[发明专利]燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置

说明书

本发明涉及环保装置技术领域，尤其涉及一种燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置，包括烟气‑有机工质换热器、烟气‑水换热器、压缩机、冷凝器、干燥过滤器、金属波纹管、截止阀、热水泵、水‑水换热器、U型管以及膨胀阀。本发明所采用的方式即为冷凝除湿方式，通过两级冷却和热泵技术，把烟气温度降到T，在有效降低烟气中含湿量以消除有色烟羽的同时把烟气中的余热进行回收与品质提升，用于供热，具有环保和节能价值。

技术领域

本发明涉及环保装置技术领域，尤其涉及一种燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置。

背景技术

资源节约和环境保护是我国的基本国策，节能减排是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。近年来，随着社会日益发展进步，国家对能源综合利用的要求逐步提高，对节能环工作日益重视，能源问题的紧张，提高集中供热系统的效率日趋迫切。天然气作为清洁能源，其高效利用越来越得到重视，目前供热系统中测算锅炉效率使用的天然气的低位热值，其燃烧产生的高温烟气是锅炉供热系统能量浪费的主要途径，做好烟气余热深度回收，不仅可以充分利用能源，缓解能源稀缺，而且可以减少烟气余热直接排放所带来的环境问题，可谓一举多得，对环境治理，促进生态文明有着积极的意义。国内外许多专家学者对烟气余热回收利用做了大量的研究与实验，利用热泵系统深度回收天然气燃烧后的烟气余热，将排烟温度降低20℃-30℃，充分利用烟气中水蒸气的潜热与显热。

目前国内绝大多数钢铁、焦化、化工行业的烟气在排放前大都进行了喷淋或湿法脱硫，温度降至45℃-80℃，此时的烟气通常是饱和湿烟气，烟气中含有大量水蒸汽，水蒸汽中含有较多的溶解性盐、SO3、凝胶粉尘、微尘等(都是雾霾的主要成分)。如果烟气由烟囱直接排出，进入温度较低的环境空气中，由于环境空气的温度较低，在与饱和烟气混合时，状态点处于雾区，此时烟气中的水蒸汽遇冷，形成小液滴，与烟气共存，即形成湿烟羽。如上所述，烟羽中含有较多的有害物质，近几年我国雾霾日趋严重的现象也有专业学者将其归咎于有色烟羽。所以提取或收集其中的液态水滴成为有效的消除或治理有色烟羽的努力方向。

2016年初上海出台的地方标准《燃煤电厂大气污染物排放标准DB31/963-2016》中明确提出燃煤电厂要采取有效措施消除有色烟羽的要求。即通过采取相应技术降低烟气排放温度和含湿量，收集烟气中过饱和水蒸气中水分，减少烟气中可溶性盐、硫酸雾、有机物等可凝结颗粒物的排放。

目前，在有色烟羽的治理工艺中，普遍采用的是先冷凝再加热的方式，其工艺流程是先通过换热器，将烟气冷却至饱和温度以下，使烟气内的水蒸汽凝结，凝结后的烟气为饱和烟气，但是烟气的含湿量下降，然后经过第二级换热器加热，烟气含湿量不变，但烟气相对湿度下降，变为不饱和烟气，排出到大气中，与空气接触后，混合点的状态出现在“雾区/过饱和区”之外，这样可以有效避免或减轻有色烟羽的形成。这种烟气处理工艺可以实现“水-气”分离，从根本上实现降低烟气含湿量的需求，具有环保效益。

另一种处理方式是直接加热饱和烟气，如利用锅炉二次风与烟气进行混合；利用高温烟气加热烟道尾部低温烟气等。这种方法可以提高烟气的相对湿度，使烟气与外界空气混合时，混合点在“雾区/过饱和区”之外，显而易见，这种处理方式只能从视觉上消除有色烟羽，提高了尾气的相对湿度，并没有实现“水-气”分离，即降低尾气含湿量。除了耗费一部分高品位热源和增加附属设备的投资外，并不能实现应有的环保功能。

还有一种处理方式为冷凝除湿，即通过间壁式换热器使烟气降低到较低温度或喷冷冻水使烟气降温，烟气中的水析出，降低烟气的含湿量，然后排出到大气。已知存在温度值T,当温度为T的饱和烟气温度与外界空气混合时，混合点不在过饱和区，即不产生有色烟羽。但温度T往往较低，接近0度，由于换热温差存在，用水换热很难实现把烟气降到温度T。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种燃气锅炉尾气余热利用与有色烟羽消除的双效装置。