(tài)進入鍋爐1助燃。

空氣-水換熱器4的空氣出口通過管道6e連接空氣再熱器5的空氣進口，空氣與煙氣在空氣再熱器5中混合后，空氣-煙氣混合氣體由空氣再熱器5的空氣出口通過管道6h連接鍋爐1的空氣進口。環(huán)境空氣依次通過空氣-水換熱器4和空氣再熱器5進行換熱后進入鍋爐1內助燃，形成環(huán)境空氣熱交換通路。

汽水換熱器2的一出水口連接一溢流管8a，汽水換熱器2的另一出水口通過管道6j連接鍋爐1的進水口，鍋爐1的出水口通過管道6k經熱網和管道6i連接汽水換熱器2的進水口，熱網水在汽水換熱器2中與煙氣換熱。

煙氣-水換熱器3的一出水口連接一溢流管8b，煙氣-水換熱器3的另一出水口通過管道6f和水泵7a連接空氣-水換熱器4的進水口，空氣-水換熱器4的出水口通過管道6g和水泵7b連接煙氣-水換熱器3的進水口。煙氣-水換熱器3中的噴淋熱水一路通過溢流管8b排向外界，另一路進入空氣-水換熱器4中與環(huán)境空氣直接接觸換熱，降溫后的噴淋水返回煙氣-水換熱器3中與煙氣直接接觸換熱。

在一個優(yōu)選的實施例中，空氣再熱器5根據熱源形式的不同，可采用間壁式氣-水換熱器、氣-氣換熱器或氣體混合裝置，且空氣再熱器5設置在距離鍋爐1的空氣進口較近的位置。

在一個優(yōu)選的實施例中，汽水換熱器2、煙氣-水換熱器3和空氣-水換熱器4均可以采用叉流換熱器、逆流換熱器或順流換熱器。

在一個優(yōu)選的實施例中，汽水換熱器2可以采用直接接觸式換熱器或間接接觸式換熱器。當汽水換熱器2為直接接觸式換熱器時，可以采用通過噴淋機構布液的空腔結構換熱器，或可以采用通過噴淋機構或淋盤機構布液的填料結構換熱器。

在一個優(yōu)選的實施例中，煙氣-水換熱器3和空氣-水換熱器4均為氣體與水的直接接觸式換熱器，均可以采用通過噴淋機構布液的空腔結構換熱器，或可以采用通過噴淋機構或淋盤機構布液的填料結構換熱器。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結構、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。