具有垂直低阻力冷却系统的烟气余热回收装置的制作方法

本发明涉及余热回收领域，特别涉及具有垂直低阻力冷却系统的烟气余热回收装置。

背景技术：

燃煤锅炉所排放的烟气中会含有粉尘、水分、SOx、NOx等杂质，为防止因烟气温度低于酸露点而出现设备低温酸腐蚀和飞灰板结堵塞烟气通道的情况出现，经过一级或多级省煤器和空气预热器换热后的排烟温度均控制在酸露点之上，大约为135至200℃。之后，烟气再经过除尘系统、脱硫系统后，经引风机和烟囱排入大气。由于烟气的排放温度较高，由此造成的锅炉排烟热损失高达6至10％。尤其是中小型锅炉的热效率又远低于大型锅炉热效率，燃料浪费现象更为严重。此外，锅炉的脱硫系统常采用碱法脱硫，需要投入大量价高的碱溶液，因此脱硫成本也很高。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了具有垂直低阻力冷却系统的烟气余热回收装置，包括依次设置在锅炉排烟管道上的除尘器、脱硫塔、引风机和烟囱；除尘器与脱硫塔之间的排烟管道上设有垂直低阻力冷却系统，垂直低阻力冷却系统包括中空的散热柱，散热柱内部放置有制冷剂；

散热柱的进液口通过第一管路与设置在锅炉进风管路的空气预热器的出液口相连通，散热柱的出液口通过第二管路与锅空气预热器的进液口相连通；

散热柱周向的外壁上均匀分布有若干根线状折弯换热件，线状折弯换热件经弯折后的两端固定连接在散热柱上，相邻的线状折弯换热件相互交错分布，散热柱沿轴向环绕有若干根相互平行的金属丝，金属丝与线状折弯换热件外侧固定连接。

其有益效果是，散热柱表面设有多层多列线状折弯金属丝和线状折弯换热件，而非传统的散热片，多层多列线状折弯换热件大大增加了接触传热面积，换热制冷除湿效果更好。

线状折弯换热件和金属丝通过焊接固定在散热柱上，连接更加稳固，线状折弯换热件和金属丝不易从散热柱上松脱，而且也利于方便焊接工序的进行。

每层线状折弯换热件再一次增加了每层的传热面积，换热效果进一步增强，换热效率更高，换热更理想，同时线状折弯换热件还对同一层的线状折弯金属丝起到一个稳固连接的作用。

垂直低阻力冷却系统充分利用烟气中水蒸汽的汽化潜热，回收了燃料的高位发热量(锅炉通常采用低位发热量核算热效率)，实现热量的高效能回收。

垂直低阻力冷却系统可以凝结烟气中的SO_X和NO_X，采用防酸腐蚀材料，可以有效捕获锅炉排烟中85％左右的酸露，大大减轻了后续脱硫塔的负荷。因此本发明的具有垂直低阻力冷却系统锅炉烟气余热回收装置兼具酸液捕获、搜集、处理功能，装置简单，处理锅炉烟气中SO_X和NO_X的运行成本极低。

锅炉燃烧所需的冷空气预热量及锅炉所需的软化水预热量完全可以由垂直低阻力冷却系统所采集的低温余热提供，实现了热能的充分利用。

在锅炉的排烟管路上加装本发明的具有垂直低阻力冷却系统锅炉烟气余热回收装置，可使锅炉尾气的排烟温度由130至200℃降至80℃以下，能够使锅炉热效率提高6至10％，同时因为使用了廉价的石灰石和水，又大大降低了脱硫成本。

在一些实施方式中，散热柱的顶部设有冲洗装置，散热柱下方设有集液箱，集液箱下部设有中和池。其有益效果是，垂直低阻力冷却系统位于除尘器之后，能够有效避免了烟气中99％的粉尘对散热柱的影响，便于采用简单的冲洗装置对散热柱进行清理灰尘。

在一些实施方式中，第一管路和第二管路上分别旁设有第一支管和第二支管，第一支管和第二支管与设置在水箱内的换热器的进液口和出液口分别相连通。其有益效果是，

在一些实施方式中，第一管路或第二管路上设有循环泵。其有益效果是，换热介质放热后经循环泵又重新回到垂直低阻力冷却系统进行吸热升温的热交换。

在一些实施方式中，第一支管和第二支管上分别设有调节阀。其有益效果是，通过调节阀调节进入空气预热器和锅炉水箱中的换热介质，控制热量分配，以此达到调节锅炉进风和锅炉用水温度的目地。

在一些实施方式中，集液箱为漏斗式结构，集液箱的内表面涂覆有防腐涂层。其有益效果是，防腐涂层可以有效防止酸液的腐蚀。

在一些实施方式中，中和池的内表面涂覆有防腐涂层，中和池内部盛放石灰石和水。其有益效果是，防腐涂层可以有效防止酸液的腐蚀。石灰石价廉易得，价格低于传统除硫所用的碱液，可大大节省企业的除硫成本。

在一些实施方式中，散热柱、线状折弯换热件和金属丝的材质为铜。其有益效果是，铜的冷热传导性能更好，增强换热效果。

附图说明

图1为本发明一实施方式的具有垂直低阻力冷却系统的烟气余热回收装置的结构图；

图2为本发明一实施方式的具有垂直低阻力冷却系统的烟气余热回收装置中的垂直低阻力冷却系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图1至图2所示对本发明作进一步详细的说明。

图1至图2示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的具有垂直低阻力冷却系统的烟气余热回收装置。如图1至图2所示，该具有垂直低阻力冷却系统的烟气余热回收装置，包括依次设置在锅炉1排烟管道上的除尘器2、脱硫塔4、引风机5和烟囱6；除尘器2与脱硫塔4之间的排烟管道上设有垂直低阻力冷却系统3，垂直低阻力冷却系统3包括中空的散热柱31，散热柱31内部放置有制冷剂；

散热柱31的进液口通过第一管路7与设置在锅炉1进风管路的空气预热器8的出液口相连通，散热柱31的出液口通过第二管路9与锅空气预热器8的进液口相连通；

散热柱31周向的外壁上均匀分布有若干根线状折弯换热件32，线状折弯换热件32经弯折后的两端固定连接在散热柱31上，相邻的线状折弯换热件32相互交错分布，散热柱31沿轴向环绕有若干根相互平行的金属丝33，金属丝33与线状折弯换热件32外侧固定连接。

其有益效果是，散热柱31表面设有多层多列线状折弯金属丝33和线状折弯换热件32，而非传统的散热片，多层多列线状折弯换热件32大大增加了接触传热面积，换热制冷除湿效果更好。

线状折弯换热件32和金属丝33通过焊接固定在散热柱31上，连接更加稳固，线状折弯换热件32和金属丝33不易从散热柱31上松脱，而且也利于方便焊接工序的进行。

每层线状折弯换热件32再一次增加了每层的传热面积，换热效果进一步增强，换热效率更高，换热更理想，同时线状折弯换热件32还对同一层的线状折弯金属丝33起到一个稳固连接的作用。

垂直低阻力冷却系统3充分利用烟气中水蒸汽的汽化潜热，回收了燃料的高位发热量(锅炉1通常采用低位发热量核算热效率)，实现热量的高效能回收。

垂直低阻力冷却系统3可以凝结烟气中的SO_X和NO_X，采用防酸腐蚀材料，可以有效捕获锅炉1排烟中85％左右的酸露，大大减轻了后续脱硫塔4的负荷。因此本发明的具有垂直低阻力冷却系统3锅炉1烟气余热回收装置兼具酸液捕获、搜集、处理功能，装置简单，处理锅炉1烟气中SO_X和NO_X的运行成本极低。

水箱中被加热的软化水可供给锅炉1用软化水，如果有富裕，也可以用于其他工业用途或生活用途。

第一管路7和第一支管上分别设置有调节阀，通过调节进入空气预热器8和锅炉1水箱中的换热介质，控制热量分配，以此达到调节锅炉1进风和锅炉1用软化水温度的目地。

垂直低阻力冷却系统3的内设置有冲洗装置(如喷嘴组)用于冲洗垂直低阻力冷却系统3中的散热柱31上的积灰，冲洗装置可设置在该散热柱31的上方，也可以设置在该散热柱31的侧方；在垂直低阻力冷却系统3的散热柱31下方还可以设置漏斗式的集液箱，集液箱下方设置有中和池。

垂直低阻力冷却系统3中的散热柱31采用防酸腐材料制成，集液箱和中和池的内表面均涂覆有防酸腐材料涂层，可以有效防止酸液的腐蚀。集液箱和中和池也可以采用防酸材料制成。在中和池内承装有石灰石和水。

使用时，鼓风机将空气引入空气预热器8进行预热后，进入锅炉1，锅炉1燃烧所拍烟气经过除尘器2除去大部分烟尘，之后进入垂直低阻力冷却系统3中，经过散热柱31换热，锅炉1烟气由160℃作用降至80℃作用，最后降温除尘后的锅炉1烟气经过脱硫塔4后送至引风机5通过烟囱6排放。

锅炉1烟气经过除尘器2后已经除去了大部分烟尘，位于除尘器2之后的垂直低阻力冷却系统3的散热柱31中仅有少量积尘，还可以在除尘器2的壳体内设置冲洗装置进行定期冲洗积尘，该冲洗装置可以设置在散热柱31的上方，也可以根据管路连接情况，将冲洗装置设置在垂直低阻力冷却系统3的侧方。

然后通过集液箱收集进入中和池内，并通过普通石灰石和水将含灰酸液中和为中性物质。石灰石价廉易得，价格低于传统除硫所用的碱液，可大大节省企业的除硫成本。本发明可以有效捕获锅炉1排烟中85％左右的酸露，大大减轻了后续脱硫塔4的负荷。

锅炉1烟气与垂直低阻力冷却系统3进行热交换，垂直低阻力冷却系统3的换热介质吸热，温度升高，一部分进入空气预热器8，一部分进入锅炉1水箱；

进入空气预热器8的换热介质与低温空气进行热交换后，空气吸热，温度升高，完成锅炉1进风的遇热；

进入锅炉1水箱的换热介质与软化水进行热交换后，软化水吸热，温度升高，通过锅炉1水箱的软化水出口进入锅炉1软化水进口，即实现了对锅炉1软化水的加热，换热介质放热后经循环泵又重新回到垂直低阻力冷却系统3进行吸热升温的热交换。

在此过程中，锅炉1烟气从160℃左右降至80℃左右，其中的水蒸气凝结，SO_X和NO_X绝大部分凝结为酸露，使用这种垂直低阻力冷却系统3充分利用了锅炉1烟气中水蒸气的汽化潜热，高效回收了热量；利用本发明的热循环管路实现回收热量对锅炉1冷空气的预热及对锅炉1所需软化水的预热，真正实现了热能的闭环应用，提高了能源利用率。

除了使用软化水作为液体换热介质外，还可以根据工作条件不同使用其它液体(如导热油、氟利昂等)作为换热介质，适用不同温度的换热要求。

在使用软化水作为换热介质时，可以取消锅炉1水箱中的换热器，并使进液支管出口深入水箱的液面以下，使高温软化水和低温软化水直接接触进行热交换，提高换热效率。

此时在垂直低阻力冷却系统3中吸热升温的软化水通过进液口直接进入锅炉1水箱，与其中温度较低的软化水直接混合，然后一部分通过出液口回到循环管路，另一部分通过软化水出口进入锅炉1软化水进口，供给锅炉1使用。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。