一种烟气余热深度回收利用的吸收式换热机组的制作方法

1.本发明涉及余热回收利用技术领域，特别是烟气余热深度回收利用的装置，具体用于燃料为燃煤、燃气的热水或蒸汽锅炉的烟气消白及余热利用的场合。


背景技术：

2.目前国内煤炭应用各领域最广泛采用的脱硫系统为石灰石-石膏湿法脱硫系统，在该系统中烟气经喷淋、脱硫等工艺后温度从脱硫系统入口的110~130℃左右最终降低到50℃左右，烟气蕴含大量的潜热。且烟气经湿法脱硫后为饱和湿度烟气，当大气环境温度和湿度达到一定限制时，出口饱和湿度烟气和大气混合时，水蒸气结露形成小液滴，便成了可视的白雾，俗称“白烟”或“羽雾”。
3.目前国内运行的天然气锅炉排烟温度一般在80~150℃。每1立方米天然气燃烧后可以产生1.55公斤水蒸气，且大量水蒸汽聚集在低空，导致了相对湿度的提高，对雾霾的形成和加重产生影响。而 1公斤水蒸气在 20℃完全冷凝释放的汽化潜热为 2453kj。因此，将烟气中的显热和潜热提取利用是提高锅炉效率的关键。
4.现有的余热回收设备多为间接接触式换热器和直接接触式换热器。间壁式换热器存在间壁换热热阻，传热系数低，烟道阻力大，对烟气中潜热回收比例相对较低，余热回收后的烟温仍具有较高的温度。常规直接接触式换热器多为立式逆流换热塔，对烟囱周围空间要求较高，多不便于摆放。
5.中国专利 cn201410012655.0提出了一种喷淋吸收式燃气烟气余热回收的方法及装置， 但是驱动热源主要依赖燃气或高温烟气，且仅能回收燃气烟气的余热，有一定的应用局限。
6.中国专利 cn201710345855.1提出了一种燃煤热水锅炉烟气余热深度回收系统及其方法。此系统包括锅炉、锅炉脱硫塔、热水型吸收式热泵、烟气-水换热器及动力设备；驱动热源为燃煤锅炉热水。但由于此系统是由吸收式热泵机组、烟气换热器等多个不同的部分组合而成，其占地面积较大，并且对于施工的要求很高。


技术实现要素：

7.针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种烟气余热深度回收利用的吸收式换热机组。它能利用锅炉热水或蒸汽驱动换热机组，回收烟气余热后加热锅炉补水或热网回水，显著改善锅炉排烟的湿烟羽现象，提升锅炉的热效率，具有应用范围广、施工难度不大、占地相对小的特点。
8.为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：一种烟气余热深度回收利用的吸收式换热机组，其结构特点是，它包括烟气降温减湿模块、余热回收模块和冷凝水处理模块。所述烟气降温减湿模块包括烟气换热器和循环水箱，其中烟气换热器水平布置，烟气换热器上置有烟气进口、烟气出口和循环水进口，烟气换热器内腔顶端设置有与所述循环水进口相连接的喷淋装置，循环水箱的出水口经余
热循环水泵连接至余热回收模块；所述冷凝水处理模块为自动加药装置，自动加药装置连接至循环水箱。
9.在上述烟气余热深度回收利用的吸收式换热机组，所述余热回收模块包括冷凝器、发生器、蒸发器和吸收器，它还包括溶液泵、冷剂泵、溶液热交换器和水水换热器；蒸发器的水路出口经管路连接至烟气换热器的循环水进口，余热循环水泵的出水分别连接至水水换热器和蒸发器；所述余热回收模块的循环系统分为外部带压流路、内部带压水路和内部真空回路，所述外部带压水路为并联的两路，一路依次经过吸收器和冷凝器，另一路经过水水换热器；或者外部带压水路依次经过水水换热器、吸收器和冷凝器。
10.在上述烟气余热深度回收利用的吸收式换热机组，所述余热回收模块包括冷凝器、发生器、蒸发器和吸收器，它还包括溶液泵、冷剂泵和溶液热交换器；蒸发器的水路出口经管路连接至烟气换热器的循环水进口，余热循环水泵的出水连接至蒸发器；所述余热回收模块的的循环系统分为外部带压流路、内部带压水路和内部真空回路，所述外部带压水路依次经过吸收器和冷凝器。
11.在上述烟气余热深度回收利用的吸收式换热机组，所述余热回收模块为水水换热器；余热循环水泵的出水连接至水水换热器，水水换热器的水路出口经管路连接至烟气换热器的循环水进口；余热回收模块的循环系统分为外部带压流路和内部带压水路，所述外部带压流路为加热水路，经过水水换热器。
12.在上述烟气余热深度回收利用的吸收式换热机组，所述烟气降温减湿模块、余热回收模块和冷凝水处理模块采用分开布置或者整体布置。
13.本发明由于采用了上述结构，三个模块各负责烟气的降温减湿、余热的提取利用和烟气冷凝水的处理。烟气余热提取利用的同时，能显著改善锅炉排烟的湿烟羽现象，提高锅炉的热效率。
14.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
15.图1为本发明吸收式换热机组的结构示意图；图2为本发明实施例一的结构示意图；图3为本发明实施例二的结构示意图；图4为本发明实施例三的结构示意图；图5为本发明实施例四的结构示意图。
具体实施方式
16.参看图1，本发明烟气余热深度回收利用的吸收式换热机组，它包括烟气降温减湿模块、余热回收模块和冷凝水处理模块。烟气降温减湿模块包括烟气换热器1、循环水箱2和余热循环水泵3。余热回收模块包括蒸发器4、发生器5、吸收器6、冷凝器7、溶液泵8、冷剂泵9、溶液热交换器10和水水换热器11.冷凝水处理模块为自动加药装置12。烟气降温减湿模块和余热回收模块及冷凝水处理模块可分开布置或者整体布置。
17.烟气换热器1：横向布置，具有烟气进口、烟气出口和循环水进口，换热器内部设置有与所述循环水进口相连接的喷淋装置，喷淋装置用于向换热器内流通的烟气喷洒循环水
与烟气接触换热。
18.循环水箱2：具有循环水出口、加药口、补水口、溢流口和排污口。通过降低循环水流速使循环水中吸收的粉尘沉降，降低循环水中的粉尘。
19.余热循环水泵3及连接管路：提供喷淋装置需要的喷淋压力，完成余热水的循环流程。
20.蒸发器4：与烟气降温减湿模块组成循环回路，循环水箱2出口的循环水经余热循环水泵3送至蒸发器4换热降温后继续送至烟气换热器1提取烟气热量。蒸发器4数量为至少一个。
21.发生器5：具有驱动热源进口、驱动热源出口，所述驱动热源可采用锅炉供水或蒸汽。发生器5数量为至少一个。
22.吸收器6、冷凝器7：具有加热水进口、加热水出口，所述驱动热源的热量和所述喷淋水的余热用于加热锅炉补水或热网回水。吸收器6和冷凝器7数量均为至少一个。
23.溶液泵8及连接管路：完成真空侧溶液循环。
24.冷剂泵9及连接管路：完成真空侧冷剂循环。
25.溶液热交换器10：完成稀溶液和浓溶液的热交换，提升机组性能。
26.水水换热器11：提供加热水与余热循环水的间接换热。
27.自动加药装置12：通过监测余热循环水的ph自动进行加药，自动加药装置12可为定时定量加药装置或ph控制全自动加药装置。
28.本发明机组运行时，锅炉烟气进入烟气换热器1，在烟气换热器1内部与余热循环水直接接触换热并阶梯降温，锅炉烟气中的水蒸气开始冷凝，发生相变，并释放出大量冷凝潜热。余热循环水被锅炉烟气升温后经循环水箱2降尘并中和，经余热循环水泵3送入余热回收模块，提取烟气热量后送回降温减湿模块，与烟气再次换热降低烟气温度和湿度，循环水被加热后再次进入余热回收模块取热。
29.降温减湿模块的循环水箱加药口处连接冷凝水处理模块，用于调整循环水ph值，降低进入烟气换热器1循环水的酸性，同时循环水可对烟气进行再次净化，进一步降低烟气中硫化物、氮氧化物和粉尘的含量。循环水箱2可设置定时排污。
30.实施例一参见图2，本发明机组的循环系统分为外部带压流路、内部带压水路和内部真空回路。外部带压流路分为驱动热源路和加热水路，驱动热源路经过发生器5；加热水路为并联的两路，一路依次经过吸收器6和冷凝器7，另一路经过水水换热器11。内部带压水路为余热水路，循环水箱2处的余热水由余热循环水泵3送至余热回收模块后并联两路，一路经过蒸发器4，另一路经过水水换热器11。余热水由余热回收模块流出送至烟气换热器1后返回循环水箱2，循环往复。内部真空回路分为溶液回路和冷剂回路。溶液回路为溶液依次经过吸收器6、发生器5后再回到吸收器6，循环往复；冷剂回路是从冷凝器7到蒸发器4。
31.实施例二参见图3，本发明机组的循环系统分为外部带压流路、内部带压水路和内部真空回路。外部带压流路分为驱动热源路和加热水路，驱动热源路经过发生器5；加热水路依次经过水水换热器11、吸收器6和冷凝器7。内部带压水路和内部真空回路同图2所示。
32.实施例三
参见图4，本发明机组通过水路切换后，余热回收模块为蒸发器4、发生器5、吸收器6、冷凝器7、溶液泵8、冷剂泵9、溶液热交换器10。循环系统分为外部带压流路、内部带压水路和内部真空回路。外部带压流路分为驱动热源路和加热水路，驱动热源路经过发生器5；加热水路依次经过吸收器6和冷凝器7。内部带压水路和内部真空回路同图2所示。
33.实施例四参见图5，本发明机组通过水路切换后，余热回收模块为水水换热器11。循环系统分为外部带压流路和内部带压水路。外部带压流路为加热水路，加热水路经过水水换热器11。内部带压水路同图2所示。
34.本发明提供了锅炉烟气余热深度提取利用解决方案，并能够解决锅炉排烟湿烟羽现象。工作时，余热水通过余热循环泵3送入烟气换热器1与锅炉排烟接触换热，降温减湿后的烟气送入原烟道，升温后的余热水进入余热回收模块取热。本发明中余热回收模块可在实施例一至实施例四中自由切换，烟气降温减湿模块、余热回收模块和冷凝水处理模块可集成化布置，控制系统可采用集中控制。
35.本发明结构尤其适用于锅炉烟道水平布置的场合，设备替换部分烟道布置。本发明相比传统间壁式换热器，换热系数大，烟道阻力小，能更大限度的回收烟气的显热和潜热。本发明相比传统立式接触式换热器，布置于锅炉水平烟道，节省占地空间，且能自动控制，实现烟气冷凝水的处理。另外，本发明可采用集成化布置，集中控制，具有较好的稳定性。