本發(fā)明涉及一種余熱回收裝置，尤其是關(guān)于一種鍋爐煙氣余熱回收裝置，屬于暖通空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

北方城鎮(zhèn)供熱能耗是我國建筑能耗的重要組成，約占當(dāng)前建筑總能耗的40％，如何有效降低北方城鎮(zhèn)供熱能耗是當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)和建筑節(jié)能事業(yè)發(fā)展過程中面臨的重要難題。隨著天然氣清潔供熱的推廣，天然氣鍋爐供熱方式及燃?xì)怛?qū)動(dòng)的熱電聯(lián)產(chǎn)供熱方式已在我國北方得到越來越多的應(yīng)用，成為北方城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)的重要熱源形式。從天然氣的化學(xué)成分組成來看，其燃燒后形成的煙氣通常溫度較高，并攜帶有大量水蒸氣，水蒸氣潛熱部分通常占到煙氣余熱熱量的70％以上。燃?xì)忮仩t或燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠的排煙潛熱回收，是進(jìn)一步提高天然氣利用率的重要途徑。

近年來，已出現(xiàn)多種形式的煙氣余熱回收裝置或系統(tǒng)，主要包含兩種形式：一種是利用煙氣與水之間的間接接觸換熱來實(shí)現(xiàn)熱量回收，該方式通常僅能回收利用煙氣余熱中的顯熱部分，對(duì)潛熱(煙氣中的水蒸氣)部分的回收利用效果有限，且受到煙氣中氮氧化物、硫化物等影響所需氣-液換熱裝置的成本高昂。近年來隨著吸收式換熱等技術(shù)的發(fā)展成熟，采用吸收式熱泵或其它低溫冷源來使得煙氣與水直接或間接接觸換熱、實(shí)現(xiàn)煙氣顯熱和潛熱同時(shí)回收的裝置也得到了快速發(fā)展。例如，專利號(hào)為201210576484.5的中國發(fā)明專利公開了一種回收煙氣余熱的直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組，利用直燃機(jī)產(chǎn)生冷凍水來對(duì)煙氣余熱進(jìn)行回收利用；專利號(hào)為201010238743.4的中國發(fā)明專利公開了一種基于溶液吸收循環(huán)的煙氣全熱回收系統(tǒng)，利用吸收式循環(huán)來實(shí)現(xiàn)煙氣與溶液間的熱質(zhì)交換。但目前的煙氣余熱回收系統(tǒng)在同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣顯熱、潛熱回收的過程中，通常系統(tǒng)復(fù)雜程度較高，如何進(jìn)一步構(gòu)建簡便、緊湊的煙氣余熱回收系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)煙氣熱量的高效回收利用，是在實(shí)際供熱系統(tǒng)中提高天然氣利用效率需要解決的重要問題。

另一種是在空調(diào)系統(tǒng)中既回收顯熱又能回收潛熱的全熱回收裝置，相對(duì)于顯熱回收裝置而言通常具有更大的節(jié)能潛力。目前常用的全熱回收裝置主要包括轉(zhuǎn)輪式全熱回收器、翅板式全熱回收器以及溶液式全熱回收裝置等類型，其中采用固體吸濕材料的轉(zhuǎn)輪式熱回收裝置，由于固體吸濕材料的比表面積大、轉(zhuǎn)輪蜂窩狀結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢(shì)，在較小的體積下即可實(shí)現(xiàn)空氣與固體吸濕劑熱質(zhì)交換過程的ntu(傳遞單元數(shù))超過10，而溶液式全熱回收裝置可達(dá)到的熱質(zhì)交換過程的ntu通常在5以下。因而固體吸濕劑的轉(zhuǎn)輪式熱回收裝置可實(shí)現(xiàn)較高的全熱回收效率，是實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)空氣之間能量回收的有效途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種包含噴淋式處理裝置和固體吸濕劑熱回收單元的鍋爐煙氣余熱回收裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種鍋爐煙氣余熱回收裝置，包括與鍋爐的煙氣出口相連通的直接噴淋式煙氣熱回收單元，其特征在于，該裝置還包括旋轉(zhuǎn)式的固體吸濕劑熱回收單元，由所述直接噴淋式煙氣熱回收單元流出的鍋爐煙氣先與所述固體吸濕劑熱回收單元進(jìn)行熱質(zhì)交換，所述鍋爐煙氣被所述固體吸濕劑熱回收單元吸收熱量和水分后成為排煙；然后所述固體吸濕劑熱回收單元旋轉(zhuǎn)至與室外風(fēng)進(jìn)行熱質(zhì)交換，所述室外風(fēng)被所述固體吸濕劑熱回收單元加熱加濕后成為鍋爐進(jìn)風(fēng)并被送至所述鍋爐中。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述固體吸濕劑熱回收單元包括：殼體；固體吸濕劑處理模塊，所述固體吸濕劑處理模塊轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于所述殼體內(nèi)且與所述殼體之間存在環(huán)形空間；分隔隔板，所述分隔隔板將所述固體吸濕劑處理模塊的內(nèi)部通道分隔為煙氣處理通道和鍋爐進(jìn)風(fēng)處理通道；同時(shí)，所述分隔隔板將所述環(huán)形空間分隔為煙氣流通通道和鍋爐進(jìn)風(fēng)流通通道，且所述煙氣處理通道經(jīng)所述固體吸濕劑處理模塊與所述煙氣流通通道相連通，所述鍋爐進(jìn)風(fēng)處理通道經(jīng)所述固體吸濕劑處理模塊與所述鍋爐進(jìn)風(fēng)流通通道相連通；所述煙氣處理通道的進(jìn)口與所述直接噴淋式煙氣熱回收單元的煙氣出口相連通，所述鍋爐進(jìn)風(fēng)流通通道的出口與所述鍋爐的進(jìn)氣口相連通。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述直接噴淋式煙氣熱回收單元包括煙氣-水噴淋塔、循環(huán)水泵和水-水換熱器；所述煙氣-水噴淋塔底部的溶液出口經(jīng)所述循環(huán)水泵和水-水換熱器連接所述煙氣-水噴淋塔的噴淋進(jìn)口，所述水-水換熱器的換熱端進(jìn)水管連接熱網(wǎng)回水，出水管經(jīng)所述鍋爐后連接熱網(wǎng)供水。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述殼體為兩端敞口的圓筒形結(jié)構(gòu)，所述固體吸濕劑處理模塊為兩端敞口的圓環(huán)形柱體結(jié)構(gòu)，且所述固體吸濕劑處理模塊由蜂窩狀基體制作而成，其上貼附有固體吸濕劑；所述固體吸濕劑處理模塊通過轉(zhuǎn)軸同軸地轉(zhuǎn)動(dòng)支撐于所述殼體內(nèi)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述固體吸濕劑處理模塊還包括兩個(gè)半圓形的端蓋，其中一個(gè)所述端蓋封閉設(shè)置在所述煙氣處理通道的出口處，另一個(gè)所述端蓋封閉設(shè)置在所述鍋爐進(jìn)風(fēng)處理通道的出口處。

一種鍋爐煙氣余熱回收裝置，包括與鍋爐的煙氣出口相連通的直接噴淋式煙氣熱回收單元，其特征在于，該裝置還包括固體吸濕劑轉(zhuǎn)輪，由所述直接噴淋式煙氣熱回收單元流出的鍋爐煙氣先流經(jīng)所述固體吸濕劑轉(zhuǎn)輪的除濕區(qū)，與其中的固體吸濕劑進(jìn)行熱質(zhì)交換，所述鍋爐煙氣中的熱量和水分被所述固體吸濕劑吸收后成為排煙；室外風(fēng)流經(jīng)所述固體吸濕劑轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)，與其中的固體吸濕劑進(jìn)行熱質(zhì)交換，所述室外風(fēng)被加熱加濕后成為鍋爐進(jìn)風(fēng)并被送至所述鍋爐中。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明提出了一種采用固體吸濕劑的鍋爐煙氣余熱回收系統(tǒng)，由獨(dú)立設(shè)置的直接噴淋式煙氣熱回收單元和固體吸濕劑熱回收單元等組成，其利用直接噴淋式煙氣熱回收單元來與煙氣直接接觸進(jìn)行熱量回收，利用固體吸濕劑熱回收單元與鍋爐煙氣及鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)行熱質(zhì)交換，實(shí)現(xiàn)煙氣中水蒸氣潛熱的有效回收利用，并利用回收熱量預(yù)熱熱網(wǎng)回水，有效改善鍋爐供熱系統(tǒng)能源利用效率。2、本發(fā)明采用固體吸濕劑處理單元來實(shí)現(xiàn)煙氣與鍋爐進(jìn)風(fēng)之間的全熱換熱過程，并可以通過一定的工藝處理來將固體吸濕劑處理單元做成圓環(huán)形或轉(zhuǎn)輪式，利用固體吸濕劑的旋轉(zhuǎn)分別與鍋爐煙氣及鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)行熱質(zhì)交換，固體吸濕劑與煙氣熱質(zhì)交換過程中煙氣中的熱量、水蒸氣等被固體吸濕劑吸收，待固體吸濕劑旋轉(zhuǎn)至與鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)行熱質(zhì)交換時(shí)再將熱量、水分傳遞給鍋爐進(jìn)風(fēng)，從而實(shí)現(xiàn)煙氣中水蒸氣潛熱熱量的有效回收并預(yù)熱鍋爐進(jìn)風(fēng)、提高鍋爐進(jìn)風(fēng)溫濕度水平，有效改善煙氣余熱回收過程的匹配特性。3、本發(fā)明利用直接噴淋式煙氣熱回收單元來實(shí)現(xiàn)煙氣熱量的部分回收利用，燃?xì)忮仩t出口的煙氣首先流經(jīng)該直接噴淋式煙氣余熱回收單元，以水作為噴淋媒介來與煙氣進(jìn)行直接接觸的全熱換熱實(shí)現(xiàn)熱量回收，同時(shí)設(shè)置水-水換熱器來利用噴淋式熱回收過程得到的熱水來對(duì)熱網(wǎng)回水進(jìn)行預(yù)熱，之后熱網(wǎng)回水再進(jìn)入鍋爐進(jìn)行進(jìn)一步加熱，滿足熱網(wǎng)供水溫度的需求。4、本發(fā)明的煙氣余熱熱量回收過程及熱網(wǎng)水加熱過程均可實(shí)現(xiàn)梯級(jí)處理過程，即利用直接噴淋式煙氣熱回收單元與固體吸濕劑處理單元構(gòu)建更匹配地?zé)煔庥酂峄厥障到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣熱量的梯級(jí)回收利用，有效改善燃?xì)忮仩t供熱系統(tǒng)能源利用效率；同時(shí)，鍋爐進(jìn)風(fēng)經(jīng)過與煙氣的全熱回收過程被加熱加濕后再進(jìn)入鍋爐，可有效提高鍋爐煙氣出口的露點(diǎn)溫度，有助于利用直接噴淋式煙氣熱回收單元來回收高溫段的熱量預(yù)熱熱網(wǎng)回水，熱網(wǎng)回水加熱過程由煙氣余熱及鍋爐共同完成，實(shí)現(xiàn)了加熱過程的梯級(jí)進(jìn)行及熱量品位的梯級(jí)利用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明固體吸濕劑處理模塊的運(yùn)行原理剖面圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發(fā)明，它們不應(yīng)該理解成對(duì)本發(fā)明的限制。

實(shí)施例1：

圖1展示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1提供的采用固體吸濕劑的鍋爐煙氣余熱回收裝置，該裝置包括燃?xì)忮仩t10、直接噴淋式煙氣熱回收單元20和固體吸濕劑熱回收單元30。

其中，直接噴淋式煙氣熱回收單元20包括煙氣-水噴淋塔2、循環(huán)水泵3和水-水換熱器4。煙氣-水噴淋塔2底部的溶液出口經(jīng)循環(huán)水泵3和水-水換熱器4連接煙氣-水噴淋塔2的噴淋進(jìn)口，水-水換熱器4的換熱端進(jìn)水管連接熱網(wǎng)回水，出水管經(jīng)燃?xì)忮仩t10后連接熱網(wǎng)供水。

如圖1、圖2所示，固體吸濕劑熱回收單元30包括固體吸濕劑處理模塊5、轉(zhuǎn)軸6、分隔隔板7、端蓋8和殼體9。殼體9為兩端敞口的圓筒形結(jié)構(gòu)，固體吸濕劑處理模塊5為兩端敞口的圓環(huán)形柱體結(jié)構(gòu)，固體吸濕劑處理模塊5由蜂窩狀基體制作而成，其上貼附有固體吸濕劑(圖中未示出)。固體吸濕劑處理模塊5通過轉(zhuǎn)軸6同軸地轉(zhuǎn)動(dòng)支撐于殼體9內(nèi)，且固體吸濕劑處理模塊5與殼體9之間存在環(huán)形空間。分隔隔板7將固體吸濕劑處理模塊5與殼體11之間的環(huán)形空間以及固體吸濕劑處理模塊5的內(nèi)部通道分隔為上下兩部分，位于分隔隔板7上方的固體吸濕劑處理模塊5內(nèi)部通道形成煙氣處理通道11，位于分隔隔板7上方的環(huán)形空間形成煙氣流通通道12；同時(shí)，位于分隔隔板7下方的固體吸濕劑處理模塊5內(nèi)部通道形成鍋爐進(jìn)風(fēng)處理通道13，位于分隔隔板7下方的環(huán)形空間形成鍋爐進(jìn)風(fēng)流通通道14。兩個(gè)端蓋8均為半圓形結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)端蓋8封閉設(shè)置在煙氣處理通道11的出口處，另一個(gè)端蓋10封閉設(shè)置在鍋爐進(jìn)風(fēng)處理通道13的出口處。煙氣處理通道11的進(jìn)口與煙氣-水噴淋塔2頂部的煙氣出口相連通，鍋爐進(jìn)風(fēng)流通通道14的出口與燃?xì)忮仩t10的進(jìn)氣口相連通。

本實(shí)施例提供的煙氣余熱回收裝置在工作時(shí)，其工作流程如下：

1)由燃?xì)忮仩t1排出的煙氣首先進(jìn)入直接噴淋式煙氣熱回收單元20中進(jìn)行熱量回收，煙氣由煙氣-水噴淋塔2底部進(jìn)入，與從頂部噴淋而下的水進(jìn)行逆流熱質(zhì)交換過程，煙氣中的部分熱量和水分等被噴淋水吸收，之后煙氣由煙氣-水噴淋塔2頂部的煙氣出口流出。

2)噴淋水在回收煙氣熱量后被加熱，經(jīng)由煙氣-水噴淋塔2底部的溶液出口流出，并在循環(huán)水泵3的作用下被送至水-水換熱器4中，與熱網(wǎng)回水在水-水換熱器4中進(jìn)行換熱，之后流回至煙氣-水噴淋塔2頂部完成噴淋水的循環(huán)過程。

3)與此同時(shí)，熱網(wǎng)回水在流經(jīng)水-水換熱器4被預(yù)熱后繼續(xù)進(jìn)入燃?xì)忮仩t1中，被加熱至適宜的溫度水平后成為熱網(wǎng)供水送出。

4)由煙氣-水噴淋塔2頂部流出的煙氣由煙氣處理通道11的進(jìn)口流入固體吸濕劑處理模塊5中，在煙氣處理通道11中煙氣與其中的固體吸濕劑處理模塊5直接接觸，并與其中的固體吸濕劑進(jìn)行熱質(zhì)交換，將熱量和水分傳遞給固體吸濕劑，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的降溫、降濕；之后煙氣流經(jīng)固體吸濕劑處理模塊5后向上進(jìn)入煙氣流通通道12中，最終由煙氣流通通道12的出風(fēng)口送出，成為排煙。

5)與此同時(shí)，室外風(fēng)經(jīng)由鍋爐進(jìn)風(fēng)處理通道13的進(jìn)口流入固體吸濕劑處理模塊5，在鍋爐進(jìn)風(fēng)處理通道13中室外風(fēng)與其中的固體吸濕劑處理模塊5直接接觸并與固體吸濕劑進(jìn)行熱質(zhì)交換，固體吸濕劑中的熱量和水分傳遞給室外風(fēng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)室外風(fēng)的加熱加濕處理；之后室外風(fēng)流經(jīng)固體吸濕劑處理模塊5后向下進(jìn)入鍋爐進(jìn)風(fēng)流通通道14中，最終由鍋爐進(jìn)風(fēng)流通通道14的出風(fēng)口送出，成為鍋爐進(jìn)風(fēng)。

6)在進(jìn)行上述步驟4)和步驟5)的同時(shí)，固體吸濕劑處理模塊5在轉(zhuǎn)軸6的驅(qū)動(dòng)下可在煙氣和室外風(fēng)之間旋轉(zhuǎn)，在煙氣處理通道11中與煙氣進(jìn)行熱質(zhì)交換后的固體吸濕劑可旋轉(zhuǎn)至下部并與室外風(fēng)進(jìn)行熱質(zhì)交換，固體吸濕劑處理模塊5在煙氣與室外風(fēng)之間的循環(huán)可實(shí)現(xiàn)二者之間的全熱回收過程。

7)之后鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)一步被引入燃?xì)忮仩t10中，滿足天然氣等在燃?xì)忮仩t10中的燃燒需求，天然氣燃燒后由燃?xì)忮仩t10排出煙氣，進(jìn)入直接噴淋式煙氣熱回收單元20，完成整個(gè)由室外風(fēng)到煙氣再到排煙的燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收處理過程。

實(shí)施例2：

圖3展示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2提供的采用固體吸濕劑轉(zhuǎn)輪的鍋爐煙氣余熱回收裝置，該煙氣余熱回收裝置與實(shí)施例1提供的鍋爐煙氣余熱回收裝置相比，區(qū)別僅在于：采用固體吸濕劑轉(zhuǎn)輪1來實(shí)現(xiàn)煙氣與室外風(fēng)之間的全熱回收過程，即由煙氣-水噴淋塔2頂部流出的煙氣直接流經(jīng)固體吸濕劑轉(zhuǎn)輪1的除濕區(qū)，與其中的固體吸濕劑進(jìn)行熱質(zhì)交換，煙氣中的熱量和水分被固體吸濕劑吸收后成為排煙；室外風(fēng)流經(jīng)固體吸濕劑轉(zhuǎn)輪1的再生區(qū)，與其中的固體吸濕劑進(jìn)行熱質(zhì)交換，室外風(fēng)被加熱加濕后成為鍋爐進(jìn)風(fēng)并被送至燃?xì)忮仩t10中。

上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。