[0001] 本发明涉及余热回收技术领域，具体地说，涉及一种新型焚烧炉烟气余热深度回收及能级提升工艺系统。

[0002] 尾气焚烧炉作为天然气净化装置的重要生产工艺设备，其耗能占装置总能耗的40％。尾气焚烧炉的热损失有：排烟损失、空气过剩损失、保温散热损失及燃料未完全燃烧损失等。其中，排烟损失占全部热损失的80％，排烟温度过高是炉子热损失的最主要因素。

[0003] 对于天然气净化厂用尾气焚烧炉，当排烟温度降到400℃以下,SO2将与水蒸气化合生成硫酸蒸汽；低于露点温度时，硫酸蒸汽凝结到炉子顶部空气预热器、余热工业炉等余热回收设备的换热面上，产生强烈的低温硫酸腐蚀，从而导致加热炉不能正常运行。为了避免低温硫酸腐蚀的发生，目前一般中小工业炉设计排烟160℃-230℃，大型工业炉在120℃-160℃；这种排烟温度过高将导致焚烧炉的排烟热损失过多，能量回收不足现象严重。

[0004] 为了提高炉子的热效率，国内外目前普遍采用烟气余热回收措施有管式空气预热器、热管技术、水热媒技术等。其中，管式空气预热器采取冷热介质直接换热形式，由钢管、管板和壳体组成，具有结构简单、制造容易、价格便宜、无转动部件等优点。热管技术是在密闭的管内先抽成真空，在此状态下充入适量工质，在热管的下端加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微小的压差下，上升到热管上端，并向外界放出热量，凝结为液体。冷凝液在重力的作用下，沿热管内壁返回到受热段，并再次受热汽化，如此循环往复，连续不断的将热量由一端传向另一端，具有传热效率高、结构紧凑等优点。水热媒技术是利用带压的除氧水作为热媒，在一个封闭热交换系统中，吸收烟气中余热，用于预热加热炉助燃空气或工艺介质，往复循环。优点是可以适应燃料、加热炉负荷变化及季节变化的要求。这些技术均是对高于酸露点焚烧炉烟气余热进行回收利用，并未对低于酸露点烟气余热进行回收利用。由于尾气焚烧炉烟气中含有大量的水蒸气，当烟气温度低于露点温度时，会有水蒸气凝结而放出大量潜热；对这些潜热进行回收以及能级提升利用，将大大提高尾气焚烧炉的余热利用效率，但是目前并没有相应的烟气余热深度回收及能级工艺技术。

[0005] 综上所述，目前天然气净化厂用尾气焚烧炉的烟气余热回收工艺方面存在以下问题：

[0006] (1)尾气焚烧炉余热回收系统烟气排放温度较高(120℃-230℃)，能量回收不足；

[0007] (2)目前缺乏低于酸露点温度尾气焚烧炉烟气余热深度回收及能级提升工艺系统，造成尾气焚烧炉烟气中大量水蒸气潜热的严重浪费；

[0008] (3)目前低于酸露点温度尾气焚烧炉烟气余热进行深度回收，面临着硫酸蒸汽的凝结造成换热设备的腐蚀以及堵塞问题。

[0009] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的天然气净化厂尾气焚烧炉烟气余热回收不足，回收效率低问题，提供一种新型焚烧炉烟气余热深度回收及能级提升工艺系统，该系统能提高尾气焚烧炉烟气余热回收效率，避免低于酸露点尾气焚烧炉烟气余热回收时面临的堵塞腐蚀问题。

[0010] 其具体技术方案为：

[0011] 一种新型焚烧炉烟气余热深度回收及能级提升工艺系统，包括高压热交换系统、溴化锂溶液循环系统和低温烟气换热系统，所述高压换热系统包括高压换热器1、第二循环水泵10 和发生器2，所述溴化锂溶液循环系统包括发生器2、溶液交换器4、吸收器5、蒸发器6、冷凝器3、溴化锂溶液循环泵8、溴化锂溶液节流装置11以及冷剂水节流装置12，所述低温烟气换热系统包括循环水加热用抗腐蚀换热器7、第一循环水泵9以及蒸发器6。

[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0013] 相对传统尾气焚烧炉烟气余热回收工艺，该工艺系统实现了低于酸露点温度焚烧炉尾气余热的深度回收及利用。

[0014] 与传统的尾气焚烧炉烟气余热回收工艺系统相比，该系统具有焚烧炉烟气余热回收效率高，焚烧炉排烟温度低的优点。

[0015] 该工艺系统解决了低于酸露点尾气焚烧炉烟气中回收余热的能级提升以及换热设备抗腐蚀及堵塞问题，提高了该工艺系统的可靠性。附图说明

[0016] 图1为本发明新型焚烧炉烟气余热深度回收及能级提升工艺系统的原理图；其中，细实线代表溴化锂稀溶液；细虚线代表溴化锂浓溶液；粗虚线代表制冷剂水；双点画线代表烟气；粗实线代表锅炉水；

[0017] 图2为本发明新型焚烧炉烟气余热深度回收及能级提升工艺系统的实施例1的示意图，其中，细实线代表溴化锂稀溶液；细虚线代表溴化锂浓溶液；粗虚线代表制冷剂水；双点画线代表烟气；粗实线代表锅炉水。

[0018] 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

[0019] 参照图1，一种新型焚烧炉烟气余热深度回收及能级提升工艺系统，包括高压热交换系统、溴化锂溶液循环系统和低温烟气换热系统，其主要由高压换热器1、发生器2、冷凝器3、溶液交换器4、吸收器5、蒸发器6、循环水加热用抗腐蚀换热器7、溴化锂溶液循环泵 8、第一循环水泵9和第二循环水泵10、溴化锂溶液节流装置11以及冷剂水节流装置12等组成。

[0020] 具体实施方案如下：高温烟气在高压热交换器1内与高压循环水进行换热，产生的高温高压热水通过循环水泵10进入发生器2，加热发生器2中的溴化锂稀溶液，通过加热产生的冷剂水蒸汽进入冷凝器3与锅炉水进行换热，放出热量并加热锅炉水，从而使冷剂水蒸汽放热冷凝；冷凝器3出来的制冷剂水经节流装置12节流变成低温低压的制冷剂水和蒸汽；冷剂水在蒸发器6内部吸收低温烟气侧循环水热量而汽化为冷剂水蒸汽，并进入吸收器5；
在吸收器5内部，来自溶液热交换器4的浓溶液吸收冷剂水蒸汽，并放出热量以后变为稀溶液；稀溶液通过溶液热交换器4被浓溶液预热以后进入发生器2，在发生器2内部再次被高温高压循环水加热析出冷剂水蒸汽，上述循环往复进行。焚烧炉高温烟气在高压换热器1内与高温高压循环水进行换热，给发生器2提供驱动热源；高压换热器1内部换热以后的烟气进入循环水加热用抗腐蚀换热器7，被低压循环水吸热降温，实现低于酸露点温度烟气余热的深度回收。低温锅炉水首先进入吸收器5，在吸收器5内吸收热量升温，然后进入冷凝器 3，被冷剂水蒸气加热为高温锅炉水，实现烟气低品位余热的能级提升。

[0021] 实施例

[0022] 一种新型焚烧炉烟气余热深度回收及能级提升工艺系统，如图2所示。由高压换热器1、发生器2和低压发生器13、冷凝器3、热交换器4和高温热交换器14、吸收器5、蒸发器6、循环水加热用抗腐蚀换热器7、溴化锂溶液循环泵8、第一循环水泵9和第二循环水泵10、溴化锂溶液节流装置11以及冷剂水节流装置12等组成。所述发生器2为高压发生器，所述热交换器4为低温热交换器。具体实施方案如下：焚烧炉出来的高温烟气首先经过高压热交换器1与高压循环水进行换热，换热以后的高温高压热水进入高压发生器2；高温高压热水在高压发生器2内加热溴化锂溶液，产生高温制冷剂水蒸气和溴化锂中间浓度溶液；此中间浓度溶液经高温热交换器14放出部分热量，并经节流阀15节流以后进入低压发生器13，被来自高压发生器2的高温蒸汽加热，并再次产生制冷剂水蒸气，形成溴化锂浓溶液；制冷剂蒸汽进入冷凝器3进行放热，实现锅炉水加热，浓溶液经低温热交换器4再次放出部分热量，最终在吸收器5中吸收自蒸发器的6的水蒸气，放出热量后形成稀溶液。其余部分循环与具体实施方案类似。

[0023] 本发明实现了低于酸露点温度焚烧炉尾气余热的深度回收及利用。具有焚烧炉烟气余热回收效率高，焚烧炉排烟温度低。解决了低于酸露点尾气焚烧炉烟气中回收余热的能级提升以及换热设备抗腐蚀及堵塞问题，提高了该工艺系统的可靠性。

[0024] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。