双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置专利检索-循环水换热器专利检索查询-专利查询网

双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置

阅读：643发布：2024-02-18

专利汇可以提供双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，属于排风热回收和锅炉供热技术领域，采用一体化的两级喷淋塔式换热结构，分别提取高湿烟气的高温段和低温段余热以用于不同加热工艺水，其中烟气自塔下部进入塔内并向上流动，先后经过高温换热段和低温换热段进行直接接触式填料或空塔换热后自塔顶排出；低温工艺循环水自二级喷淋装置送入低温换热段换热，升温后经水风分离器后供出或继续下行；高温工艺循环水自一级喷淋装置送入高温换热段并汇集到塔底水池后供出。该系统烟气与两路不同参数的工艺水之间形成串并联相结合的复叠式逆流换热，其中高温段回收大量烟气余热、工艺水大流量运行，而低温段烟气深度降温减湿、工艺水大温差运行。，下面是双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，采用一体化的两级喷淋塔式换热结构，分别提取含有大量水蒸气的锅炉排烟或工艺排风的高温段和低温段余热以用于加热不同的工艺水，其特征在于：高湿烟气（A）由喷淋塔下部进风管（3）进入塔内，在均风段（4）内与上部淋水接触并使烟气降温增湿至接近饱和状态的降温加湿烟气（B）；降温加湿烟气（B）向上流动进入高温换热段（5），与由高温段喷淋装置（6）喷出的水雾进行直接接触式换热并降温减湿，向上经水风分流装置（7）后进入低温换热段（8），与由低温段喷淋装置（9）喷出的水雾进行直接接触式换热并降温减湿，经挡水板（10）后进入出口段（11），低温排烟（J）则由出口段（11）的出风口排出；低温工艺水进水（H）自低温段喷淋装置（9）的进水口进入，并经低温段喷淋装置（9）的喷嘴雾化喷淋下行，在低温换热段（8）吸热并大幅升温后经由水风分流装置（7）形成低温工艺水出水（G）；高温工艺水进水（F）自高温段喷淋装置（6）的进水口进入，并经高温段喷淋装置（6）的喷嘴雾化喷淋下行，在高温换热段（5）吸热并吸收大量凝结水后经下行并经均风段（4）下落至塔底水池（1）；塔底水池（1）的下部设置有循环水出口并与高温水循环泵（14）连接，并由高温水循环泵（14）送出高温工艺水供水（C），塔底水池（1）的上部设置有补水进口并与补水（D）和水质调节装置（12）及其水质调节剂（E）相通，塔底水池（1）的上部还设置有溢流管（2），底部还设置有排污管（13）。
2.如权利要求1所述的双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热装置，在一体化的喷淋塔结构内集成了大量回收凝结水及其余热的高温换热段和烟气大幅降温的低温换热段两种不同特征的直接接触式喷淋换热方式，其特征在于：所述的喷淋塔分为上部低温换热区、下部高温换热区和塔底水池三部分，其中塔体下部设置有进风管（3），并与高湿烟气（A）连通，塔体上部设置有出口段（11），并与低温排烟（J）的出风口连通，进风管（3）与高温换热区的均风段（4）连通，高温换热段（5）下部与均风段（4）连通、上部设置有高温段喷淋装置（6），高温段喷淋装置（6）的上部设置有水风分流装置（7），其上为低温换热段（8），低温换热段（8）的上部设置有低温段喷淋装置（9），低温段喷淋装置（9）的上部设置有挡水板（10），挡水板（10）的上部与出口段（11）及其出风口相通；低温段喷淋装置（9）的进水口与低温工艺水进水（H）相通，水风分流装置（7）的出水管与低温工艺水出水（G）相通，高温段喷淋装置（6）的进水口与高温工艺水进水（F）相通，塔底水池（1）的下部设置有循环水出口并与高温水循环泵（14）连接，高温水循环泵（14）与高温工艺水供水（C）相通，塔底水池（1）的上部设置有补水进口并与补水（D）和水质调节装置（12）及其水质调节剂（E）相通，塔底水池（1）的上部还设置有溢流管（2），底部还设置有排污管（13）。
3.如权利要求2所述的双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，其特征在于所述的高温换热段（5）和低温换热段（8）为空气和喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部设置填料。
4.如权利要求2所述的双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，其特征在于所述的高温换热段（5）和低温换热段（8）为空气和喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部不设置填料而采用空段结构。
5.如权利要求2所述的双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，其特征在于所述的喷淋塔上部的出口段（11）与低温排烟（J）的出风口相通而组成一体式的烟塔合一的喷淋塔烟囱结构，其中出口段（11）的直径与下部低温换热区相比相等或缩小。
6.如权利要求2所述的双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，其特征在于所述的水风分流装置（7）设置有水流导出结构和气体向上流动通道。
7.如权利要求2所述的双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，其特征在于所述的喷淋塔内不设置水风分流装置（7），即该部分形成空段结构，此时不再设置与低温工艺水出水（G）相通的水风分流装置（7）的出水管，下落到该空段结构的低温工艺水继续下行并经高温段喷淋装置（6）后进入高温换热段（5）。
8.如权利要求2所述的双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，其特征在于所述的水质调节装置（12）与具有调节酸碱度、防腐阻垢功能的水质调节剂（E）的补充来源相通。
9.如权利要求2所述的双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，其特征在于所述的高温段喷淋装置（6）和低温段喷淋装置（9）既可以是单层喷淋结构，也可以是N层喷淋结构组成，其中N>1。

说明书全文

双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，属于排风热回收和锅炉供热技术领域。

背景技术

[0002] 采用燃煤、天然气等燃料燃烧制热的锅炉排烟中含有大量的水蒸气，许多工艺排风中也含有大量水蒸气，其大量潜热及显热均虽排烟或排风白白散失了。为深度回收此类高湿烟气或空气余热，目前常用的余热利用方式包括：间壁式冷凝热回收装置，基于吸收式热泵换热的烟气冷凝热回收装置等，但前者存在腐蚀问题、换热区造价高等问题，后者存在吸收式热泵的造价高导致投资回收期往往较长等问题。

[0003] 清华大学开发的多项创新性锅炉排烟深度冷凝热回收技术方式，包括“基于水蒸气载热循环的锅炉排烟热湿直接回收方法及装置”（2017104371042）、“一种烟塔合一的锅炉排烟全热回收与烟气消白装置”（2017206805342）等，采用从烟气低温段回收余热加热低温余热水、并用于对锅炉进风加热加湿从而提高排烟含湿量及其露点温度、再从烟气高温段回收余热用于加热热网回水等低温工艺水的方式，实现了将排烟温度大幅降低到20～30℃并全面回收其显热和潜热的目的，但其中将排烟热回收过程分解为高温段和低温段两个相互连接、但又相互独立的过程和装置，存在着占用空间较大、系统流程较复杂且配套设备部件过多导致故障点过多、水风系统阻力较大会增大耗电量、初投资仍然偏高等问题，因此其换热方式及设备系统有待于进一步优化。

[0004] 许多工业企业的工艺排风中含有大量水蒸气，通常因其含有杂质、废气等易于腐蚀、结垢等成分，现有技术也往往难以有效回收利用其余热资源。

[0005] 另外，目前对烟囱所含大量水蒸气等导致明显的白烟（白雾）现象认为属重要的污染问题，因此需要做“消白”处理。

发明内容

[0006] 本发明的目的和任务是，针对上述锅炉排烟或工艺排风中含有大量水蒸气的状况，采用一体化的两级喷淋塔式换热结构，分别提取高湿烟气的高温段和低温段余热以用于不同加热工艺水，从而实现锅炉排烟及工艺排风的热湿直接回收和烟囱排烟消白。

[0007] 本发明的具体描述是：双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，采用一体化的两级喷淋塔式换热结构，分别提取含有大量水蒸气的锅炉排烟或工艺排风的高温段和低温段余热以用于不同加热工艺水，高湿烟气A由喷淋塔下部进风管3进入塔内，在均风段4内与上部淋水接触并使烟气降温增湿至接近饱和状态的降温加湿烟气B；降温加湿烟气B向上流动进入高温换热段5，与由高温段喷淋装置6喷出的水雾进行直接接触式换热并降温减湿，向上经水风分流装置7后进入低温换热段8，与由低温段喷淋装置9喷出的水雾进行直接接触式换热并降温减湿，经挡水板10后进入出口段11，低温排烟J则由出口段11的出风口排出；低温工艺水进水H自低温段喷淋装置9的进水口进入，并经低温段喷淋装置9的喷嘴雾化喷淋下行，在低温换热段8吸热并大幅升温后经由水风分流装置7形成低温工艺水出水G；高温工艺水进水F自高温段喷淋装置6的进水口进入，并经高温段喷淋装置6的喷嘴雾化喷淋下行，在高温换热段5吸热并吸收大量凝结水后经下行并经均风段4下落至塔底水池1；塔底水池1的下部设置有循环水出口并与高温水循环泵14连接，并由高温水循环泵14送出高温工艺水供水C，塔底水池1的上部设置有补水进口并与补水D和水质调节装置12及其水质调节剂E相通，塔底水池1的上部还设置有溢流管2，底部还设置有排污管13。

[0008] 本发明的双级复叠式高湿烟气深度冷凝热回收喷淋换热装置，在一体化的喷淋塔结构内集成了大量回收凝结水及其余热的高温换热段和烟气大幅降温的低温换热段两种不同特征的直接接触式喷淋换热方式，其特征在于所述的喷淋塔分为上部低温换热区、下部高温换热区和塔底水池三部分，其中塔体下部设置有进风管3，并与高湿烟气A连通，塔体上部设置有出口段11，并与低温排烟J的出风口连通，进风管3与高温换热区的均风段4连通，高温换热段5下部与均风段4连通、上部设置有高温段喷淋装置6，高温段喷淋装置6的上部设置有水风分流装置7，其上为低温换热段8，低温换热段8的上部设置有低温段喷淋装置9，低温段喷淋装置9的上部设置有挡水板10，挡水板10的上部与出口段11及其出风口相通；
低温段喷淋装置9的进水口与低温工艺水进水H相通，水风分流装置7的出水管与低温工艺水出水G相通，高温段喷淋装置6的进水口与高温工艺水进水F相通，塔底水池1的下部设置有循环水出口并与高温水循环泵14连接，高温水循环泵14与高温工艺水供水C相通，塔底水池1的上部设置有补水进口并与补水D和水质调节装置12及其水质调节剂E相通，塔底水池1的上部还设置有溢流管2，底部还设置有排污管13。

[0009] 高温换热段5和低温换热段8为空气和喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部设置填料。

[0010] 高温换热段5和低温换热段8为空气和喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部不设置填料而采用空段结构。

[0011] 喷淋塔上部的出口段11与低温排烟J的出风口相通而组成一体式的烟塔合一的喷淋塔烟囱结构，其中出口段11的直径与下部低温换热区相比相等或缩小。

[0012] 水风分流装置7设置有水流导出结构和气体向上流动通道。

[0013] 喷淋塔内不设置水风分流装置7，即该部分形成空段结构，此时不再设置与低温工艺水出水G相通的水风分流装置7的出水管，下落到该空段结构的低温工艺水继续下行并经高温段喷淋装置6后进入高温换热段5。

[0014] 水质调节装置12与具有调节酸碱度、防腐阻垢功能的水质调节剂E的补充来源相通。

[0015] 高温段喷淋装置6和低温段喷淋装置9既可以是单层喷淋结构，也可以是N层喷淋结构组成，其中N>1。

[0016] 本发明实现了全新的复叠式逆流烟气余热回收方式，即烟气与两路不同参数的工艺水之间形成串并联相结合的复叠式逆流换热，其中高温段回收大量烟气潜热和显热余热、而工艺水采用大流量小温差方式运行；而低温段烟气则深度降温减湿、工艺水可大温差或小温差运行。上述高温段工艺水即可是供热热网回水，则烟气余热可直接用于供热；也可是工业企业内部的工艺水，则烟气余热可回用于工艺。低温段工艺水则可作为锅炉进风的加热加湿热源，或作为厂区内进行值班采暖的热源等。烟气中大量凝结水也可进行回收利用，以达到节省地下水资源的目的。同时，本技术方式还可达到锅炉排烟或高湿工艺排风的消白效果。因此，与常规的单级烟气换热方式相比，本技术方式与装置针对不同温湿度区间带来的换热特性，实现了不同余热品位、不同用热需求的回收技术方式的优化匹配，并大幅简化了换热过程、换热装置的结构及配套的水风系统的设计与现场安装及运行，在高湿烟气或工艺排风的深度冷凝热回收领域具有显著的技术优势。附图说明

[0017] 图1、2、3、4是本发明的系统示意图。

[0018] 图1、2、3、4中各部件编号与名称如下。

[0019] 塔底水池1、溢流管2、进风管3、均风段4、高温换热段5、高温段喷淋装置6、水风分流装置7、低温换热段8、低温段喷淋装置9、挡水板10、出口段11、水质调节装置12、排污管13、高温水循环泵14、高湿烟气A、加温加湿烟气B、高温工艺水供水C、补水D、水质调节剂E、高温工艺水进水F、低温工艺水出水G、低温工艺水进水H、低温排烟J。

具体实施方式

[0020] 图1、2、3、4是本发明的系统示意图和实施例。

[0021] 本发明的具体实施例1如下：双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置，采用一体化的两级喷淋塔式换热结构，分别提取含有大量水蒸气的锅炉排烟或工艺排风的高温段和低温段余热以用于不同加热工艺水，其中高湿烟气A由喷淋塔下部进风管3进入塔内，在均风段4内与上部淋水接触并使烟气降温增湿接近饱和状态的加温加湿烟气B，向上进入高温换热段5与由高温段喷淋装置6喷出的水雾进行直接接触式换热并降温减湿，向上经水风分流装置7后进入低温换热段8与由低温段喷淋装置9喷出的水雾进行直接接触式换热并降温减湿，经挡水板10后进入出口段11，低温排烟J则由出口段11的出风口排出；低温工艺水进水H自低温段喷淋装置9的进水口进入，并经低温段喷淋装置9的喷嘴雾化喷淋下行，在低温换热段8吸热并大幅升温后经由水风分流装置7形成低温工艺水出水G，高温工艺水进水F自高温段喷淋装置6的进水口进入，并经高温段喷淋装置6的喷嘴雾化喷淋下行，在高温换热段5吸热并吸收大量凝结水后经下行并经均风段4下落至塔底水池1，塔底水池1的下部设置有循环水出口并与高温水循环泵14连接，并由高温水循环泵14送出高温工艺水供水C，塔底水池1的上部设置有补水进口并与补水D和水质调节装置12及其水质调节剂E相通，塔底水池1的上部还设置有溢流管2，底部还设置有排污管13。

[0022] 双级复叠式高湿烟气深度冷凝热回收喷淋换热装置，其中该喷淋塔分为上部低温换热区、下部高温换热区和塔底水池三部分，其中塔体下部设置有进风管3，并与高湿烟气A连通，塔体上部设置有出口段11，并与低温排烟J的出风口连通，进风管3与高温换热区的均风段4连通，高温换热段5下部与均风段4连通、上部设置有高温段喷淋装置6，高温段喷淋装置6的上部设置有水风分流装置7，其上为低温换热段8，低温换热段8的上部设置有低温段喷淋装置9，低温段喷淋装置9的上部设置有挡水板10，挡水板10的上部与出口段11及其出风口相通；低温段喷淋装置9的进水口与低温工艺水进水H相通，水风分流装置7的出水管与低温工艺水出水G相通，高温段喷淋装置6的进水口与高温工艺水进水F相通，塔底水池1的下部设置有循环水出口并与高温水循环泵14连接，高温水循环泵14与高温工艺水供水C相通，塔底水池1的上部设置有补水进口并与补水D和水质调节装置12及其水质调节剂E相通，塔底水池1的上部还设置有溢流管2，底部还设置有排污管13。

[0023] 高温换热段5和低温换热段8为空气和喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部设置填料。

[0024] 喷淋塔上部的出口段11与低温排烟J的出风口相通而组成一体式的烟塔合一的喷淋塔烟囱结构，其中出口段11的直径与下部低温换热区相比相等，但出口缩小。

[0025] 水风分流装置7设置有水流导出结构和气体向上流动通道。

[0026] 水质调节装置12与具有调节酸碱度、防腐阻垢功能的水质调节剂E的补充来源相通。

[0027] 高温段喷淋装置6和低温段喷淋装置9是单层喷淋结构。

[0028] 本发明的具体实施例2如下：该实施例的喷淋塔内不设置水风分流装置7，即该部分形成空段结构，此时不再设置与低温工艺水出水G相通的水风分流装置7的出水管，下落到该空段结构的低温工艺水继续下行并经高温段喷淋装置6后进入高温换热段5。除上述不同外，其余部分同具体实施例1。

[0029] 本发明的具体实施例3如下：该实施例的高温换热段5和低温换热段8为空气和喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部不设置填料而采用空段结构；高温段喷淋装置6和低温段喷淋装置9采用N层喷淋结构组成，其中N>1；出口段11的直径与下部低温换热区相比显著缩小。除上述不同外，其余部分同具体实施例1。

[0030] 本发明的具体实施例4如下：该实施例的喷淋塔内不设置水风分流装置7，即该部分形成空段结构，此时不再设置与低温工艺水出水G相通的水风分流装置7的出水管，下落到该空段结构的低温工艺水继续下行并经高温段喷淋装置6后进入高温换热段5。除上述不同外，其余部分同具体实施例3。

[0031] 需要说明的是，本发明提出了采用一体化的双级复叠式喷淋塔结构以实现锅炉烟气或高湿工艺排风的深度冷凝热回收，并给出了如何采用双级喷淋方式实现上述目的的具体实施方法、流程和实施装置，而按照此一总体解决方案可有不同的具体实施措施和不同结构的具体实施装置，上述具体实施方式仅仅是其中的一种而已，任何其它类似的简单变形的实施方式，例如采用不同的筒径结构，或采用方形截面代替圆形截面，采用不同的水质处理设备及方法；采用不同的换热元件结构及其简单变形；或者简单的调整工艺水进出水参数及分级数量；或进行普通专业人士均可想到的变形方式等，或者将该技术方式以相同或相似的结构应用于不同烟气或排风种类、等及其它类似应用场合，均落入本发明的保护范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
联产乙烯、丙烯和二甲苯的方法	2020-05-08	779
一种SCR系统尿素泵的加热解冻控制系统及方法	2020-05-08	582
一种提高汽轮机冷却水效率的装置	2020-05-08	875
一种恒温高效的注塑模具设备	2020-05-08	433
一种带钢电镀清洗烘干系统余热回收装置	2020-05-08	653
一种循环水池和消防水池共用装置	2020-05-08	404
一种提高供气式射流曝气装置充氧效率的结构	2020-05-08	470
一种快速散热的汽车零部件注塑模具	2020-05-08	465
一种循环水膜浓缩预处理系统	2020-05-11	510
适用于高回水温度的基于蒸汽引射器的余热供热装置	2020-05-08	569

双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置

双级复叠式高湿烟气冷凝喷淋换热方法及装置

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：