[发明专利]一种具有脱硝和集水功能的燃气锅炉(直燃机)烟气余热回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气锅炉(直燃机)烟气余热回收装置，特别是可以脱除烟气中氮氧化物(脱硝)和收集烟气中冷凝水(集水)的燃气锅炉(直燃机)烟气余热回收装置。

背景技术

天然气的主要成分是甲烷，燃烧时产生二氧化碳和水，因此燃气锅炉(直燃机)排放的烟气中含有大量的水蒸气，约占烟气体积的20％左右。目前燃气锅炉排烟温度高于120℃，大量潜热和水被排放到空中而浪费。现有较成熟的烟气余热回收技术只能将烟气降到60℃以上，大部分的潜热和水不能回收利用。

燃气锅炉(直燃机)在燃烧时产生氮氧化物随烟气排放到大气中造成污染。尽管单个锅炉(直燃机)的氮氧化物达标排放，但是随着燃气锅炉(直燃机)的数量增加，其排放到空中的氮氧化物的总量也在增加，将对特定区域的大气质量产生一定的影响。由于燃气锅炉(直燃机)烟气中氮氧化物的含量相对较低，增加脱硝设备的投资和运行费相对较高。因此需要开发低投入、低运行费用、高效率的燃气锅炉(直燃机)烟气脱销技术。

公开申请号为201110282736.4的“一种燃气锅炉烟气余热全热回收装置”实用新型专利公开了一种燃气锅炉烟气余热回收装置，该专利技术可在回收烟气余热的同时，利用二氧化氮溶于水的特性，可去除烟气中部分氮氧化物。但是由于烟气中的氮氧化物的主要成分为一氧化碳，难溶于水，因此，氮氧化物的去除率较低。

为了提高氮氧化物的去除率，申请号为200510061120.3的“锅炉烟气臭氧氧化脱硝方法”发明专利公布了一种氧化吸收法，利用臭氧将不溶于水的一氧化氮氧化为二氧化氮等高价态氮氧化物，再通过喷淋吸收，该方法不适用于燃气锅炉等氮氧化物含量较低的烟气，也不适用于110℃以下的烟气，同时需要投入专门的氧化喷淋吸收设备，设备投入和运行费用也较高。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种具有脱硝和集水功能的燃气锅炉(直燃机)烟气余热回收装置，特别是采用臭氧氧化、碱液吸收的方法将烟气中的氮氧化物脱除的燃气锅炉烟气余热回收装置。

本发明涉及的一种具有脱硝和集水功能的燃气锅炉(直燃机)烟气余热回收装置包括：引入风道1、引风机2、臭氧发生器3、板式换热器4、混合降温器5、热泵蒸发器6、碱液喷淋器7、冷凝液收集器8、喷淋室9、引出风道10、锅炉烟筒11。

本发明是这样实现的：

锅炉烟气经引风机2进入引入风道1时通过臭氧发生器加入臭氧，烟气中的一氧化氮被氧化成二氧化氮等高价氮氧化物。烟气经过板式换热器4降温过程会产生冷凝水，可以溶解部分二氧化氮。根据二氧化氮在碱性液体中的溶解度较高的特性，在喷淋室8内喷入碱性液体，烟气经过混合降温器5降温后进入喷淋室8充分与碱液接触，大部分二氧化氮被溶解到碱液中，碱液可循环使用。烟气通过热泵蒸发器6进一步降温后，一部分排出，另一部分又进入混合降温器5与来自板式换热器4的高温烟气混合后再次进入喷淋室8通过热泵蒸发器降温，二氧化氮进一步被碱液吸收，由于多次与碱液接触，提高了二氧化氮的去除率。烟气在通过板式换热器4和热泵蒸发器6两次降温过程中产生的冷凝水由冷凝液收集器8收集后集中存储，根据不同的用途进行深度处理。

本专利是在原有的燃气锅炉烟气余热回收装置的基础上增加氧化和喷淋吸收功能而实现脱硝、集水的技术，因此，针对脱硝和集水而增加的设备投资费用相对较少。由于烟气中的氮氧化物被碱液吸收，烟气降温过程产生的冷凝水接近纯水，降低了后续水处理的费用。

本发明适应110℃以下的低温烟气，可以将燃气锅炉的排烟温度降到常温，天然气燃烧产生的大部分热量(包括潜热)得以回收利用，其产生的经济效益足以抵消臭氧发生器和喷淋装置消耗电能的费用；碱液在喷淋室中吸收二氧化氮后形成硝酸盐，当硝酸盐达到一定浓度时可进行浓缩处理生产硝酸盐产品，碱液本身来自烟气的冷凝水，可以循环使用。由于最终排烟温度降为常温，烟气中的水蒸气绝大部分凝结成水，因此，可回收大量的水回用于生产、生活，节水效果显著。

附图说明

附图1为本发明的工艺流程(循环式)的示意图

附图2为本发明的工艺流程(直流式)的示意图

图中：

1、引入风道2、引风机3、臭氧发生器4、板式换热器

5、混合降温器6、热泵蒸发器7、碱液喷淋器、8冷凝液收集器

9喷淋室10引出风道11锅炉烟筒

具体实施方式