專利名稱：一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備，特別涉及一種利用煙氣冷凝熱能的低阻力型換熱與煙氣凈化除塵一體化復(fù)合裝置，屬于煙氣余熱回收利用與除塵凈化技術(shù)領(lǐng)域，可用于普通燃煤鍋爐和直燃機(jī)及熱電聯(lián)產(chǎn)等熱能動(dòng)力設(shè)備的煙氣預(yù)熱回收利用及除塵凈化。
背景技術(shù)：
普通鍋爐和直燃機(jī)及熱電聯(lián)產(chǎn)等熱能動(dòng)力設(shè)備，排煙溫度均很高，多數(shù)在 120-200°C以上，造成能源浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染，其熱效率一般低于90%，燃煤鍋爐一般低于80%。主要原因之一是為避免煙氣溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，對(duì)于燃煤熱能動(dòng)力設(shè)備和天然氣工業(yè)爐/窯還要防止塵垢產(chǎn)生。因此目前主要是利用熱能動(dòng)力設(shè)備中高溫?zé)煔庥酂?，低溫?zé)煔饫淠酂嵘形吹玫缴疃壤茫覠煔獬龎m、脫硫和熱回收分別進(jìn)行， 設(shè)備多、占據(jù)空間大、投資高。在鍋爐等熱能動(dòng)力設(shè)備尾部增設(shè)煙氣冷凝換熱器，將排煙溫度降到煙氣露點(diǎn)溫度以下，不僅可以利用排煙顯熱，還可回收利用排煙中水蒸氣凝結(jié)時(shí)放出的大量潛熱，從而節(jié)約能源，并減少有害氣體排放。對(duì)于間壁式煙氣冷凝換熱器，煙氣凝結(jié)液會(huì)溶解吸收排煙中 COx, NOx, SOx等部分有害氣體，對(duì)煙氣還有一定的凈化作用。但在煙氣排放達(dá)不到要求時(shí)， 特別是含塵時(shí)，間壁式煙氣冷凝換熱器容易積灰結(jié)垢，應(yīng)用受到局限。而直接接觸式煙氣冷凝換熱器，還可利用濕法進(jìn)行脫硫除塵，可達(dá)到煙氣余熱深度回收利用與煙氣凈化除塵一體化效果。但需要解決三個(gè)主要關(guān)鍵技術(shù)問題一是煙氣冷凝液和煙氣濕法脫硫等液體對(duì)設(shè)備的腐蝕問題；二是在煙氣中含有粉塵等情況下的結(jié)垢抗垢問題；三是目前濕法脫硫無論是液膜法還是吸收塔法的流動(dòng)阻力大、風(fēng)機(jī)水泵耗能大的問題。目前濕法除塵脫硫一體化設(shè)備，采用填料和布置多為水平方向，其流程多采用煙氣與溶液垂直逆向流動(dòng)，流動(dòng)阻力大、且采用材料與結(jié)構(gòu)易腐蝕和結(jié)垢。鑒于目前現(xiàn)有技術(shù)的狀況，的研究與開發(fā)適合各種燃煤燃?xì)忮仩t的低阻力復(fù)合防腐防塵防垢型煙氣冷凝熱能回收利用與煙氣處理一體化復(fù)合裝置，是高效利用能源減少排放最有效途徑，已成為能源環(huán)境領(lǐng)域熱點(diǎn)課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型裝置，以期解決現(xiàn)有技術(shù)中煙氣回收利用和除塵凈化設(shè)備分別設(shè)置所帶來的設(shè)備多、占據(jù)空間大、投資高、流動(dòng)阻力大和能耗高等問題，達(dá)到用低碳節(jié)能減排技術(shù)，最大限度地降低產(chǎn)品的成本、降低能耗、深度回收煙氣余熱和除塵凈化的目的，從而提高該類產(chǎn)品的性價(jià)比。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備，其特征在于該設(shè)備含有換熱吸收復(fù)合裝置、間壁式換熱器、沉淀收集排污裝置、溶液池和液泵，在所述的換熱吸收復(fù)合裝置的頂部設(shè)有液體分布器，所述的間壁式換熱裝置位于換熱吸收復(fù)合裝置的下部，所述的沉淀收集排污裝置位于間壁式換熱裝置的底端；所述溶液池的進(jìn)口通過連接管路與沉淀收集排污裝置連接，溶液池的出口通過液泵和循環(huán)管路與液體分布器相連；所述的換熱吸收復(fù)合裝置由煙氣進(jìn)口段、煙氣進(jìn)口導(dǎo)流段、換熱吸收段、煙氣出口導(dǎo)流段和煙氣出口段組成，在換熱吸收段內(nèi)垂直布置有多層液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)，各層之間留有間隙。上述技術(shù)方案中，所述的煙氣進(jìn)口段內(nèi)設(shè)有向上傾斜的導(dǎo)流片，在煙氣出口段內(nèi)設(shè)有向上傾斜的擋液導(dǎo)流片。所述的煙氣進(jìn)口導(dǎo)流段為漸擴(kuò)斷面，煙氣出口導(dǎo)流段為漸縮斷面。所述的液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)采用具有菱形網(wǎng)格、人字形網(wǎng)格或斜紋網(wǎng)格的液膜分布網(wǎng)。所述的液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)采用聚乙烯塑料、聚四氟乙烯、芳砜綸、碳纖維、石墨纖維或玻璃纖維。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果①本發(fā)明由于采用了換熱吸收復(fù)合裝置，在換熱吸收段內(nèi)垂直布置多層液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)，大大增加了液膜表面面積，增加了氣液接觸換熱面積，增強(qiáng)了傳熱傳質(zhì)，提高了煙氣凈化和除塵效率；而所選材料可以有效防止腐蝕，污垢在垂直網(wǎng)孔不易生成，且易用機(jī)械振動(dòng)或化學(xué)法除垢，污泥經(jīng)沉淀收集排污裝置排出，并作為原材料收集回收利用。采用直接接觸式換熱方式同時(shí)兼顧了濕法除塵效果，污垢在垂直網(wǎng)孔不易生成，且易用機(jī)械振動(dòng)或化學(xué)法除垢，從而克服了間壁式煙氣冷凝換熱器在煙氣含塵條件下易積灰結(jié)垢，其應(yīng)用受到局限問題。②本發(fā)明采用換熱吸收一體化結(jié)構(gòu)，克服了常規(guī)除塵與凈化除塵設(shè)備分別設(shè)置所造成的初投資高、占據(jù)空間大的問題，最大限度地降低產(chǎn)品的成本、減小占地空間、降低能耗、可以達(dá)到深度回收利用煙氣余熱和除塵凈化煙氣目的，又可將煙氣處理循環(huán)液(如脫硫劑)溫度降低，進(jìn)一步提高煙氣凈化效率(如降到脫硫較佳溫度50°c )，使煙氣余熱深度回收利用。從而提高我國煙氣處理凈化水平。提高該類產(chǎn)品的性價(jià)比，使之成為低碳節(jié)能減排設(shè)備。③本發(fā)明提供的煙氣進(jìn)口導(dǎo)流段為漸擴(kuò)斷面，入口處沿流動(dòng)方向設(shè)有導(dǎo)流片，煙氣出口導(dǎo)流段為漸縮斷面，出口處沿流動(dòng)方向設(shè)有導(dǎo)流擋液片；煙氣自側(cè)下方進(jìn)入，自側(cè)上方排出，處理煙氣的循環(huán)液自上沿液體分布網(wǎng)而下，形成近似逆流，并使得裝置內(nèi)流場、溫度場、濃度場分布均勻，使裝置充分發(fā)揮熱質(zhì)交換和吸收的功能?？傊?，本發(fā)明不僅可以回收利用排煙顯熱和潛熱，還兼有防腐除塵防垢、凈化處理等作用，并減小流動(dòng)阻力以及風(fēng)機(jī)和水泵能耗，降低產(chǎn)品的成本，達(dá)到煙氣余熱深度回收利用。


圖1為本發(fā)明提供的一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2a、2b和2c為換熱吸收復(fù)合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖加為正視圖)，圖2b為俯視圖，圖2c為左視圖。圖3a和北分別為菱形網(wǎng)格和人字形網(wǎng)格的液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)。
圖中1-液體分布器；2-換熱吸收復(fù)合裝置；3-間壁式換熱器；4-沉淀收集排污裝置；5-溶液池；6-液泵；7-煙氣出口段；8-煙氣出口擋液導(dǎo)流段；9-換熱吸收段；10-煙氣進(jìn)口段；11-煙氣進(jìn)口導(dǎo)流段；12-被加熱介質(zhì)出口 ；13-被加熱介質(zhì)入口 ；14-排渣控制閥；15-連接管路；16-補(bǔ)液管；17-循環(huán)管路；18-擋液導(dǎo)流片；19-導(dǎo)流片。20-液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和原理及工作過程作進(jìn)一步的說明。圖1為本發(fā)明提供的一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)原理示意圖，該設(shè)備含有換熱吸收復(fù)合裝置2、間壁式換熱器3、沉淀收集排污裝置4、溶液池5和液泵6。在換熱吸收復(fù)合裝置2的頂部設(shè)有液體分布器1，間壁式換熱裝置3位于換熱吸收復(fù)合裝置的下部，沉淀收集排污裝置4位于間壁式換熱裝置的底端；溶液池5的進(jìn)口通過連接管路15與沉淀收集排污裝置連接，溶液池5的出口通過液泵6和循環(huán)管路17與液體分布器1相連。圖2a、2b和2c為換熱吸收復(fù)合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該換熱吸收復(fù)合裝置2由煙氣進(jìn)口段10、煙氣進(jìn)口導(dǎo)流段11、換熱吸收段9、煙氣出口導(dǎo)流段8和煙氣出口段7組成；在換熱吸收段內(nèi)垂直布置有多層液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)20，各層之間要留有一定間隙。液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)可采用具有菱形網(wǎng)格、人字形網(wǎng)格或斜紋網(wǎng)格的液膜分布網(wǎng)(如圖3a、 3b所示)，其材料采用聚乙烯塑料、聚四氟乙烯、芳砜綸、碳纖維或石墨纖維或玻璃纖維。在所述的煙氣進(jìn)口段10內(nèi)沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向設(shè)有向上傾斜的導(dǎo)流片19 ；煙氣進(jìn)口導(dǎo)流段為漸擴(kuò)斷面；在煙氣出口段7內(nèi)沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向設(shè)有向上傾斜的擋液導(dǎo)流片18，煙氣出口導(dǎo)流段為漸縮斷面；煙氣自側(cè)下方進(jìn)入，自側(cè)上方排出，處理煙氣的循環(huán)液自上沿液體分布網(wǎng)而下，形成近似逆流，并使得裝置內(nèi)流場、溫度場、濃度場分布均勻，使裝置充分發(fā)揮熱質(zhì)交換和吸收的功能。本發(fā)明的工作原理及工作過程如下溶液池5中的溶液或水經(jīng)液泵6及循環(huán)管路17輸送到頂部的液體分布器1，液體分布器將溶液或水分布到液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)9，自上而下流入下方的間壁式換熱器3， 然后沉淀至收集排污裝置4，再進(jìn)入溶液池5，形成溶液循環(huán)系統(tǒng)。鍋爐尾部煙氣經(jīng)煙氣進(jìn)口段10自側(cè)下方進(jìn)入換熱吸收復(fù)合裝置2，在煙氣進(jìn)口導(dǎo)流片19和煙氣進(jìn)口導(dǎo)流段11的作用下，煙氣均勻分布于液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)20上，與液膜進(jìn)行熱質(zhì)交換的同時(shí)，粉塵和二氧化硫等氣體溶解于溶液中，并發(fā)生脫硫或脫銷化學(xué)反應(yīng)，其后煙氣經(jīng)煙氣導(dǎo)流段8， 自側(cè)上方經(jīng)擋液導(dǎo)流片18后排出，擋液導(dǎo)流片兼有擋水作用。粉塵溶水后形成泥沙，進(jìn)入沉淀收集排污裝置4，與脫硫等化學(xué)反應(yīng)過程中生成固體物質(zhì)一起，經(jīng)控制閥14定期排出， 溶液為氧化鈣時(shí)，與二氧化硫反應(yīng)可生成硫酸鈣，可作為石膏的原材料回收。當(dāng)溶液濃度不符合要求時(shí)，可經(jīng)補(bǔ)液管16對(duì)溶液池補(bǔ)藥或補(bǔ)水以滿足需要。溶液吸收煙氣余熱后溫度升高，吸收性能會(huì)下降，采用下部的間壁式換熱器，預(yù)熱被加熱介質(zhì)(如預(yù)熱供熱回水或預(yù)熱鍋爐助燃空氣、或其他介質(zhì))，可將溶液吸收的熱量傳給間壁式換熱器另一側(cè)被加熱介質(zhì)， 溶液自身溫度降低有利于提高溶解吸收性能。這樣實(shí)現(xiàn)余熱回收與除塵凈化復(fù)合效果。對(duì)于燃煤鍋爐煙氣余熱回收利用與脫硫除塵，可以在溶液池中加入脫硫用堿液(如Na0H、Ca0等)，對(duì)于燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收利用與凈化，可在溶液池中加入水或脫硝溶液(如尿素等)。
權(quán)利要求
1.一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備，其特征在于該設(shè)備含有換熱吸收復(fù)合裝置O)、間壁式換熱器(3)、沉淀收集排污裝置G)、溶液池( 和液泵(6)，在所述的換熱吸收復(fù)合裝置的頂部設(shè)有液體分布器(1)，所述的間壁式換熱裝置C3)位于換熱吸收復(fù)合裝置的下部，所述的沉淀收集排污裝置(4)位于間壁式換熱裝置的底端；所述溶液池 (5)的進(jìn)口通過連接管路(1 與沉淀收集排污裝置連接，溶液池(5)的出口通過液泵(6) 和循環(huán)管路(17)與液體分布器相連；所述的換熱吸收復(fù)合裝置由煙氣進(jìn)口段(10)、煙氣進(jìn)口導(dǎo)流段(11)、換熱吸收段(9)、煙氣出口導(dǎo)流段(8)和煙氣出口段(7)組成，在換熱吸收段內(nèi)垂直布置有多層液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)(20)，各層之間留有間隙。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備，其特征在于在所述的煙氣進(jìn)口段(10)的煙氣出口處沿流動(dòng)方向設(shè)有向上傾斜的導(dǎo)流片(19)，在煙氣出口段(7)內(nèi)設(shè)有向上傾斜的擋液導(dǎo)流片(18)。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備，其特征在于所述的煙氣進(jìn)口導(dǎo)流段(11)為漸擴(kuò)斷面，煙氣出口導(dǎo)流段為漸縮斷面。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備，其特征在于所述的液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)00)采用具有菱形網(wǎng)格、人字形網(wǎng)格或斜紋網(wǎng)格的液膜分布網(wǎng)。
5.按照權(quán)利要求4所述的一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備，其特征在于所述的液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)采用聚乙烯塑料、聚四氟乙烯、芳砜綸、碳纖維或石墨纖維、玻璃纖維。
全文摘要
一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復(fù)合型設(shè)備，屬于煙氣余熱回收利用與除塵凈化技術(shù)領(lǐng)域。該設(shè)備含有換熱吸收復(fù)合裝置、間壁式換熱器、沉淀收集排污裝置、溶液池和液泵；換熱吸收復(fù)合裝置的頂部設(shè)有液體分布器，液間壁式換熱裝置位于換熱吸收復(fù)合裝置的下部，換熱吸收復(fù)合裝置的下部設(shè)有沉淀收集排污裝置。換熱吸收復(fù)合裝置由煙氣進(jìn)口段、煙氣進(jìn)口導(dǎo)流段、換熱吸收段、煙氣出口擋液導(dǎo)流段和煙氣進(jìn)口段組成，在換熱吸收段內(nèi)布置有液體網(wǎng)孔式液膜分布網(wǎng)。本發(fā)明集余熱回收和凈化處理于一體，不僅可以回收利用排煙顯熱和潛熱，還兼有防腐除塵防垢、凈化處理等作用，并減小流動(dòng)阻力以及風(fēng)機(jī)和水泵能耗，降低產(chǎn)品的成本，達(dá)到煙氣余熱深度回收利用。
文檔編號(hào)B01D53/62GK102407070SQ20111037199
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者劉貴昌, 王隨林 申請(qǐng)人:北京建筑工程學(xué)院, 大連理工大學(xué)