本發(fā)明涉及余熱回收領(lǐng)域，特別涉及具有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)的煙氣余熱回收裝置。

背景技術(shù)：

燃煤鍋爐所排放的煙氣中會含有粉塵、水分、SOx、NOx等雜質(zhì)，為防止因煙氣溫度低于酸露點(diǎn)而出現(xiàn)設(shè)備低溫酸腐蝕和飛灰板結(jié)堵塞煙氣通道的情況出現(xiàn)，經(jīng)過一級或多級省煤器和空氣預(yù)熱器換熱后的排煙溫度均控制在酸露點(diǎn)之上，大約為135至200℃。之后，煙氣再經(jīng)過除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)和煙囪排入大氣。由于煙氣的排放溫度較高，由此造成的鍋爐排煙熱損失高達(dá)6至10％。尤其是中小型鍋爐的熱效率又遠(yuǎn)低于大型鍋爐熱效率，燃料浪費(fèi)現(xiàn)象更為嚴(yán)重。此外，鍋爐的脫硫系統(tǒng)常采用堿法脫硫，需要投入大量價高的堿溶液，因此脫硫成本也很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了具有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)的煙氣余熱回收裝置，包括依次設(shè)置在鍋爐排煙管道上的除塵器、脫硫塔、引風(fēng)機(jī)和煙囪；除塵器與脫硫塔之間的排煙管道上設(shè)有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)，垂直低阻力冷卻系統(tǒng)包括中空的散熱柱，散熱柱內(nèi)部放置有制冷劑；

散熱柱的進(jìn)液口通過第一管路與設(shè)置在鍋爐進(jìn)風(fēng)管路的空氣預(yù)熱器的出液口相連通，散熱柱的出液口通過第二管路與鍋空氣預(yù)熱器的進(jìn)液口相連通；

散熱柱周向的外壁上均勻分布有若干根線狀折彎換熱件，線狀折彎換熱件經(jīng)彎折后的兩端固定連接在散熱柱上，相鄰的線狀折彎換熱件相互交錯分布，散熱柱沿軸向環(huán)繞有若干根相互平行的金屬絲，金屬絲與線狀折彎換熱件外側(cè)固定連接。

其有益效果是，散熱柱表面設(shè)有多層多列線狀折彎金屬絲和線狀折彎換熱件，而非傳統(tǒng)的散熱片，多層多列線狀折彎換熱件大大增加了接觸傳熱面積，換熱制冷除濕效果更好。

線狀折彎換熱件和金屬絲通過焊接固定在散熱柱上，連接更加穩(wěn)固，線狀折彎換熱件和金屬絲不易從散熱柱上松脫，而且也利于方便焊接工序的進(jìn)行。

每層線狀折彎換熱件再一次增加了每層的傳熱面積，換熱效果進(jìn)一步增強(qiáng)，換熱效率更高，換熱更理想，同時線狀折彎換熱件還對同一層的線狀折彎金屬絲起到一個穩(wěn)固連接的作用。

垂直低阻力冷卻系統(tǒng)充分利用煙氣中水蒸汽的汽化潛熱，回收了燃料的高位發(fā)熱量(鍋爐通常采用低位發(fā)熱量核算熱效率)，實(shí)現(xiàn)熱量的高效能回收。

垂直低阻力冷卻系統(tǒng)可以凝結(jié)煙氣中的SO_X和NO_X，采用防酸腐蝕材料，可以有效捕獲鍋爐排煙中85％左右的酸露，大大減輕了后續(xù)脫硫塔的負(fù)荷。因此本發(fā)明的具有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)鍋爐煙氣余熱回收裝置兼具酸液捕獲、搜集、處理功能，裝置簡單，處理鍋爐煙氣中SO_X和NO_X的運(yùn)行成本極低。

鍋爐燃燒所需的冷空氣預(yù)熱量及鍋爐所需的軟化水預(yù)熱量完全可以由垂直低阻力冷卻系統(tǒng)所采集的低溫余熱提供，實(shí)現(xiàn)了熱能的充分利用。

在鍋爐的排煙管路上加裝本發(fā)明的具有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)鍋爐煙氣余熱回收裝置，可使鍋爐尾氣的排煙溫度由130至200℃降至80℃以下，能夠使鍋爐熱效率提高6至10％，同時因?yàn)槭褂昧肆畠r的石灰石和水，又大大降低了脫硫成本。

在一些實(shí)施方式中，散熱柱的頂部設(shè)有沖洗裝置，散熱柱下方設(shè)有集液箱，集液箱下部設(shè)有中和池。其有益效果是，垂直低阻力冷卻系統(tǒng)位于除塵器之后，能夠有效避免了煙氣中99％的粉塵對散熱柱的影響，便于采用簡單的沖洗裝置對散熱柱進(jìn)行清理灰塵。

在一些實(shí)施方式中，第一管路和第二管路上分別旁設(shè)有第一支管和第二支管，第一支管和第二支管與設(shè)置在水箱內(nèi)的換熱器的進(jìn)液口和出液口分別相連通。其有益效果是，

在一些實(shí)施方式中，第一管路或第二管路上設(shè)有循環(huán)泵。其有益效果是，換熱介質(zhì)放熱后經(jīng)循環(huán)泵又重新回到垂直低阻力冷卻系統(tǒng)進(jìn)行吸熱升溫的熱交換。

在一些實(shí)施方式中，第一支管和第二支管上分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥。其有益效果是，通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入空氣預(yù)熱器和鍋爐水箱中的換熱介質(zhì)，控制熱量分配，以此達(dá)到調(diào)節(jié)鍋爐進(jìn)風(fēng)和鍋爐用水溫度的目地。

在一些實(shí)施方式中，集液箱為漏斗式結(jié)構(gòu)，集液箱的內(nèi)表面涂覆有防腐涂層。其有益效果是，防腐涂層可以有效防止酸液的腐蝕。

在一些實(shí)施方式中，中和池的內(nèi)表面涂覆有防腐涂層，中和池內(nèi)部盛放石灰石和水。其有益效果是，防腐涂層可以有效防止酸液的腐蝕。石灰石價廉易得，價格低于傳統(tǒng)除硫所用的堿液，可大大節(jié)省企業(yè)的除硫成本。

在一些實(shí)施方式中，散熱柱、線狀折彎換熱件和金屬絲的材質(zhì)為銅。其有益效果是，銅的冷熱傳導(dǎo)性能更好，增強(qiáng)換熱效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的具有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)的煙氣余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式的具有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)的煙氣余熱回收裝置中的垂直低阻力冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1至圖2所示對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1至圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的具有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)的煙氣余熱回收裝置。如圖1至圖2所示，該具有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)的煙氣余熱回收裝置，包括依次設(shè)置在鍋爐1排煙管道上的除塵器2、脫硫塔4、引風(fēng)機(jī)5和煙囪6；除塵器2與脫硫塔4之間的排煙管道上設(shè)有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3，垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3包括中空的散熱柱31，散熱柱31內(nèi)部放置有制冷劑；

散熱柱31的進(jìn)液口通過第一管路7與設(shè)置在鍋爐1進(jìn)風(fēng)管路的空氣預(yù)熱器8的出液口相連通，散熱柱31的出液口通過第二管路9與鍋空氣預(yù)熱器8的進(jìn)液口相連通；

散熱柱31周向的外壁上均勻分布有若干根線狀折彎換熱件32，線狀折彎換熱件32經(jīng)彎折后的兩端固定連接在散熱柱31上，相鄰的線狀折彎換熱件32相互交錯分布，散熱柱31沿軸向環(huán)繞有若干根相互平行的金屬絲33，金屬絲33與線狀折彎換熱件32外側(cè)固定連接。

其有益效果是，散熱柱31表面設(shè)有多層多列線狀折彎金屬絲33和線狀折彎換熱件32，而非傳統(tǒng)的散熱片，多層多列線狀折彎換熱件32大大增加了接觸傳熱面積，換熱制冷除濕效果更好。

線狀折彎換熱件32和金屬絲33通過焊接固定在散熱柱31上，連接更加穩(wěn)固，線狀折彎換熱件32和金屬絲33不易從散熱柱31上松脫，而且也利于方便焊接工序的進(jìn)行。

每層線狀折彎換熱件32再一次增加了每層的傳熱面積，換熱效果進(jìn)一步增強(qiáng)，換熱效率更高，換熱更理想，同時線狀折彎換熱件32還對同一層的線狀折彎金屬絲33起到一個穩(wěn)固連接的作用。

垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3充分利用煙氣中水蒸汽的汽化潛熱，回收了燃料的高位發(fā)熱量(鍋爐1通常采用低位發(fā)熱量核算熱效率)，實(shí)現(xiàn)熱量的高效能回收。

垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3可以凝結(jié)煙氣中的SO_X和NO_X，采用防酸腐蝕材料，可以有效捕獲鍋爐1排煙中85％左右的酸露，大大減輕了后續(xù)脫硫塔4的負(fù)荷。因此本發(fā)明的具有垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3鍋爐1煙氣余熱回收裝置兼具酸液捕獲、搜集、處理功能，裝置簡單，處理鍋爐1煙氣中SO_X和NO_X的運(yùn)行成本極低。

水箱中被加熱的軟化水可供給鍋爐1用軟化水，如果有富裕，也可以用于其他工業(yè)用途或生活用途。

第一管路7和第一支管上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入空氣預(yù)熱器8和鍋爐1水箱中的換熱介質(zhì)，控制熱量分配，以此達(dá)到調(diào)節(jié)鍋爐1進(jìn)風(fēng)和鍋爐1用軟化水溫度的目地。

垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3的內(nèi)設(shè)置有沖洗裝置(如噴嘴組)用于沖洗垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3中的散熱柱31上的積灰，沖洗裝置可設(shè)置在該散熱柱31的上方，也可以設(shè)置在該散熱柱31的側(cè)方；在垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3的散熱柱31下方還可以設(shè)置漏斗式的集液箱，集液箱下方設(shè)置有中和池。

垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3中的散熱柱31采用防酸腐材料制成，集液箱和中和池的內(nèi)表面均涂覆有防酸腐材料涂層，可以有效防止酸液的腐蝕。集液箱和中和池也可以采用防酸材料制成。在中和池內(nèi)承裝有石灰石和水。

使用時，鼓風(fēng)機(jī)將空氣引入空氣預(yù)熱器8進(jìn)行預(yù)熱后，進(jìn)入鍋爐1，鍋爐1燃燒所拍煙氣經(jīng)過除塵器2除去大部分煙塵，之后進(jìn)入垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3中，經(jīng)過散熱柱31換熱，鍋爐1煙氣由160℃作用降至80℃作用，最后降溫除塵后的鍋爐1煙氣經(jīng)過脫硫塔4后送至引風(fēng)機(jī)5通過煙囪6排放。

鍋爐1煙氣經(jīng)過除塵器2后已經(jīng)除去了大部分煙塵，位于除塵器2之后的垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3的散熱柱31中僅有少量積塵，還可以在除塵器2的殼體內(nèi)設(shè)置沖洗裝置進(jìn)行定期沖洗積塵，該沖洗裝置可以設(shè)置在散熱柱31的上方，也可以根據(jù)管路連接情況，將沖洗裝置設(shè)置在垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3的側(cè)方。

然后通過集液箱收集進(jìn)入中和池內(nèi)，并通過普通石灰石和水將含灰酸液中和為中性物質(zhì)。石灰石價廉易得，價格低于傳統(tǒng)除硫所用的堿液，可大大節(jié)省企業(yè)的除硫成本。本發(fā)明可以有效捕獲鍋爐1排煙中85％左右的酸露，大大減輕了后續(xù)脫硫塔4的負(fù)荷。

鍋爐1煙氣與垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3進(jìn)行熱交換，垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3的換熱介質(zhì)吸熱，溫度升高，一部分進(jìn)入空氣預(yù)熱器8，一部分進(jìn)入鍋爐1水箱；

進(jìn)入空氣預(yù)熱器8的換熱介質(zhì)與低溫空氣進(jìn)行熱交換后，空氣吸熱，溫度升高，完成鍋爐1進(jìn)風(fēng)的遇熱；

進(jìn)入鍋爐1水箱的換熱介質(zhì)與軟化水進(jìn)行熱交換后，軟化水吸熱，溫度升高，通過鍋爐1水箱的軟化水出口進(jìn)入鍋爐1軟化水進(jìn)口，即實(shí)現(xiàn)了對鍋爐1軟化水的加熱，換熱介質(zhì)放熱后經(jīng)循環(huán)泵又重新回到垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3進(jìn)行吸熱升溫的熱交換。

在此過程中，鍋爐1煙氣從160℃左右降至80℃左右，其中的水蒸氣凝結(jié)，SO_X和NO_X絕大部分凝結(jié)為酸露，使用這種垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3充分利用了鍋爐1煙氣中水蒸氣的汽化潛熱，高效回收了熱量；利用本發(fā)明的熱循環(huán)管路實(shí)現(xiàn)回收熱量對鍋爐1冷空氣的預(yù)熱及對鍋爐1所需軟化水的預(yù)熱，真正實(shí)現(xiàn)了熱能的閉環(huán)應(yīng)用，提高了能源利用率。

除了使用軟化水作為液體換熱介質(zhì)外，還可以根據(jù)工作條件不同使用其它液體(如導(dǎo)熱油、氟利昂等)作為換熱介質(zhì)，適用不同溫度的換熱要求。

在使用軟化水作為換熱介質(zhì)時，可以取消鍋爐1水箱中的換熱器，并使進(jìn)液支管出口深入水箱的液面以下，使高溫軟化水和低溫軟化水直接接觸進(jìn)行熱交換，提高換熱效率。

此時在垂直低阻力冷卻系統(tǒng)3中吸熱升溫的軟化水通過進(jìn)液口直接進(jìn)入鍋爐1水箱，與其中溫度較低的軟化水直接混合，然后一部分通過出液口回到循環(huán)管路，另一部分通過軟化水出口進(jìn)入鍋爐1軟化水進(jìn)口，供給鍋爐1使用。

以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。