CN205156423U - 废气净化及余热回收综合利用*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种废气净化及余热回收综合利用***，包括高温能量转换器、低温能量转换器，所述高温能量转换器内设置蒸发器，其顶部设置二次蒸汽出口，所述二次蒸汽出口与蒸汽再压缩器的进口连通，所述高温能量转换器与低温能量转换器之间设置用于吸收液循环的溶液泵、输送管道，所述输送管道上安装PH调节过滤装置。本实用新型结构和工艺简单，便于操作使用，能够同时兼顾废气过滤净化和低温余热利用的深度处理，且耗能少，节能效果突出，采用蒸汽再压缩器可获得较好品质的二次蒸汽热源，具有较好的推广应用价值。

Description

废气净化及余热回收综合利用***

技术领域

本实用新型涉及一种低温废气余热利用和净化处理装置，属于废气处理和节能技术领域，尤其涉及一种废气净化及余热回收综合利用***。

背景技术

在工业领域用于干燥、除湿的能量占到工业总能耗的7~12%，如：造纸、浮选煤浆、木材烘干、食品烘干、浆纱、制药等，燃煤/燃气锅炉湿烟气占总能耗15%、白酒行业物料蒸馏占总能耗70%、污泥干化占总能耗50%。另外，在白酒物料蒸馏排放的湿空气内含有酒精、硫化物以及露点温度超过70℃的水蒸气，其中含有的醇类和硫化物具有较严重的环境污染；燃煤锅炉排放的烟气内含有大量硫化物、氮氧化物以及烟尘。细小颗粒的烟尘是雾霾的元凶，空气中凝结的水蒸汽是雾霾的帮凶，水蒸气和小颗粒灰尘的叠加形成了“滚雪球”的环境恶化效应。因此，直接排放的废气不仅浪费了大量的热能，同时也造成了环境的直接污染。

现有的废气净化处理***与废气余热利用***，两者无法实现有效兼顾，废气余热利用***中也只能实现在60℃以上的废气热能利用，有大量的湿气潜热及低温余热没有被回收，而单纯的废气净化处理***无经济产出，需要持续不断的成本投入，使其环保运行成本一直居高不下，急需一种能够兼顾环保处理和热能回收的***，实现废气余热的回收及深度净化的增值利用。

实用新型内容

本实用新型提供一种废气净化及余热回收综合利用***，用以解决现有技术中的缺陷。

为了实现本实用新型的目的，采用以下技术方案：废气净化及余热回收综合利用***，包括高温能量转换器、低温能量转换器，所述高温能量转换器内设置蒸发器，其顶部设置二次蒸汽出口，所述二次蒸汽出口与蒸汽再压缩器的进口连通，所述高温能量转换器的侧面设置高温介质进口a1、高温介质出口a2、稀吸收液进口b1和浓吸收液出口b2，所述高温介质进口a1与高温介质出口a2经蒸发器形成通路，所述稀吸收液进口b1和浓吸收液出口b2在蒸发器外形成流通通道，所述流通通道内设置有吸收液；所述低温能量转换器内设置有换热器，其顶部设置废气出口e2，低温能量转换器的侧面设置有浓吸收液进口c1、稀吸收液出口c2、低温介质进口d1、低温介质出口d2和废气进口e1，所述低温介质进口d1与低温介质出口d2经过换热器形成连通，所述换热器外侧形成废气进口e1与废气出口e2连通的废气通道，所述废气通道内喷洒由浓吸收液进口c1送入的吸收液；所述浓吸收液出口b2与浓吸收液进口c1、稀吸收液进口b1与稀吸收液出口c2分别通过溶液泵和输送管道连通，所述稀吸收液进口b1前的输送管道上安装PH调节过滤装置。

为了进一步实现本实用新型的目的，还可以采用以下技术方案：如上所述的废气净化及余热回收综合利用***，所述浓吸收液出口b2与浓吸收液进口c1之间、稀吸收液进口b1与稀吸收液出口c2之间设置有用于两路溶液热交换的板式换热器。

如上所述的废气净化及余热回收综合利用***，所述吸收液为溴化锂、硝酸锂、强硫酸、氯化锂中的一种溶液或多种的混合液。

如上所述的废气净化及余热回收综合利用***，所述蒸汽再压缩器的出口设置有两路，一路与高温介质入口a1连通，另一路为二次蒸汽压缩备用出口。

如上所述的废气净化及余热回收综合利用***，所述换热器为降膜管构成的降膜式吸收器，所述蒸发器为降膜式蒸发器。

如上所述的废气净化及余热回收综合利用***，所述蒸汽再压缩器为离心蒸汽压缩器。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型在低温能量转换器中设置有换热器和废气通道，从外部引出的含湿潜热废气流经废气通道，同时，浓吸收液进口c1喷洒的浓吸收夜和废气逆流进行混合，废气中的湿气水分被吸收并释放出潜热，浓吸收液变稀而温度升高，并加热经过换热器的换热介质，该换热介质可以是液体或气体，其中液体经过换热后可以形成二次蒸汽或者高温水，被升温的换热介质可以作为高温热水或低压蒸汽进行输出到外部用热设备。废气在不冷却的前提下回收了除湿，吸湿的过程中因为较好的利用湿气潜热，而使得废气、吸收液及换热介质等温度均得到提高，另外，吸收液在吸湿并释放废气中潜热的同时，可对废气中的有害杂质或烟尘进行除去，以实现对废气的净化过滤，获得较洁净的废气后从废气出口可直接排出，实现节能和环保的双效处理。

2、利用从高温介质进口a1送入的高温介质，例如高温蒸汽或者热空气，可以对循环进入高温能量转换器的稀吸收液进行蒸发浓缩，进而还原成浓吸收液供低温能量转换器进行循环使用；在吸收液浓缩过程中产生的二次蒸汽被送入蒸汽再压送器，经蒸汽再压缩器做功，提升二次蒸汽的热焓，可以作为蒸发器的加热蒸汽使用，使高温能量转换器除开车启动外，整个蒸发过程中无需再补充新的高温蒸汽，而加热蒸汽本身则冷凝成水。相对于采用蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽，蒸汽再压缩器则可回收蒸发器产生的所有二次蒸汽，只需要外部很少的高温蒸汽用量，提高热效率，取得更好的节能效果。从蒸汽再压缩器中引出的二次蒸汽也可以引至其他的用热设备使用。

3、设置的板式换热器，可以将从高温能量转换器中流出的浓吸收液与从低温能量转换器流出的稀吸收液进行热交换，提高稀吸收液的温度，可减少稀吸收液在高温能量转换器蒸发浓缩时的吸热，降低高温蒸汽用量；而降低浓吸收液进入低温能量转换器的进口温度，可以提高吸收液对废气的吸湿和过滤净化效果，从而可整体上提高热利用率。

4、本实用新型结构和工艺简单，便于操作使用，能够同时兼顾废气过滤净化和低温余热利用的深度处理，且耗能少，节能效果突出，采用蒸汽再压缩器可获得较好品质的二次蒸汽热源，具有较好的推广应用价值。

附图说明

图1是本实用新型的流程示意图。

图2是本实用新型第一种实施例的流程示意图。

图3是本实用新型第二种实施例的流程示意图。

附图标记：1-高温能量转换器，2-低温能量转换器，3-蒸汽再压缩器，4-溶液泵，5-PH调节过滤装置，6-脱硫塔，7-引风机，8-第一热水池，9-烟囱，10-板式换热器，11-汽轮机，12-第二热水池，13-蒸锅，14-管壳式换热器，15-冷却塔，16-热水箱。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型一种废气净化及余热回收综合利用***，包括高温能量转换器1、低温能量转换器2，高温能量转换器1内设置蒸发器，其顶部设置二次蒸汽出口，二次蒸汽出口与蒸汽再压缩器3的进口连通，高温能量转换器1的两侧分别开有高温介质进口a1、高温介质出口a2、稀吸收液进口b1和浓吸收液出口b2，高温介质进口a1与高温介质出口a2经蒸发器形成通路，稀吸收液进口b1和浓吸收液出口b2在蒸发器外形成流通通道，流通通道内设置有吸收液；低温能量转换器2内设置有换热器，其顶部设置废气出口e2，低温能量转换器2的侧面设置有浓吸收液进口c1、稀吸收液出口c2、低温介质进口d1、低温介质出口d2和废气进口e1，低温介质进口d1与低温介质出口d2经过换热器形成连通，换热器的外侧形成废气进口e1与废气出口e2连通的废气通道，废气通道内喷洒由浓吸收液进口c1送入的吸收液；浓吸收液出口b2与浓吸收液进口c1、稀吸收液进口b1与稀吸收液出口c2分别通过溶液泵4和输送管道连通，稀吸收液进口b1前的输送管道上安装PH调节过滤装置5。

其中，吸收液可以为溴化锂、硝酸锂、浓硫酸、氯化锂中的一种溶液或多种制成的混合液，使用中，可根据废气中杂质的类型、含量进行多种成分配比混合搅拌制成，以实现较好的废气除湿和净化效果。低温能量转换器中2中的换热器为降膜管构成的降膜式吸收器，高温能量转换器1的蒸发器为降膜式蒸发器。因为吸收液具有一定的腐蚀性，降膜管吸收器和降膜时蒸发器，可以保证使用安全和换热效果，维护和使用方便，投资成本小。蒸汽再压缩器3选用离心蒸汽压缩器。离心蒸汽压缩器可以压缩全部的二次蒸汽，保证本实用新型具有较高的热效率。

具体而言，本实用新型在低温能量转换器2中设置有换热器和废气通道，从外部引出的含湿废气在废气通道内流动，从浓吸收液进口c1喷洒的浓吸收夜和废气逆流进行混合，废气中的湿气水分被吸收，释放出潜热，吸收液变成稀吸收液温度升高，同时加热从低温介质进口d1送进经过换热器的液体介质或空气，其中液体经过换热后可以形成二次蒸汽或者高温水，被升温的换热介质可以作为高温热水或低压蒸汽进行输出至用热设备使用。废气在不冷却的前提下回收了潜热，吸收的过程中因为较好的利用湿气潜热，使废气、吸收液及换热介质等温度都得到了提高，另外，吸收液在吸湿并释放废气中潜热的同时，可对废气中含有的有害杂质或烟尘进行除去，以实现对废气的净化过滤，获得较洁净的废气并从废气出口e2直接排出，实现节能和环保的双效处理。利用从高温介质进口a1送进的高温介质，例如高温蒸汽或者热空气，可以对送高温能量转换器1的稀吸收液进行蒸发浓缩，进而还原成浓吸收液供低温能量转换器2进行循环使用；在吸收液浓缩过程中产生的二次蒸汽从二次蒸汽出口送进蒸汽再压送器，经蒸汽再压缩器3做功，提升二次蒸汽的热焓，可以作为蒸发器的加热蒸汽使用，使高温能量转换器1除开车启动外，整个蒸发过程中无需再补充新的高温蒸汽，而加热蒸汽本身则冷凝成水。相对于采用蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽，蒸汽再压缩器3则可压缩蒸发器产生的所有二次蒸汽，只需要外部很少的高温蒸汽用量，提高热效率，取得更好的节能效果。从蒸汽再压缩器3中引出的二次蒸汽也可以引至其他的用热设备使用。

实施例1：

如图2所示，本实施例公开了一种用于热电厂的废气净化及余热回收综合利用***，安装在燃煤锅炉尾部至烟囱9之间，对其排放的烟气进行净化处理和节能回收利用。

经过脱硫处理后的烟气被引风机7从废气进口e1引进低温能量转换器2的废气通道内，从浓吸收液进口c1喷洒的吸收液自上而下和烟气逆流混合，吸收液具有很强的吸湿性，为溴化锂、浓硫酸和氯化锂按相同的质量比配置的混合液，可以吸收烟气中的水分，吸收液对烟气的净化过程，类似且优于脱硫和水膜除尘，因而从废气出口e2引出至烟囱9排放的烟气具有低含尘含水量少的干净废气，避免对环境的污染，而低温冷凝水从低温介质进口d1引入并吸收烟气除湿过程释放出的热量，其进口温度约60℃从低温介质出口d2提高约20℃后被收集至第一热水池8。

除湿后的稀吸收液，依次经过板式换热器10和PH调节过滤装置5后被送进高温能量转换器1中，高温能量转换器1利用汽轮机11引出的高温蒸汽对稀吸收液进行蒸发浓缩，以获得可循环使用的吸收液，稀吸收液在浓缩的过程中，其含有的水分被加热蒸发形成二次蒸汽，二次蒸汽被直接送入蒸汽再压缩器3中压缩，以提高其热焓制成更高品质的高温低压蒸汽，高温低压蒸汽可以被循环送进高温能量转换器1内用于吸收液浓缩，也可以被收集到第二热水池12中用于和第一热水池8中的高温水混合作为锅炉补水使用。

设置的板式换热器10，可以将从高温能量转换器1中流出的浓吸收液与从低温能量转换器2流出的稀吸收液这两路溶液进行热交换，用以提高稀吸收液的温度，减少稀吸收液在高温能量转换器1蒸发浓缩时的吸热，降低高温蒸汽用量，同时，可降低浓吸收液进入低温能量转换器2的进口温度，提高对吸收液废气吸湿、烟尘过滤净化的效果，从整体上可提高热利用率。

本实施例中低温能量转换器2可以脱除烟气中40%~70%的水分，消除“石膏雨”、杜绝烟气“白雾”现象，回收的液态水可用于脱硫补水；同时，回收烟气余热并制取超过85℃的高温热水；在废气进口e1前烟气含尘浓度低于30mg/Nm³的情况下，废气出口e2出的烟气含尘浓度可达到低于10mg/Nm³的除尘效果，除尘率达85%以上；在废气进口e1前烟气含硫化物浓度低于15mg/Nm³的情况下，废气出口e2处的烟气烟气含硫化物浓度可控制低于300mg/Nm³；同时，可减少20%～30%氮氧化物排放，提升烟气温度10~30℃，保证废气排放时的温度不小于70℃，利增加烟气抬升力和扩散半径，杜绝或降低烟囱9或引风机7等设备的低温酸蚀。

实施例2：

如图3所示，本实施例公开了一种用于白酒厂的废气净化及余热回收综合利用***，安装在蒸锅湿热空气出口至冷却塔15之间，对蒸锅蒸馏产生的湿热空气进行废气净化处理和节能回收利用。

本实施例和实施例1的区别在于，因为经过低温能量转换器2废气出口e2的废气温度较高，可以采取进一步的利用措施，从而将管壳式换热器取代实施例1中的第一热水池8，并将高温能量转换器1产生的二次蒸汽引进热水箱16取代实施例1的第二热水池12，可对低温水就行初步加热，经过预热升温后的低温水再经过管壳式换热器加热从低温介质进口d1送进低温能量转换器2中。吸收液为硝酸锂、浓硫酸、氯化锂按相同的质量比配置的混合液。

蒸锅13排放的饱和湿空气进进低温能量转换器2，经过吸收液吸收湿水汽，并脱除湿空气中水分、乙醇及硫化物后，再经过管壳式换热器加热从热水箱16中引出的水后进进冷却塔15，实现湿空气深度净化与余热回收；低温水在热水箱16中经过高温能量转换器1形成的二次蒸汽加热成75℃热水，然后再经过管壳式换热器加热送进低温能量转换器2，在低温能量转换器2的换热器吸热后可在汽包中产生0.3MPa蒸汽输出。低温能量转换器2中的稀溶液经过板式换热器换热、PH调节过滤装置5的过滤净化，将pH值调节到10左右，再用溶液泵4送进高温能量转换器1，进行蒸发浓缩变为浓溶液，再将浓吸收液用溶液泵4循环送进低温能量转换器2继续处理湿空气。高温能量转换器1的高温介质进口a1可以通进0.6MPa的饱和蒸汽作为驱动热源对吸收液进行浓缩，而该饱和蒸汽放热后形成冷凝水可送进原除氧水箱再利用。

该白酒厂的蒸锅13排气总量为1500Nm³/h，低温能量转换器2可实现回收余热286kW，生产0.3MPa蒸汽0.39t/h；高温能量转换器1需要驱动热功率为85.2kW。高温能量转换器1、管壳式换热器14、低温能量转换器2可实现总回收热功率为286.8kW，扣除驱动热功率，可回收余热折合4188.6GJ，具有非常好的节能和环保经济效益。

本实用新型结构和工艺简单，便于操作使用，能够同时兼顾废气过滤净化和低温余热利用的深度处理，且耗能少，节能效果突出，采用蒸汽再压缩器可获得较好品质的二次蒸汽热源，具有较好的推广应用价值。

本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (6)

1.废气净化及余热回收综合利用***，其特征在于，包括高温能量转换器、低温能量转换器，所述高温能量转换器内设置蒸发器，其顶部设置二次蒸汽出口，所述二次蒸汽出口与蒸汽再压缩器的进口连通，所述高温能量转换器的侧面设置高温介质进口a1、高温介质出口a2、稀吸收液进口b1和浓吸收液出口b2，所述高温介质进口a1与高温介质出口a2经蒸发器形成通路，所述稀吸收液进口b1和浓吸收液出口b2在蒸发器外形成流通通道，所述流通通道内设置有吸收液；所述低温能量转换器内设置有换热器，其顶部设置废气出口e2，低温能量转换器的侧面设置有浓吸收液进口c1、稀吸收液出口c2、低温介质进口d1、低温介质出口d2和废气进口e1，所述低温介质进口d1与低温介质出口d2经过换热器形成连通，所述换热器外侧形成废气进口e1与废气出口e2连通的废气通道，所述废气通道内喷洒由浓吸收液进口c1送入的吸收液；所述浓吸收液出口b2与浓吸收液进口c1、稀吸收液进口b1与稀吸收液出口c2分别通过溶液泵和输送管道连通，所述稀吸收液进口b1前的输送管道上安装PH调节过滤装置。

2.根据权利要求1所述的废气净化及余热回收综合利用***，其特征在于，所述浓吸收液出口b2与浓吸收液进口c1之间、稀吸收液进口b1与稀吸收液出口c2之间设置有用于两路溶液热交换的板式换热器。

3.根据权利要求1所述的废气净化及余热回收综合利用***，其特征在于，所述吸收液为溴化锂、硝酸锂、强硫酸、氯化锂中的一种溶液或多种的混合液。

4.根据权利要求1所述的废气净化及余热回收综合利用***，其特征在于，所述蒸汽再压缩器的出口设置有两路，一路与高温介质进口a1连通，另一路为二次蒸汽压缩备用出口。

5.根据权利要求1所述的废气净化及余热回收综合利用***，其特征在于，所述换热器为降膜管构成的降膜式吸收器，所述蒸发器为降膜式蒸发器。

6.根据权利要求1所述的废气净化及余热回收综合利用***，其特征在于，所述蒸汽再压缩器为离心蒸汽压缩器。