[发明专利]助燃空气与燃气加湿的燃气锅炉烟气余热回收净化系统

说明书

本发明提出了一种助燃空气与燃气加湿的燃气锅炉烟气余热回收净化系统，包括喷淋式热质交换塔、中介循环水系统、烟气循环装置、气体混合装置，其中助燃空气、燃气以及锅炉烟气在喷淋热质交换塔中与中介循环水系统的水热质交换并加湿，加湿后的气体经气体混合装置回到锅炉继续燃烧。本发明以中介循环水为媒介即实现加湿再循环烟气又实现高中介循环水温度条下回收烟气潜热，同时利用高温烟气潜热、显热加热加湿燃气及助燃空气；加湿后的再循环烟气、助燃空气、燃气混合通入燃气锅炉，可实现降低NOx排放与提高烟气露点，实现降低燃气锅炉污染物排放与提高锅炉供热效果的目的。

技术领域

本发明属于烟气余热回收与净化技术领域，特别地涉及一种助燃空气与燃气加湿的燃气锅炉烟气余热回收净化系统。

背景技术

国内外对锅炉烟气余热回收的技术研究由来已久，其发展经历了由简单显热回收利用到复杂的潜热回收机理研究的过程，余热利用的程度也一步步深入。由于国内大型集中热网回水温度普遍为55℃，小型集中热网回水温度也在45℃左右，这一温度是喷淋式烟气余热回收系统在不附加低温冷源下能够获得的最低温度，但该温度高于一般情况下的烟气露点温度且喷淋水与烟气换热温差较小，烟气冷凝潜热回收效果有限。若能将烟气露点温度提高至常规热网回水温度，即可实现较高喷淋水温下回收烟气潜热，提高烟气余热回收效果。

霾天气的主要特征是空气中的PM2.5(细颗粒物)浓度较高。燃料燃烧是可吸入颗粒物的主要来源之一，燃煤、燃油、燃气会产生大量的SOx、NOx和细颗粒物，因此冬季供热锅炉排放的烟气是PM2.5的主要来源之一。采取措施从源头控制和降低供热锅炉烟气中的SOx、NOx和细颗粒物的浓度，提高锅炉烟气排放标准，有助于降低大气的氧化性及遏制大气复合污染的恶化趋势，降低大气臭氧浓度水平，减少颗粒物二次源的强度。对改善北京市大气环境质量有着巨大的工程应用价值和环境保护效益。

如果将烟气冷凝余热回收与烟气协同净化方式在北京市供热系统中推广应用，将在提高集中供热效率、回收烟气冷凝水、降低污染物排放等方面实现较好的节能减排效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：(1)如何将烟气露点温度提高至常规热网回水温度之上，增加喷淋水与烟气露点温度的换热温差，增强烟气潜热回收效果；(2)降低燃气锅炉氮氧化物的排放。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种助燃空气与燃气加湿的燃气锅炉烟气余热回收净化系统，包括喷淋式热质交换塔、中介循环水系统、烟气再循环装置、气体混合装置，其特征在于：喷淋式热质交换塔分为四段，从下至上分别为燃气—中介循环水换热段、再循环烟气—助燃空气—中介循环水热质交换段、高温烟气—中介循环水喷淋热质交换段和中温烟气—中介循环水热质交换段；助燃空气、燃气以及锅炉烟气在喷淋热质交换塔中与中介循环水系统的水热质交换并加湿，加湿后的气体经气体混合装置回到锅炉继续燃烧。

进一步，燃气与中介循环水在燃气—中介循环水换热段逆流直接接触热质交换后通入气体混合装置。

进一步，经过烟气再循环装置后的再循环烟气、助燃空气与中介循环水在所述再循环烟气—助燃空气—中介循环水热质交换段逆流直接接触换热通入气体混合装置。

进一步，经过烟气循环装置后的不再循环烟气与中介循环水在高温烟气—中介循环水喷淋热质交换段逆流直接接触热质交换。

进一步，不再循环烟气在高温烟气—中介循环水喷淋热质交换段经中介循环水降温加湿后变为饱和烟气继续上升进入中温烟气—中介循环水热质交换段，经中介循环水降温除湿后排入大气。

进一步，燃气—中介循环水换热段顶部有隔板与再循环烟气—助燃空气—中介循环水热质交换段分隔。

进一步，再循环烟气—助燃空气—中介循环水热质交换段顶部有隔板与高温烟气—中介循环水热质交换段分隔。

进一步，喷淋式热质交换塔的四段中的每段的顶部设置有雾化喷淋装置，其入口与中介循环水系统连接。