[发明专利]用于烟气余热回收的填料塔

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于烟气余热回收的填料塔，尤其是一种用于天然气锅炉的烟气余热回收的填料塔。

背景技术

目前广泛用于烟气回收的装置的换热设备主要分为空塔直接接触换热，和烟气——水间接换热两种方式。对于空塔直接接触换热采用在塔内气液直接接触喷淋换热方式，容易引起炉室形成涡流，紊流，影响换热效率和整个系统的操作稳定性；而对于烟气——水间接换热需要布置大量的钢管以保证受热面积,对烟气造成很高的流动阻力，此外间接换热的传热面(钢管的外表面)容易结水垢,需要定期维护换热器存在长期运行后换热效果恶化。

综上所述，现有技术中至少存在以下问题：空塔直接接触换热，容易引起炉室形成涡流，紊流，影响换热效率和整个系统的操作稳定性。

发明内容

本发明提供一种用于烟气余热回收的填料塔，以解决空塔直接接触换热影响换热效率和整个系统的操作稳定性的问题。

为此，本发明提出一种用于烟气余热回收的填料塔，所述用于烟气余热回收的填料塔包括：

填料塔主体；

烟气入口，设置在所述填料塔主体的底部；

喷淋循环水入口，设置在所述填料塔主体的顶部；

喷淋循环水出口，设置在所述填料塔主体的底部；

烟气出口，设置在所述填料塔主体的顶部；

填料层，设置在所述烟气入口与所述喷淋循环水入口之间，以及设置在所述烟气入口与所述烟气出口之间；所述填料层由S型波纹填料板或双斜波填料板水平平铺形成，所述填料层从上至下连通所述烟气入口与所述喷淋循环水入口、以及所述烟气出口，烟气和喷淋循环水在所述填料层中进行直接换热。

进一步地，所述用于烟气余热回收的填料塔还包括：与所述喷淋循环水入口连接的储水箱，设置在所述填料塔主体的底部。

进一步地，所述用于烟气余热回收的填料塔还包括：碱液进口，设置在所述储水箱上。

进一步地，溢流口，设置在所述储水箱上。

进一步地，氧化剂入口，设置在所述填料塔主体的底部。

进一步地，所述S型波纹填料板的比表面积为100至200m²/m³，厚度为0.5mm-1.5mm，网孔形状为正方形，孔的边长为5mm；或网孔形状为圆形，孔直径为4mm。

进一步地，所述双斜波填料板的比表面积为120至300m²/m³，厚度为0.5mm-2mm，网孔形状为正方形，孔的边长为5mm；或网孔形状为圆形，孔直径为4mm。

进一步地，所述填料层的厚度根据如下方法确定：将用于烟气余热回收的填料塔的换热过程分为第一阶段的换热和第二阶段的换热，第一阶段为80℃至100℃的烟气与循环水换热后温度下降到50℃至60℃过程中发生的显热换热；第二阶段为50℃至60℃的烟气与循环水换热过程中，烟气温度下降到20℃至30℃过程中发生的显热换热、以及此过程中，因烟气中的水蒸气发生相变冷凝成水而产生的潜热；一部分填料层的厚度用于满足第一阶段的换热，另一部分填料层的厚度用于满足第二阶段的换热，所述填料层的厚度等于上述两部分的厚度之和。

进一步地，所述填料层的高度为2m，总压降为300Pa。

进一步地，所述氧化剂入口通过连接至所述烟气入口设置在所述填料塔主体的底部。

本发明在用于烟气回收的空塔中加入了填料层，烟气和喷淋循环水在所述填料层中进行直接换热，增加了气液两相的接触时间，提升了直接接触换热的效率，既避免了空塔气液两相在塔内接触换热时形成的涡流、紊流对操作稳定性的影响，又避免了由此引起的塔体振动，从而增加塔的使用寿命，增强塔的安全性，与空塔气液体直接换热相比较可提升换热效率30％左右。

另外，由于增加了气液两相的接触时间，提升了直接接触换热的效率，因而能够减少水泵功率30％左右，可提高换热冷凝水的温度10-20℃，可提高提取热设备热泵的工作性能和工作范围，节约了大量的能源，减少了热排放。

进而，由于水泵功率能够减少30％左右，以3MW余热回收装置为例，其水泵功率从空塔直接换热的90KW减少到60KW,，降低了固定投资，运营能耗大大减少，同时对安装场地要求更加宽泛，制作安装周期缩短，维修更加方便。

附图说明

图1为本发明的用于烟气余热回收的填料塔的俯视结构示意图；

图2为图1的A-A剖视结构示意图。

附图标号说明：