燃料氣增焓濕化裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種燃料氣增焓濕化裝置。該燃料氣增焓濕化裝置包括：濕化器，其下部和頂端分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，其上部和底端分別設(shè)置進(jìn)水口和出水口，用于利用由進(jìn)水口進(jìn)入的加濕熱水對(duì)由進(jìn)氣口進(jìn)入的燃料氣進(jìn)行加濕；加濕水加熱器，其進(jìn)水口連接至濕化器的出水口，其出水口連接至濕化器的進(jìn)水口，用于為濕化器提供循環(huán)的加濕熱水；以及過(guò)熱器，其進(jìn)氣口連接至濕化器出氣口，其出氣口連接至燃?xì)廨啓C(jī)，用于對(duì)由濕化器出氣口排出的濕燃料氣進(jìn)行加熱后送入燃?xì)廨啓C(jī)。本發(fā)明燃料氣增焓濕化裝置中，加濕熱水與燃料氣在濕化器中逆流直接接觸，這個(gè)過(guò)程冷熱流體熱力學(xué)匹配好于注蒸汽過(guò)程，可用能損失降低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】燃料氣增焓濕化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種燃料氣增焓濕化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]整體煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)(IGCC)是實(shí)現(xiàn)煤炭潔凈高效利用的先進(jìn)發(fā)電技術(shù)。在IGCC中，煤制氣經(jīng)過(guò)凈化被用作燃?xì)廨啓C(jī)的燃料氣，而燃燒過(guò)程導(dǎo)致的熱NOx是其主要的排放污染物。為減少I(mǎi)GCC系統(tǒng)NOx排放，現(xiàn)有機(jī)組多采用在燃料氣中注入稀釋劑、降低燃燒火焰溫度的方法，常用的稀釋劑主要為氮?dú)夂退魵狻?br> [0003]由于IGCC中燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)壓力通常在1.5MPa以上，采用注蒸汽的方法需要高參數(shù)、高品質(zhì)的蒸汽。從熱力學(xué)角度來(lái)看，生產(chǎn)高參數(shù)蒸汽要消耗高溫?zé)崃?，而高品質(zhì)要求增加水處理成本，同時(shí)蒸汽與燃料氣的混合過(guò)程會(huì)導(dǎo)致較高的可用能損失，因而注蒸汽稀釋燃料的方法在一定程度上會(huì)降低整個(gè)系統(tǒng)的熱效率和經(jīng)濟(jì)性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種燃料氣增焓濕化裝置，解決現(xiàn)有工藝熱效率低、經(jīng)濟(jì)性差的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種燃料氣增焓濕化裝置，包括:
濕化器，其下部和頂端分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，其上部和底端分別設(shè)置進(jìn)水口和出水口，用于利用由進(jìn)水口進(jìn)入的加濕熱水對(duì)由進(jìn)氣口進(jìn)入的燃料氣進(jìn)行加濕；
過(guò)熱器，其上設(shè)置有熱水進(jìn)口、熱水出口、進(jìn)氣口、出氣口，所述進(jìn)氣口管道連接濕化器出氣口，出氣口管道連接燃?xì)廨啓C(jī)，用于對(duì)由濕化器出氣口排出的濕燃料氣進(jìn)行加熱后送入燃?xì)廨啓C(jī)；所述熱水進(jìn)口管道連接燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)的熱水排出口，熱水出口管道連接加濕水加熱器的加熱水進(jìn)口，用于利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱獲得的熱水對(duì)通過(guò)過(guò)熱器的燃料氣進(jìn)行加熱，并將換熱后的熱水送入加濕水加熱器；
加濕水加熱器，其上設(shè)置有進(jìn)水口，出水口，加熱水進(jìn)口，加熱水出口，所述的進(jìn)水口通過(guò)管道連接至濕化器的出水口，出水口通過(guò)管道連接至所述濕化器的進(jìn)水口，用于為所述濕化器提供循環(huán)的加濕熱水；加熱水進(jìn)口與過(guò)熱器熱水出口管道連接，加熱水出口連接燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)的進(jìn)水口，用于利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙低溫余熱獲得的熱水對(duì)加濕水進(jìn)行加熱。
[0006]進(jìn)一步的，還包括:過(guò)熱器旁路，設(shè)置于過(guò)熱器熱水進(jìn)口管道和熱水出口管道之間，用于連通過(guò)熱器熱水進(jìn)口管道和熱水出口管道；流量調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于所述過(guò)熱器旁路上，用于調(diào)節(jié)流過(guò)過(guò)熱器的熱水流量，以控制濕燃料氣過(guò)熱度。
[0007]還包括:第一循環(huán)泵，設(shè)置于所述加濕水加熱器的加熱水出口和燃?xì)廨啓C(jī)排煙低溫余熱熱水的進(jìn)入口之間，用于將加濕水加熱器加熱水出口排出的降溫后的熱水送回燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)，在所述燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)、濕化器和過(guò)熱器之間形成熱水的循環(huán)通路；第二循環(huán)泵，設(shè)置于所述濕化器出水口和所述加濕水加熱器進(jìn)水口之間，用于在所述濕化器和加濕水加熱器之間形成加濕熱水的循環(huán)回路。
[0008]還包括:填料裝置，設(shè)置于所述濕化器內(nèi)的進(jìn)水口和進(jìn)氣口之間，用于增加加濕熱水和燃料氣之間的接觸面積。
[0009]還包括:排污管，設(shè)置于所述濕化器的底部，其管路中設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥，用于按照預(yù)設(shè)流量排放加濕水，以防止加濕水中污染物積聚；補(bǔ)水管，設(shè)置于所述濕化器的下部，其管路中設(shè)置補(bǔ)水泵，用于按照預(yù)設(shè)流量向所述濕化器中補(bǔ)入加濕水。
[0010]所述的濕化器為填料塔、空心塔或板式塔。所述過(guò)熱器為管殼式換熱器或管翅式換熱器；所述加濕水加熱器為管殼式換熱器、板式換熱器或熱管換熱器。
[0011]本發(fā)明的用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃料氣增焓濕化裝置具有以下有益效果:
(1)加濕熱水與燃料氣在濕化器中逆流直接接觸，加濕熱水溫度降低，燃料氣的濕度和溫度都增加，這個(gè)過(guò)程冷熱流體熱力學(xué)匹配好于注蒸汽過(guò)程，可用能損失降低；
(2)通過(guò)利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)獲得的熱水進(jìn)行濕燃料氣和加濕水的加熱，可使得整個(gè)系統(tǒng)的熱效率和經(jīng)濟(jì)型提聞;
(3)在濕化器進(jìn)水口和進(jìn)氣口之間設(shè)置填料裝置，從而增加了加濕熱水和燃料氣之間的接觸面積，進(jìn)而強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)，增強(qiáng)了燃料氣的增焓濕化效果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例燃料氣增焓濕化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]1、濕化器；2、填料裝置；3、排污管；4、加濕水加熱器；5、補(bǔ)水管；6、過(guò)熱器；7、過(guò)熱器旁路；8-1、第二循環(huán)泵；8-2第三循環(huán)泵；8-3、第一循環(huán)泵；9-1流量調(diào)節(jié)閥、9-2流量調(diào)節(jié)閥。

【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在附圖或說(shuō)明書(shū)描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號(hào)。附圖中未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，為所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中普通技術(shù)人員所知的形式。
[0015]另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應(yīng)了解，參數(shù)無(wú)需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計(jì)約束內(nèi)近似于相應(yīng)的值。此外，以下實(shí)施例中提至IJ的方向用語(yǔ)，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用來(lái)說(shuō)明并非用來(lái)限制本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明提供了一種燃料氣增焓濕化裝置，該裝置提出了一種新的燃料氣增焓濕化的方式，其中過(guò)熱器利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱生產(chǎn)的熱水加熱加濕燃料氣，從而降低燃?xì)廨啓C(jī)氮氧化物排放，同時(shí)提高燃?xì)廨啓C(jī)熱效率。
[0017]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種燃料氣增焓濕化裝置。圖1為本發(fā)明實(shí)施例燃?xì)廨啓C(jī)燃料氣增焓濕化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例燃?xì)廨啓C(jī)燃料氣增焓濕化裝置包括:濕化器1、填料裝置2、排污管3、板式換熱器4、補(bǔ)水管5、管殼式換熱器6、過(guò)熱器旁路7、循環(huán)水泵(8-1、8-2、8-3)和流量調(diào)節(jié)閥(9-1、9-2)。以下分別對(duì)本實(shí)施例燃料氣增焓濕化裝置各個(gè)部件進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]請(qǐng)參照?qǐng)D1，濕化器I為填料塔，其下部和頂端分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，其上部和底端分別設(shè)置進(jìn)水口和出水口。由進(jìn)氣口進(jìn)入的燃?xì)膺M(jìn)入濕化器I后上升，與由進(jìn)水口進(jìn)入的加濕熱水相接觸增加濕度后，由出氣口排出，殘余的加濕熱水由出水口排出。加濕熱水與燃料氣在填料塔中逆流方向直接接觸，燃料氣的濕度和溫度都增加，加濕熱水溫度降低，這個(gè)過(guò)程冷熱流體熱力學(xué)匹配好于注蒸汽過(guò)程，可用能損失降低。
[0019]填料裝置2設(shè)置于濕化器I內(nèi)的進(jìn)水口和進(jìn)氣口之間，用于通過(guò)增加加濕熱水和燃料氣之間的接觸面積來(lái)強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)，增強(qiáng)燃料氣的增焓濕化效果。
[0020]請(qǐng)參照?qǐng)D1，過(guò)熱器6為管殼式換熱器，其進(jìn)氣口通過(guò)連接管連接至濕化器I出氣口，出氣口連接至燃?xì)廨啓C(jī)。過(guò)熱器6的作用是進(jìn)一步加熱濕化器I排出的濕燃料氣至過(guò)熱狀態(tài)，防止其中的水蒸氣在管路中冷凝析出。過(guò)熱狀態(tài)的濕燃料氣送入燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行燃
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[0021]過(guò)熱器6的加熱水進(jìn)口通過(guò)連接管連接至燃?xì)廨啓C(jī)排煙低溫余熱回收系統(tǒng)的熱水排出口，用于利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙低溫預(yù)設(shè)獲得的熱水對(duì)通過(guò)過(guò)熱器6的燃料氣進(jìn)行加熱。過(guò)熱器6加熱水進(jìn)口管道和加熱水出口管道之間設(shè)置過(guò)熱器旁路7，過(guò)熱器旁路7上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥9-2，其作用是調(diào)節(jié)流過(guò)過(guò)熱器的熱水流量，以控制濕燃料氣過(guò)熱度。
[0022]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，除管殼式換熱器之外，過(guò)熱器6也可以為其他類(lèi)型的換熱器，例如:管翅式換熱器。
[0023]本實(shí)施例利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)生產(chǎn)的熱水加熱加濕燃料氣，進(jìn)入濕化器的加濕水在濕化器與加濕水加熱器構(gòu)成的回路中循環(huán)，不與燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱生產(chǎn)的熱水混合，從而避免了熱水中的雜質(zhì)隨水滴夾帶進(jìn)入燃料氣，同時(shí)使得熱水回路與燃料供應(yīng)系統(tǒng)相互隔離，保證了燃?xì)廨啓C(jī)的安全運(yùn)行。
[0024]請(qǐng)參照?qǐng)D1，加濕水加熱器4為管殼式換熱器，用于利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙低溫余熱產(chǎn)生的熱水對(duì)加濕水進(jìn)行加熱。該加濕水加熱器4的加濕水進(jìn)水口通過(guò)連接管和泵8-1連接至濕化器I的出水口 ；其加濕水出水口通過(guò)連接管與濕化器I的進(jìn)水口連通，形成循環(huán)回路。泵8-1的作用是使加濕水在上述循環(huán)回路中連續(xù)流動(dòng)。
[0025]加濕水加熱器4的加熱水進(jìn)口通過(guò)連接管連接至過(guò)熱器6的加熱水出口，其加熱水出口通過(guò)連接管和循環(huán)泵8-3連接至燃?xì)廨啓C(jī)排煙低溫余熱熱水的進(jìn)入口。循環(huán)泵8-3的作用是將加濕水加熱器加熱水出口所排出的降溫后的熱水送回燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)。
[0026]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，除管殼式換熱器之外,加濕水加熱器4還可以為板式換熱器或熱管換熱器。
[0027]請(qǐng)參照?qǐng)D1，濕化器I底部設(shè)置排污管3，排污管3上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥9-1，流量調(diào)節(jié)閥9-1作用是以一定流量排放加濕水，防止加濕水中污染物積聚。濕化器I下部進(jìn)氣管下方設(shè)置補(bǔ)水管5，補(bǔ)水管5上設(shè)置補(bǔ)水泵8-2，補(bǔ)水泵8-2用于以一定流量向濕化器中注入加濕水，補(bǔ)充加濕過(guò)程蒸發(fā)和排污消耗掉的加濕水。
[0028]至此，本實(shí)施例燃料氣增焓濕化裝置介紹完畢。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于上述說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)對(duì)本發(fā)明燃料氣增熵濕化裝置有了清楚的認(rèn)識(shí)。需要說(shuō)明的是，上述對(duì)各元件的定義并不僅限于實(shí)施方式中提到的各種具體結(jié)構(gòu)或形狀，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單地熟知地替換,例如: (1)濕化器I還可以采用空心塔、板式塔等形式；
(2)流量調(diào)節(jié)閥9-1可以用疏水閥來(lái)代替。
[0029]綜上所述，本發(fā)明燃料氣增焓濕化裝置中，利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱生產(chǎn)的熱水加熱加濕燃料氣，可用于降低燃?xì)廨啓C(jī)氮氧化物排放，同時(shí)提高燃?xì)廨啓C(jī)熱效率。
[0030]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種燃料氣增焓濕化裝置，其特征在于，包括: 濕化器，其下部和頂端分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，其上部和底端分別設(shè)置進(jìn)水口和出水口，用于利用由進(jìn)水口進(jìn)入的加濕熱水對(duì)由進(jìn)氣口進(jìn)入的燃料氣進(jìn)行加濕； 過(guò)熱器，其上設(shè)置有熱水進(jìn)口、熱水出口、進(jìn)氣口、出氣口，所述進(jìn)氣口管道連接濕化器出氣口，出氣口管道連接燃?xì)廨啓C(jī)，用于對(duì)由濕化器出氣口排出的濕燃料氣進(jìn)行加熱后送入燃?xì)廨啓C(jī)；所述熱水進(jìn)口管道連接燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)的熱水排出口，熱水出口管道連接加濕水加熱器的加熱水進(jìn)口，用于利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱獲得的熱水對(duì)通過(guò)過(guò)熱器的燃料氣進(jìn)行加熱，并將換熱后的熱水送入加濕水加熱器； 加濕水加熱器，其上設(shè)置有進(jìn)水口，出水口，加熱水進(jìn)口，加熱水出口，所述的進(jìn)水口通過(guò)管道連接至濕化器的出水口，出水口通過(guò)管道連接至所述濕化器的進(jìn)水口，用于為所述濕化器提供循環(huán)的加濕熱水；加熱水進(jìn)口與過(guò)熱器熱水出口管道連接，加熱水出口連接燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)的進(jìn)水口，用于利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙低溫余熱獲得的熱水對(duì)加濕水進(jìn)行加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣增焓濕化裝置，其特征在于，還包括: 過(guò)熱器旁路，設(shè)置于過(guò)熱器熱水進(jìn)口管道和熱水出口管道之間，用于連通過(guò)熱器熱水進(jìn)口管道和熱水出口管道； 流量調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于所述過(guò)熱器旁路上，用于調(diào)節(jié)流過(guò)過(guò)熱器的熱水流量，以控制濕燃料氣過(guò)熱度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣增焓濕化裝置，其特征在于，還包括: 第一循環(huán)泵，設(shè)置于所述加濕水加熱器的加熱水出口和燃?xì)廨啓C(jī)排煙低溫余熱熱水的進(jìn)入口之間，用于將加濕水加熱器加熱水出口排出的降溫后的熱水送回燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)，在所述燃?xì)廨啓C(jī)排煙余熱回收系統(tǒng)、濕化器和過(guò)熱器之間形成熱水的循環(huán)通路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣增焓濕化裝置，其特征在于，還包括: 第二循環(huán)泵，設(shè)置于所述濕化器出水口和所述加濕水加熱器進(jìn)水口之間，用于在所述濕化器和加濕水加熱器之間形成加濕熱水的循環(huán)回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣增焓濕化裝置，其特征在于，還包括: 填料裝置，設(shè)置于所述濕化器內(nèi)的進(jìn)水口和進(jìn)氣口之間，用于增加加濕熱水和燃料氣之間的接觸面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣增焓濕化裝置，其特征在于，還包括: 排污管，設(shè)置于所述濕化器的底部，其管路中設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥，用于按照預(yù)設(shè)流量排放加濕水，以防止加濕水中污染物積聚； 補(bǔ)水管，設(shè)置于所述濕化器的下部，其管路中設(shè)置補(bǔ)水泵，用于按照預(yù)設(shè)流量向所述濕化器中補(bǔ)入加濕水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣增焓濕化裝置，其特征在于，所述的濕化器為填料塔、空心塔或板式塔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣增焓濕化裝置，其特征在于，所述過(guò)熱器為管殼式換熱器或管翅式換熱器；所述加濕水加熱器為管殼式換熱器、板式換熱器或熱管換熱器。
【文檔編號(hào)】F02C6/18GK104196629SQ201410447743
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】徐震, 黃巍, 趙麗鳳, 王波, 肖云漢, 劉新斌, 郭翔, 茹曉云, 張瑋 申請(qǐng)人:山西潞安礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司