一种燃气锅炉烟气干燥的能源塔和锅炉烟气干燥方法与流程

1.本发明涉及锅炉燃气设备技术领域，尤其是一种燃气锅炉烟气干燥的能源塔和锅炉烟气干燥方法。


背景技术：

2.燃气燃烧(ch4 2o2＝co2 2h2o)将产生大量的水蒸汽(1立方天然气燃烧产生1.55kg水蒸汽)，水蒸汽中蕴含有大量的汽化潜热，约占锅炉效率的8
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10％，传统的换热器无法将55
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65℃低温烟气中的低品位热能进行回收，且低温烟气经过烟道在排放过程中冷凝成水，因冷凝水具有弱酸性长期腐蚀金属烟道或钢筋混凝土烟道，造成烟道漏水、渗水，本技术利用直接接触换热方式，可使冷却侧和热烟侧温差降低到5℃以内，使烟气中的水蒸汽充分冷凝，并利用再热可使烟气中残存的少量水分在烟气排出的过程中确保不会冷凝。
3.目前居民小区很多选用燃气(清洁能源)锅炉进行供暖，燃气锅炉的烟囱多为用钢筋混凝土结构或金属。因此燃气锅炉在使用的过程中存在：低温烟气换热端差，无法充分回收低品热能，烟气中水蒸汽难以充分冷凝，烟气冷凝水(弱酸性)腐蚀烟道等问题。为此需要对现有的燃气锅炉的烟气处理设备及方法做进一步的改进。


技术实现要素：

4.为了解决燃气锅炉烟气携带水，以及烟气管道容易遭受腐蚀等问题，本发明提供了一种燃气锅炉烟气干燥的能源塔和锅炉烟气干燥方法，具体技术方案如下。
5.一种燃气锅炉烟气干燥的能源塔，包括填料罐、换热罐、热水箱和热泵机组，所述热水箱设置在填料罐和换热罐的下方，填料罐和换热罐相邻布置，热泵机组与热水箱通过管道相连，热泵机组还通过管道与供热设备相连；所述高温烟气管与填料罐的上端相连，填料罐的上部还设置有喷淋水管，填料罐内充填有不锈钢填料层；所述填料罐的底部和换热罐的底部相连通，换热罐的下部设置有旋流片，换热罐的上部设置有折流板换热片，换热罐的顶部连接有烟气排放管；所述热水箱的底部还配置有排污管，热水箱的上方还设置有溢流管。
6.优选的是，填料罐中烟气流动的方向是自上向下，所述喷淋水管喷水方向与烟气流动方向相同或夹角为锐角，喷淋管进水的温度为0
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25℃。
7.优选的是，填料罐内的不锈钢填料层体积大于填料罐内部空间体积的1/2，所述填料罐和换热罐均呈圆筒状。
8.优选的是，换热罐的烟气排放管处设置有变频负压风机，烟气排放管和烟道相连。
9.进一步优选的是，旋流片将烟气导流进入折流板换热片，高温烟气旋流进入折流换热片；折流换热片的上方设置有进水管，折流换热片的下方还设置有出水管。
10.进一步优选的是，不锈钢填料层为316l不锈钢填料，所述折流板换热片为316l折流板换热片，所述换热罐内还设置有再热器，烟气排放管排出烟气的温度小于5℃；所述喷淋水管和进水管中的冷却水ph值小于等于6.4。
11.进一步优选的是，排污管和溢流管相连，所述排污管上还设置有排污阀。
12.一种燃气锅炉烟气干燥的方法，利用上述的一种燃气锅炉烟气干燥的能源塔，步骤包括：
13.s1.高温烟气导入填料罐，喷淋冷却水混合高温烟气；
14.s2.混合冷却水的高温烟气经过与不锈钢填料层碰撞，烟气中的水蒸气冷凝并于冷却水结合成水滴落入热水箱；
15.s3.经过填料罐冷却后的低温烟气中含有少量的水蒸气，低温烟气经过旋流片导流旋转上升进入折流板换热片，低温烟气中的水蒸气继续冷凝落入热水箱；
16.s4.热水箱内的热媒水经过热泵机组泵送至供热设备，供热设备用热。
17.还进一步优选的是，热媒水中加入药剂，调节热媒水的ph值。
18.还进一步优选的是，再热器加热干燥烟气至30℃，再热器根据工作环境温度调节干燥烟气温度。
19.本发明提供的一种燃气锅炉烟气干燥的能源塔和锅炉烟气干燥方法有益效果是：该能源塔可以根据烟气锅炉的负荷自动调整，从而保证设备整体处于合理经济的运营区间；填料罐内利用不锈钢填料层和喷淋水管可以实现高温烟气的降温冷凝；换热罐利用旋流片引导低温烟气按一定的方向进入折流板换热片，从而可以使烟气持续降温冷凝，并将烟气中的水分析出，保证了烟气的干燥；热媒水加药处理后保证了供热管路的安全。利用该方法干燥烟气不仅可以避免烟气冷凝水对烟道的腐蚀，还可以回收利用余热，提高了经济效益。
附图说明
20.为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是燃气锅炉烟气干燥的能源塔的机构示意图；
22.图2是旋流片的排列结构示意图；
23.图3是烟气管路布置图；
24.图4是锅炉烟气干燥方法的流程示意图；
25.图中：1
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填料罐，2
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换热罐，3
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热水箱，4
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热泵机组，5
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喷淋水管，6
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不锈钢填料层，7
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旋流片，8
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折流板换热片，9
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排污管，10
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溢流管，11
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变频负压风机，12
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排污阀，13
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进水管，14
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再热器，15
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供热设备。
具体实施方式
26.结合图1至图4所示，对本发明提供的一种燃气锅炉烟气干燥的能源塔和锅炉烟气干燥方法具体实施方式进行说明。
27.一种燃气锅炉烟气干燥的能源塔，包括填料罐1、换热罐2、热水箱3和热泵机组4，填料罐1和换热罐2相互配合对高温烟气进行冷却，并回收烟气中的水和热量至热水箱，热水箱经过热泵机组将热水送至供热设备，实现烟气余热的重复利用。
28.热水箱设置在填料罐1和换热罐2的下方，填料罐1和换热罐2相邻布置，从而使经过填料罐1换热后的低温烟气方便的流入换热罐，热泵机组4与热水箱3通过管道相连，热泵机组4还通过管道与供热设备15相连。供热设备15包括散热器片、风机盘管和地暖盘管等，用热的装置。高温烟气管与填料罐1的上端相连，高温烟气管内的烟气向下进入填料罐1，填料罐的上部还设置有喷淋水管5，喷淋水管5内的冷水进入并通过喷头喷雾，填料罐1内充填有不锈钢填料层，不锈钢填料层6结构比较稳定、耐腐蚀，完成高温烟气的换热，烟气撞击填料层后快速冷凝。填料罐1的底部和换热罐2的底部相连通，供烟气流动，换热罐的下部设置有旋流片，旋流片7呈螺旋状布置，换热罐2的上部设置有折流板换热片，折流板换热片8处进行烟气的二次换热，换热罐2的顶部连接有烟气排放管，烟气排放管和燃气锅炉的烟道相连。热水箱3的底部还配置有排污管，热水箱3的上方还设置有溢流管，保证热水箱的平稳运行，并方便清理底部的沉淀物。
29.填料罐1中烟气流动的方向是自上向下，喷淋水管5喷水方向与烟气流动方向相同或夹角为锐角，从而增加了高温烟气和冷却水的混合时间，喷淋管进水的温度为0
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25℃，具体根据外界环境温度进行调节。填料罐1内的不锈钢填料层体积大于填料罐内部空间体积的1/2，从而保证了填料层和高温烟气混合物与其充分碰撞，填料罐1和换热罐2均呈圆筒状，其贴临一侧呈长方形；或者可以设计填料罐和换热罐的截面分别为矩形，填料罐和换热罐内部空间连通形成一个密闭的空间。
30.换热罐2的烟气排放管处设置有变频负压风机11，从而可以保证烟气在填料罐1和换热罐2之间的流通，烟气排放管和烟道相连。旋流片7将烟气导流进入折流板换热片，高温烟气旋流进入折流换热片8；折流换热片8的上方设置有进水管13，折流换热片8的下方还设置有出水管，通入冷却水可以冷却折流换热片。不锈钢填料层6为316l不锈钢填料，折流板换热片为316l折流板换热片，换热罐内还设置有再热器，烟气排放管排出烟气的温度小于5℃。喷淋水管和进水管中的冷却水ph值小于等于6.4，冷却水在回收利用时需加药中和，防止管道设备腐蚀。
31.排污管9和溢流管10相连，保证热水箱中的水量稳定，不会溢出，排污管9上还设置有排污阀12，定期清理热水箱内的泥污。
32.一种燃气锅炉烟气干燥的方法，利用上述的一种燃气锅炉烟气干燥的能源塔回收烟气中的水蒸气余热，并解决冷凝水腐蚀的问题，具体步骤包括：
33.s1.50
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70℃的高温烟气导入填料罐中，喷淋冷却水混合高温烟气。
34.s2.混合冷却水的高温烟气经过与不锈钢填料层碰撞，烟气中的水蒸气冷凝并于冷却水结合成水滴落入热水箱，吸收烟气中的余热进行供热，可提高经济效益7％
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10％。
35.s3.经过填料罐冷却后的低温烟气中含有少量的水蒸气，低温烟气经过旋流片导流旋转上升进入折流板换热片，增加烟气于折流板的碰撞，低温烟气中的水蒸气继续冷凝落入热水箱。
36.s4.热水箱内的热媒水经过热泵机组泵送至供热设备，供热设备用热。其中热媒水中加入药剂，调节热媒水的ph值。供热设备提取完热量的冷却水继续进入折流板换热片、喷淋塔与烟气进行换热，形成一套完整的吸热、换热、干燥烟气的流程。
37.再热器加热干燥烟气至30℃，再热器根据工作环境温度调节干燥烟气温度。烟气经过此能源塔冷凝换热后经烟囱排出过程中基本无冷凝水洗出，可有效防止不锈钢烟道焊
口或水泥混凝土烟道腐蚀，并且排烟口无可视烟羽。
38.该能源塔可以根据烟气锅炉的负荷自动调整，从而保证设备整体处于合理经济的运营区间；填料罐内利用不锈钢填料层和喷淋水管可以实现高温烟气的降温冷凝；换热罐利用旋流片引导低温烟气按一定的方向进入折流板换热片，从而可以使烟气持续降温冷凝，并将烟气中的水分析出，保证了烟气的干燥；热媒水加药处理后保证了供热管路的安全。利用该方法干燥烟气不仅可以避免烟气冷凝水对烟道的腐蚀，还可以回收利用余热，提高了经济效益。
39.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。