CN107687648A - 一种锅炉烟气余热利用的高效节能环保*** - Google Patents

一种锅炉烟气余热利用的高效节能环保*** Download PDF

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Abstract

一种锅炉烟气余热利用的高效节能环保***，所述***包括锅炉烟气***、溴化锂吸收式热泵***、吸收液浆池、喷淋脱硫塔，利用锅炉烟气余热做驱动热源，提取吸收液中的低温热源，加热锅炉给水，被降温的吸收液送入喷淋脱硫塔。本发明既回收了烟气余热，提高了锅炉补水温度，又降低了脱硫塔的反应温度，高效节能环保。

Description

一种锅炉烟气余热利用的高效节能环保***
技术领域
本发明涉及一种锅炉烟气余热利用***，具体涉及一种高效利用烟气余热的节能及脱硫***。
背景技术
燃煤电站锅炉排烟损失是锅炉各项热损失中最大的一项，锅炉烟气具有温度低、能级低的特点，合理有效地利用烟气余热，可较大幅度减少煤耗，增加发电量。目前，大多数电站针对排烟余热的回收利用主要有两个方向：一种是通过能量转换设备，转换成其他形式的能源回收；另一种是使这部分低品位能量维持热能的形式被加以利用。主要方式包括a. 引入汽机侧回热***，加热凝结水；b.预热入炉空气；c. 干燥褐煤，降低发电***能耗损失；d. 区域供冷供热等。通过这些方式可以降低烟温，节约燃料。但是锅炉在实际运行中受燃烧工况、受热面积灰、漏风和腐蚀的影响，余热回收后的烟气温度仍可达140~160℃，而一般湿法脱硫工艺要求，烟气接收温度在75-85℃之间，脱硫后的烟气温度在45~55℃左右，反应温度高，会降低硫化物的吸收效率，所以锅炉烟气的温度还需要降低来提高效率。
发明内容
本发明的目的针对现有的锅炉烟气因反应温度高而导致脱硫效果差和低温热能损失的问题，设计一种高效节能烟气余热利用的环保***，采用溴化锂吸收式热泵联合技术，吸收锅炉烟气余热用于加热锅炉补水，降低锅炉烟气温度，同时还可以提高后续脱硫工艺的效率。
本发明的技术方案是：
一种锅炉烟气余热利用的***，包括锅炉烟气***、溴化锂吸收式热泵***、吸收液浆池、喷淋脱硫塔；
所述锅炉烟气***包括锅炉本体、锅炉给水、过热器、省煤器、空预器、除尘器等。
所述溴化锂吸收式热泵***以溴化锂为吸收剂，水为制冷剂，锅炉烟气为驱动热源，吸收液为低温热源，***主要包括发生器、蒸发器、冷凝器、吸收器；所述溴化锂吸收式热泵***设有烟气接收接收结构与烟气排出结构、锅炉补水接收结构与锅炉补水排出结构、吸收液接收结构与吸收液排出结构；锅炉补水依次通过溴化锂吸收式热泵***的吸收器24和冷凝器23，故吸收器设有补水中间排放结构、冷凝器设有补水中间接收结构。
所述吸收液浆池设有吸收液补水结构、吸收液循环排出结构与吸收液循环接收结构、吸收液喷淋排出结构与吸收液喷淋接收结构。
所述喷淋脱硫塔设有烟气接收结构和脱硫烟气排放结构、吸收液喷淋循环排出结构与吸收液喷淋循环接收结构。
所述烟气***的锅炉烟气排放结构与溴化锂吸收式热泵***的烟气接收结构相连、锅炉补水接收结构与锅炉补水排出结构相连。
所述溴化锂吸收式热泵***的烟气排出结构与喷淋脱硫塔的烟气接收结构相连，吸收液接收结构与吸收液排放结构分别与吸收液浆池的吸收液循环排出结构与吸收液循环接收结构相连。
所述吸收液浆池的吸收液喷淋排出结构与吸收液喷淋接收结构分别与喷淋脱硫塔的吸收液喷淋循环接收结构与吸收液喷淋循环排出结构相连。
所述喷淋脱硫塔为逆流喷淋塔，烟气从底部进气口进入，顶部流出，在塔内与喷淋吸收液逆流接触，从而除去烟气中的硫化物。
本发明的有益效果是：
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）通过溴化锂吸收式热泵，吸收锅炉烟气余热来加热锅炉补水，节约燃料消耗，同时也降低了锅炉烟气温度达到55℃以下，最大回收了烟气的热量，同时也吸收了吸收液喷淋后的低温热量；（2）降低了喷淋脱硫塔中吸收液的温度，即降低了脱硫塔内的反应温度，提高脱硫效率30%以上，实现节能环保的双重目标。
附图说明
图1 本发明***结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
一种锅炉烟气余热利用的高效节能环保***，它包括锅炉烟气***1、溴化锂吸收式热泵***2、吸收液浆池3和喷淋脱硫塔4，所述溴化锂吸收式热泵***2以所述锅炉烟气***1排出的烟气为驱动热源，以吸收液浆池3中的吸收液为低温热源，以溴化锂为吸收剂，以水为制冷剂，被降温的吸收液送入喷淋脱硫塔4对烟气脱硫后排放。所述溴化锂吸收式热泵***2主要包括发生器21、蒸发器22、冷凝器23、吸收器24。所述溴化锂吸收式热泵***2设有烟气接收结构210与烟气排出结构211、锅炉补水接收结构241与锅炉补水排放排出结构230、吸收液接收结构221与吸收液排出结构220；所述吸收器24设有锅炉补水中间排放结构240，所述冷凝器23设有锅炉补水中间接收结构231；烟气接收结构210用于接收锅炉烟气***1的锅炉烟气排放结构111排出的烟气并送入发生器21中放热降温，烟气排出结构211用于将经发生器21吸热后的烟气送入喷淋脱硫塔4中进行脱硫后排放；锅炉补水接收结构241用于接收锅炉水后送入吸收器24吸热后再通过锅炉补水中间排放结构240送入锅炉补水中间接收结构231后进入冷凝器23，经冷凝器23升温后通过锅炉补水排出结构230和锅炉烟气***1的锅炉补水接收结构110送入锅炉烟气***1中作为锅炉补水再锅炉烟道中换热；吸收液接收结构221用于将吸收液浆池3中的吸收液送入蒸发器22中，经蒸发器22吸热后的吸收液再经吸收液排出结构220送入吸收液浆池3中。所述吸收液浆池3设有吸收液补水结构330、吸收液循环排出结构321与吸收液循环接收结构320、吸收液排出结构311与吸收液接收结构310；吸收液补水结构330用于补充循环过程中损失的吸收液补水，吸收液循环排出结构321用于为溴化锂吸收式热泵***2的蒸发器22提供低温热源，被冷却后的吸收液通过吸收液循环接收结构320进入吸收液浆池3并经吸收液排出结构311送入喷淋脱硫塔4中上部对烟气进行喷淋脱硫和冷却，喷淋吸热后的吸收液再经过喷淋脱硫塔4中下部吸收液喷淋循环排出结构410和吸收液接收结构310送入吸收液浆池3中，继续经吸收液循环排出结构321送入溴化锂吸收式热泵***2进行下一循环。所述喷淋脱硫塔4设有脱硫烟气接收结构420和脱硫烟气排放结构421、吸收液喷淋循环排出结构410与吸收液喷淋循环接收结构411，烟气接收结构420用于接收经溴化锂吸收式热泵***2中的发生器吸热后的锅炉烟气，该锅炉烟气经喷淋脱硫塔4中吸收液喷淋装置喷淋冷却脱硫后从喷淋脱硫塔4顶部脱硫烟气排放结构421排出，吸收液喷淋循环接收结构411用于接收从吸收液浆池3送出的经冷却的吸收液作为喷淋液，喷淋液吸收烟气热量后再从吸收液喷淋循环排出结构410和吸收液接收结构310送入吸收液浆池3中以便送入溴化锂吸收式热泵***2进入下一循环。所述喷淋脱硫塔4为逆流喷淋塔，锅炉烟气***1的尾部烟气经过溴化锂吸收式热泵***2的发生器21后进入喷淋脱硫塔4，从喷淋脱硫塔4底部进入、顶部排出，经过喷淋烟气的吸收液从所述喷淋脱硫塔4的上部进入、下部流出，烟气在塔内与吸收喷淋液逆流接触，从而除去烟气中的硫化物。
具体连接关系如图1所示，其中锅炉烟气***1的锅炉烟气排放结构111与溴化锂吸收式热泵***2的烟气接收结构210相连、锅炉补水接收结构110与管理补水排出结构230相连；所述溴化锂吸收式热泵***2的烟气排出结构211与喷淋脱硫塔4的烟气接收结构420相连，吸收液接收结构221与吸收液排出结构220分别与吸收液浆池3的吸收液循环排出结构321与吸收液循环接收结构320相连；所述吸收液浆池3的吸收液排出结构311与吸收液接收结构310分别与喷淋脱硫塔4的吸收液喷淋循环接收结构411与吸收液喷淋循环排出结构410相连。所述的各种结构如各类排放结构、排出结构、各类接收结构等一般可由管道、管嘴、或大小头、弯头、阀门组成，采用法兰、螺纹或焊接连接。
详述如下：
本发明锅炉烟气余热利用***包括锅炉烟气***1、溴化锂吸收式热泵***2、吸收液浆池3、喷淋脱硫塔4。
所述锅炉烟气***1的锅炉不局限于电站锅炉、工业锅炉、热水锅炉中的一种，包括但不限于过热器、省煤器、空气预热器、除尘等设备图中未具体示出；所述锅炉烟气***1设有锅炉补水接收结构110和锅炉烟气排放结构111。
所述溴化锂吸收式热泵***2以溴化锂为吸收剂，水为制冷剂，锅炉烟气为驱动热源，吸收液浆池为低温热源，锅炉补水为取热介质，包括发生器21、蒸发器22、冷凝器23、吸收器24等；所述溴化锂吸收式热泵***2设有烟气接收结构210与烟气排放结构211、锅炉补水接收结构241与管理补水排放结构230、吸收液接收结构221与吸收液排放结构220；锅炉补水依次通过溴化锂吸收式热泵***2的吸收器24和冷凝器23，故吸收器24设有锅炉补水中间排放结构240、冷凝器23设有锅炉补水中间接收结构231。
所述吸收液浆池3设有浆池吸收液补水结构330、吸收液循环排出结构321与吸收液循环接收结构320、吸收液排出结构311与吸收液接收结构310。
所述喷淋脱硫塔4中喷淋脱硫方法不局限于石灰石/石灰湿法、双碱法、氨法等烟气脱硫；所述喷淋脱硫塔4设有烟气接收结构420和脱硫烟气排放结构421、吸收液喷淋循环排出结构410与吸收液喷淋循环接收结构411。
所述烟气***1的锅炉烟气排放结构111与溴化锂吸收式热泵***2的烟气接收结构210相连、锅炉补水接收结构110与锅炉补水排放结构230相连。
所述溴化锂吸收式热泵***2的烟气排放结构211与喷淋脱硫塔4的烟气接收结构420相连，吸收液接收结构221与吸收液排放结构220分别与吸收液浆池3的吸收液循环排出结构321与吸收液循环接收结构320相连。
所述吸收液浆池3的吸收液排出结构311与吸收液接收结构310分别与喷淋脱硫塔4的吸收液喷淋循环接收结构411与吸收液喷淋循环排出结构410相连。
所述溴化锂吸收式热泵***2的工作原理为：利用不同温度下溴化锂水溶液的蒸发吸热和冷凝放热来实现热量的转移，从锅炉烟气***1的锅炉烟气排放结构111排出的高温烟气，通过烟气接收结构210进入溴化锂吸收式热泵***2的发生器21被溴化锂溶液吸热后从烟气接收结构210排出，溴化锂溶液中的制冷剂水通过发生器21吸收锅炉烟气余热蒸发出来，蒸汽进入冷凝器23放热并加热锅炉补水，一部分被冷凝浓度变高的溴化锂溶液进入吸收器24，一部分冷凝水进入蒸发器22吸收浆池中吸收液的热量蒸发变成饱和水蒸气流向吸收器24，并被溴化锂溶液吸收其热量来加热锅炉补水，放热后的溴化锂溶液流向发生器21，如此完成一个循环。整个过程的能量转换可表示为：高温热源烟气+低温热源吸收液→共同加热锅炉补水使其升温。
所述吸收液浆池3中的吸收液从吸收液循环排出结构321流出，通过吸收液接收结构221流入溴化锂吸收式热泵***2的蒸发器22加热冷凝水使其变成饱和水蒸气，放热降温后的吸收液再经吸收液排出结构311流出通过吸收液喷淋循环接收结构411，进入喷淋脱硫塔4对塔内烟气进行喷淋脱硫，从塔底的吸收液喷淋循环排出结构410流回吸收液浆池3，如此完成一个循环。
根据本发明锅炉烟气余热利用***，锅炉烟气依次经过：锅炉烟气***1的锅炉烟气排放结构111—溴化锂吸收式热泵***2的烟气接收结构210—溴化锂吸收式热泵***2的烟气排放结构211—喷淋脱硫塔4的烟气接收结构420—喷淋脱硫塔4的脱硫烟气排放结构421。
锅炉补水依次经过：溴化锂吸收式热泵***2的锅炉补水接收结构241—溴化锂吸收式热泵2中吸收器24的锅炉补水中间排放结构240、溴化锂吸收式热泵2中冷凝器23的锅炉补水中间接收结构231—溴化锂吸收式热泵***2的锅炉补水排放结构230—锅炉烟气***1的锅炉补水接收结构110。
吸收液依次经过：吸收液浆池3的吸收液循环排出结构321—溴化锂吸收式热泵***2的吸收液接收结构221—溴化锂吸收式热泵***2的吸收液排放结构220—吸收液浆池3的吸收液循环接收结构320—吸收液浆池3的吸收液排出结构311—喷淋脱硫塔4的吸收液喷淋循环接收结构411—喷淋脱硫塔4的吸收液喷淋循环排出结构410—吸收液浆池3的吸收液接收结构310。
实施例1
采用额定蒸发量为220t/h的高温高压循环流化床锅炉，锅炉烟气***包括循环流化床锅炉、U型返料器、过热器、省煤器、空气预热器。额定锅炉补水温度为150℃，锅炉烟气***烟气排放温度为136℃，烟气量为385100m3/h。喷淋脱硫塔选用氨法脱硫喷淋塔。通过本发明烟气余热利用***提高了锅炉补水温度50℃提高到150℃，降低了烟温80℃，同时将脱硫塔的吸收和氧化反应温度控制在55℃以下，提高了二氧化硫的吸收率，降低了亚硫酸铵的分解。
本领域技术人员应当理解，上述实施例和附图仅起解释本发明的目的，而不应当视为对其作出的任何限制。
本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种锅炉烟气余热利用的高效节能环保***，其特征在于：它包括锅炉烟气***（1）、溴化锂吸收式热泵***（2）、吸收液浆池（3）和喷淋脱硫塔（4），所述溴化锂吸收式热泵***（2）以所述锅炉烟气***（1）排出的烟气为驱动热源，以吸收液浆池（3）中的吸收液为低温热源，以溴化锂为吸收剂，以水为制冷剂，被降温的吸收液送入喷淋脱硫塔（4）对烟气脱硫后通过烟囱排放。
2.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用的高效节能环保***，其特征在于所述溴化锂吸收式热泵***（2）主要包括发生器（21）、蒸发器（22）、冷凝器（23）、吸收器（24）。
3.根据权利要求2所述的锅炉烟气余热利用的高效节能环保***，其特征在于所述溴化锂吸收式热泵***（2）设有烟气接收结构（210）与烟气排出结构（211）、锅炉补水接收结构（241）与锅炉补水排出结构（230）、吸收液接收结构（221）与吸收液排出结构（220）；所述吸收器（24）设有锅炉补水中间排放结构（240），所述冷凝器（23）设有锅炉补水中间接收结构（231）；烟气接收结构（210）用于接收锅炉烟气***（1）的锅炉烟气排放结构（111）排出的烟气并送入发生器（21）中放热，烟气排出结构（211）用于将经发生器（21）吸热后的烟气送入喷淋脱硫塔（4）中进行脱硫；锅炉补水接收结构（241）用于将锅炉补水送入吸收器（24）吸热后再通过补水中间排放结构（240）送入补水中间接收结构（231）进入冷凝器（23）继续吸热，经冷凝器（23）升温后通过锅炉补水排出结构（230）连接锅炉补水接收结构（110）送入锅炉烟气***（1）中作为锅炉补水继续吸热升温；吸收液接收结构（221）用于将吸收液浆池（3）中的吸收液送入蒸发器（22）中，经蒸发器（22）吸热后的吸收液再经吸收液排出结构（220）送入吸收液浆池（3）中进行放热。
4.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用的高效节能环保***，其特征在于所述吸收液浆池（3）设有吸收液补水结构（330）、吸收液循环排出结构（321）与吸收液循环接收结构（320）、吸收液排出结构（311）与吸收液接收结构（310）；吸收液补水结构（330）用于补充循环过程中损失的吸收液水，吸收液循环排出结构（321）用于将吸收液送入蒸发器（22）作为低温热源，冷却后的吸收液通过吸收液循环接收结构（320）进入吸收液浆池（3）中，经吸收液排出结构（311）和吸收液喷淋循环接收结构（411）送入喷淋脱硫塔（4）中上部喷淋对烟气进行脱硫，喷淋吸热后的吸收液经过喷淋脱硫塔（4）中下部吸收液喷淋循环排出结构（410）和吸收液接收结构（310）送入吸收液浆池（3）中，再经吸收液循环排出结构（321）送入溴化锂吸收式热泵***（2）中的蒸发器（22）进行循环。
5.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用的高效节能环保***，其特征在于所述喷淋脱硫塔（4）设有烟气接收结构（420）和脱硫烟气排放结构（421）、吸收液喷淋循环排出结构（410）与吸收液喷淋循环接收结构（411），烟气接收结构（420）用于接收经溴化锂吸收式热泵***（2）中的发生器（21）吸热后的锅炉烟气，该锅炉烟气通过烟气接收结构（420）进入喷淋脱硫塔（4）经吸收液喷淋装置喷淋冷却脱硫后从喷淋脱硫塔（4）中顶部脱硫烟气排放结构（421）排出，吸收液喷淋循环接收结构（411）用于接收从吸收液浆池（3）送出的吸收液，喷淋后的吸收液通过吸收液喷淋循环排出结构（410）和吸收液接收结构（310）送入吸收液浆池（3）后再送入溴化锂吸收式热泵***（2）中的蒸发器（22）进行循环。
6.根据权利要求1所述的锅炉烟气余热利用的高效节能环保***，其特征在于所述烟气***（1）的锅炉烟气排放结构（111）与溴化锂吸收式热泵***（2）的烟气接收结构（210）相连、锅炉补水接收结构（110）与锅炉补水排出结构（230）相连；所述溴化锂吸收式热泵***（2）的烟气排出结构（211）与喷淋脱硫塔（4）的烟气接收结构（420）相连，吸收液接收结构（221）与吸收液排出结构（220）分别与吸收液浆池（3）的吸收液循环排出结构（321）与吸收液循环接收结构（320）相连；所述吸收液浆池（3）的吸收液排出结构（311）与吸收液接收结构（310）分别与喷淋脱硫塔（4）的吸收液喷淋循环接收结构（411）与吸收液喷淋循环排出结构（410）相连。
7.根据权利要求2所述的锅炉烟气余热利用的高效节能环保***，其特征在于所述喷淋脱硫塔（4）为逆流喷淋塔，锅炉烟气***（1）的尾部烟气经过溴化锂吸收式热泵***（2）的发生器（21）放热后经过烟气排出结构（211）和烟气接收结构（420）进入喷淋脱硫塔（4）底部、从喷淋脱硫塔（4）顶部排出，喷淋的吸收液从所述喷淋脱硫塔（4）的顶部进入、底部流出，烟气在塔内与吸收喷淋液逆流接触，从而除去烟气中的硫化物。
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