[实用新型]锅炉烟气水洗法余热回收的烟囱烟道设备

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及锅炉烟气水洗法余热回收的烟囱烟道设备。它广泛地适用于各种工业高温烟气的余热利用和气体除尘净化，尤其适合于天然气锅炉、油锅炉、水煤浆锅炉、直燃机中央空调、工业炉等高温烟气的余热利用与除尘净化。

背景技术

对于天然气锅炉、油锅炉、水煤浆锅炉、直燃机中央空调、工业炉等的高温烟气的余热利用，现有技术一般采用省煤器，只是利用其中的一部分余热，设计规定烟气要在高于露点的温度排放，以防烟气中的硫化物在露点下冷凝，避免设备遭受严重的快速腐蚀。并且，由于省煤器表面积灰等原因，使得传热效率很低。据文献(冯欣，声波吹灰器在余热锅炉中地应用，石油化工设备，2005年第2期，59-60页)介绍的燃油烟气的翅片管余热锅炉中的积灰影响，一个月内就使蒸汽量下降25％。

现有的烟气余热利用技术中，也有采用水洗法的，但都是传统的向下喷淋方法，喷淋下来的热污水通过换热器将热量传给清洁的水(例如，2004年8月11日的实用新型专利，一种烟道烟气多级余热回收装置，CN151952A)。这些技术存在三大问题：第一，为了防止喷淋孔的堵塞，水滴从喷淋孔喷出的初速度就不得低于一定值，以一定初速度向下喷淋的水滴作重力加速度运动，在装置内停留的水洗时间很短，并且喷出的初速度愈大，停留与烟气接触作用的时间就愈短，效果就愈差；第二，为了防止喷淋孔发生堵塞，喷淋孔比较大，水滴粗大，分散度低，同样喷淋量的水滴总表面积小，与烟气接触的效果差。由于这两个原因，不仅造成设备庞大、喷淋量大、循环泵运行费高，而且引发更严重的问题是喷淋得到的水温较低、低品位余热利用换热器面积很大与经济性指标恶化的问题。

实用新型内容

本实用新型专利要解决上述高温烟气余热利用技术存在的喷淋得到的水温度较低、低效率、设备庞大、运行费用高等问题，提出锅炉烟气水洗法余热回收的烟囱烟道设备，直接利用烟囱、烟道作为消烟余热回收装置，采用烟道喷淋水部分回流循环喷淋和大孔向上喷淋再细化的方法，得到较高温度的喷淋水，减少喷淋热污水利用热能的清水换热器面积，提高其运行效率和经济性指标。这种装置的消烟烟气余热回收的效率高，设备费和运行费低，可靠性高，操作维护简便。

本实用新型专利的技术方案是：锅炉烟气水洗法余热回收的烟囱烟道设备，由烟囱、喷淋头、水滴细化器、烟气均布板、烟道、喷淋管、烟道水滴细化器、夹套加热器、回流堰、循环槽、循环泵、热水槽、清水换热器等组成。

在烟道水平段采用直接喷淋水洗方法除尘降温回收余热。在除尘降温的水平烟道段的底部安装烟道喷淋管，喷淋管可以是一根，也可以是两根，甚至多根，由烟道横截面的宽度决定。烟道喷淋管的喷淋孔的方向朝上，喷淋孔是直径1.5mm以上的大孔，以防长期运行中发生堵塞；喷淋孔的上方设有烟道水滴细化器，使喷淋出来的大水滴得以细化成小水滴，提高烟气净化降温的效果。水平烟道除尘降温段喷淋得到的热污水采用回流堰分隔为两部分，回流堰的烟气上游一侧的热污水温度较高，流到热水槽澄清后去清水换热器与低温清洁水热交换；回流堰的烟气下游一侧的热污水温度较低，流到循环槽，与烟囱里喷淋得到的热污水混合，以便提高到烟道喷淋管去喷淋的水温，使烟道喷淋得到的污水温度更高。在除尘降温的水平烟道段的回流堰的烟气上游一侧设计有夹套加热器，夹套侧是从清水换热器来的清洁热水再加热。由于该段烟道内温度较高，夹套加热器的传热温差大，有利于得到温度高的清洁热水；由于夹套加热器对应的烟道内侧不是单一的干烟气对流换热，同时包含有水蒸气冷凝、夹套内壁液膜与烟气的直接接触换热，因此该侧的换热系数α_i就会显著地高于单一的干烟气对流换热系数；夹套内设计有折流板，使清洁热水侧的对流换热也得以强化；其综合效果是烟道夹套加热器得到比较有效的传热强化。

烟气到烟囱再进一步降温回收余热。烟囱的中部设计有喷淋头，其结构可以是同一层平面的圆环管、方环管、数根直管，也可以是在不同高度安装的圆环管、方环管、数根直管。喷淋头的喷淋孔的方向朝上，喷淋孔是直径1.5mm以上的大孔，以防长期运行中发生堵塞；喷淋孔的上方设有水滴细化器，使喷淋出来的大水滴得以细化，提高烟气的净化降温效果。烟囱入口部设计有烟气均布板，以便提高烟气在烟囱里均布程度，提高与喷淋水滴相互接触作用的效果。烟囱底部设计有收集烟囱喷淋水和烟道低温段喷淋水的循环槽，还有一个收集烟道高温段喷淋水的热水槽，两槽可以左右相互隔离，也可以上下隔离，还可以将热水槽与清水换热器设计为一体化的结构。热污水在热水槽澄清后去清水换热器，污水降温以后又去烟囱喷淋头循环利用，清水提高温度以后，到夹套加热器进一步加热。