一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种烟气余热回收热泵系统，属于能源技术领域。


背景技术：

2.烟气余热回收技术是近几年新兴的低品位余热回收研究方向，比较典型的是喷淋塔烟气余热回收方法，其具有回收余热量较大的特点，但对于改造项目来说建设喷淋塔需要的建设场地一般较难满足，对风烟系统增加的阻力也较大，一般引风机也很难满足，且烟气冷凝水需增加特殊的水处理系统，增加系统的造价和复杂程度。
3.因此，亟需提出一种新型的相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型研发目的是为了解决现有的湿法脱硫烟气余热回收系统烟气冷凝水处理难的问题，在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。
5.本实用新型的技术方案：
6.一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，包括脱硫塔和一体化热泵机组，所述一体化热泵机组包括吸收器、冷凝器、发生器、蒸发器和变相冷却器，吸收器和冷凝器连通，蒸发器和变相冷却器连通；
7.供热管网中的循环水通过热网回水管路进入吸收器，并经过冷凝器换热后从热网供水管路流回供热管网；
8.蒸汽管网中的热蒸汽通过蒸汽管路进入发生器进行换热，换热后结成冷凝水通过凝水管路流出；
9.所述脱硫塔中的高温浆液通过高温浆液管路进入变相冷却器换热成低温浆液后，从低温浆液管路流回脱硫塔顶层浆液管路；
10.所述相变冷却器中为负压状态，高温浆液中的水份在负压环境中蒸发为水蒸汽，水蒸汽经连接管道进入蒸发器冷凝为水。
11.本实用新型为了解决现有的湿法脱硫烟气余热回收技术引风机压头不足及喷淋塔建设场地不足的问题，提出本实用新型的技术方案为：
12.一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，包括脱硫塔和一体化热泵机组，所述一体化热泵机组包括吸收器、冷凝器、发生器、蒸发器和变相冷却器，吸收器和冷凝器连通，蒸发器和变相冷却器连通；
13.供热管网中的循环水通过热网回水管路进入吸收器，并经过冷凝器换热后从热网供水管路流回供热管网；
14.蒸汽管网中的热蒸汽通过蒸汽管路进入发生器进行换热，换热后结成冷凝水通过
凝水管路流出；
15.所述脱硫塔中的高温浆液通过高温浆液管路进入变相冷却器换热成低温浆液后，从低温浆液管路流回脱硫塔顶层浆液管路；
16.所述相变冷却器中为负压状态，高温浆液中的水份在负压环境中蒸发为水蒸汽，水蒸汽经连接管道进入蒸发器冷凝为水。
17.优选的：所述脱硫塔内部安装有除雾器，脱硫塔底部具有脱硫塔浆液池，烟气从脱硫塔的烟气入口管道进入脱硫塔内部，脱硫塔浆液池内的浆液通过顶层浆液喷淋管路和次顶层浆液喷淋管路对烟气进行喷淋，经过喷淋后的烟气通过除雾器后，从烟气出口管路流出。
18.优选的：所述顶层浆液喷淋管路上安装有顶层浆液管道泵，次顶层浆液喷淋管路上安装有次顶层浆液管道泵和低温浆液控制阀门。
19.优选的：所述高温浆液管路上安装有高温浆液管道泵，低温浆液管路上安装有低温浆液管道泵和顶层浆液控制阀门。
20.优选的：所述蒸发器底部设置有凝结水泵，凝水管路上安装有蒸汽疏水泵。
21.优选的：所述蒸发器底部安装有汽水分离器，汽水分离器上设置有真空泵，水蒸气在蒸发器冷凝后，进入汽水分离器，在汽水分离器内，不凝性气体由真空泵抽出，冷凝水由凝结水泵输送到脱硫塔补水或者供热管网补水。
22.本实用新型具有以下有益效果：
23.1.本实用新型的一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，结构简单，设计巧妙，对改造现场空间要求较小，且不对引风机阻力造成影响；
24.2.本实用新型的一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，排烟温度降低，烟气冷却后产生凝水，通过相变蒸发再冷凝，产生的凝结水水质较好，不用二次处理，可直接使用；
25.3.本实用新型的一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，从烟气中回收的余热可用于供热，提高锅炉效率，减少热损失；
26.4.本实用新型的一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，回收余热，增加供热量，节约标煤，减少co2排放，更加环保，适于推广应用。
附图说明
27.图1是一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统的结构示意图；
28.图中10
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供热管网，11
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热网回水管路，12
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热网供水管路，20
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一体化热泵机组，21
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吸收器，22
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冷凝器，23
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发生器，24
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蒸发器，25
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相变冷却器，26
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汽水分离器，27
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真空泵，30
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蒸汽管网，31
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蒸汽管路，32
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凝水管路，40
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脱硫塔，41
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顶层浆液喷淋管路，42
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次顶层浆液喷淋管路，43
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高温浆液管路，44
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低温浆液管路，45
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脱硫塔浆液池，46
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烟气入口管道，47
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除雾器，48
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烟气出口管道，51
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次顶层浆液管道泵，52
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顶层浆液管道泵，53
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高温浆液管道泵，54
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低温浆液管道泵，55
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蒸汽疏水泵，56
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凝结水泵，57
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低温浆液控制阀门，58
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顶层浆液控制阀门。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
30.本实用新型所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
31.具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，包括脱硫塔40和一体化热泵机组20，所述一体化热泵机组20包括吸收器21、冷凝器22、发生器23、蒸发器24和变相冷却器25，吸收器21和冷凝器22连通，蒸发器24和变相冷却器25连通；
32.供热管网10中的循环水通过热网回水管路11进入吸收器21，并经过冷凝器22换热后从热网供水管路12流回供热管网10；
33.蒸汽管网30中的热蒸汽通过蒸汽管路31进入发生器23进行换热，换热后结成冷凝水通过凝水管路32流出；
34.所述脱硫塔40中的高温浆液通过高温浆液管路43进入变相冷却器25换热成低温浆液后，从低温浆液管路44流回脱硫塔40的顶层浆液喷淋管路41；
35.所述相变冷却器25中为负压状态，高温浆液中的水份在负压环境中蒸发为水蒸汽，水蒸汽经连接管道进入蒸发器24冷凝为水。
36.具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，基于具体实施方式一，本实施方式的一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，所述脱硫塔40内部安装有除雾器47，脱硫塔40底部具有脱硫塔浆液池45，烟气从脱硫塔40的烟气入口管道46进入脱硫塔40内部，脱硫塔浆液池45内的浆液通过顶层浆液喷淋管路41和次顶层浆液喷淋管路42对烟气进行喷淋，经过喷淋后的烟气通过除雾器47后，从烟气出口管路48流出。
37.具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，基于具体实施方式一，本实施方式的一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，所述顶层浆液喷淋管路41上安装有顶层浆液管道泵52，次顶层浆液喷淋管路42上安装有次顶层浆液管道泵51和低温浆液控制阀门57。
38.具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，所述高温浆液管路43上安装有高温浆液管道泵53，低温浆液管路44上安装有低温浆液管道泵54和顶层浆液控制阀门58。
39.具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，所述蒸发器24底部设置有凝结水泵56，凝水管路32上安装有蒸汽疏水泵55。
40.具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种相变冷却脱硫浆液
的烟气余热回收热泵系统，所述蒸发器24底部安装有汽水分离器26，汽水分离器26上设置有真空泵27，水蒸气在蒸发器24冷凝后，进入汽水分离器26，在汽水分离器26内，不凝性气体由真空泵27抽出，冷凝水由凝结水泵56输送到脱硫塔40补水或者供热管网10补水。
41.具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种相变冷却脱硫浆液的烟气余热回收热泵系统，其工作过程为：
42.温度较高的烟气经脱硫塔40入口进入，与脱硫浆液直接接触逆流换热，脱硫浆液分为顶层喷淋层和次顶层喷淋层，经改造的顶层喷淋层为低温喷淋层，低温的浆液与烟气接触后温度升高，烟气温度降低，烟气的湿球温度低于露点温度，使其中的水蒸汽凝结为水，与脱硫浆液一起落入脱硫塔浆液池45，脱硫塔池45内的高温浆液由高温浆液泵53打入一体化热泵机组20的相变冷却器25内，相变冷却器25内为负压状态，高温浆液中的水分沸点降低，蒸发为低压水蒸汽，由连通的蒸汽管路进入蒸发器24，使蒸发器24内的冷剂介质蒸发，水蒸汽放出热量，冷凝为水，并进入气水分离器26，不凝性气体由真空泵27抽出，冷凝水由凝结水泵56排出，输送到脱硫塔40补水或者热网补水，一体化热泵机组20采用采暖蒸汽驱动，从烟气中提取的热量将对热网回水进行加热，蒸汽驱动后的疏水由蒸汽疏水泵55送回锅炉系统；
43.具体的工作流程为：高温烟气由脱硫塔40的烟气入口46进入，与脱硫浆液直接接触、逆流换热，烟气温度降低后经除雾器47进入脱硫塔40的烟气排出口48排出，在此过程中，烟气温度降低，烟气的湿球温度低于露点温度，使烟气中的水蒸汽凝结为水，进入到脱硫塔的浆液池45中；温度升高的脱硫浆液在浆液池中由高温浆液泵53经高温浆液管路43进入一体化热泵机组20中的相变冷却器25中，相变冷却器25中为负压状态，高温浆液中的水分在负压环境中蒸发为水蒸汽，水蒸汽经连接管道进入蒸发器24，在蒸发器24内冷凝放热，使蒸发器24内的冷剂介质蒸发，放热后的水蒸汽冷凝为水，进入汽水分离器26，在汽水分离器26内，不凝性气体由真空泵27抽出，冷凝水由凝结水泵56排出，输送到脱硫塔补水或者热网补水；驱动蒸汽由蒸汽管网30的蒸汽管路31进入一体化热泵机组20的发生器23内，驱动后蒸汽疏水由蒸汽疏水泵55经凝水管路32输送到锅炉给水系统；供热管网10的热网回水经热网回水管路11进入一体化热泵机组20的吸收器21和冷凝器22，经吸收器21和冷凝器22加热后，由冷凝器22经热网供水管路12输出。
44.以上工作过程，高温的烟气温度得到降低，使烟气中的显热和潜热得到回收利用，用于加热热网回水，提高了锅炉热效率约5％左右，并回收了烟气中的冷凝水使烟气湿度降低50％左右，有效消除白色烟羽，由于是蒸发冷凝回收的烟气凝水，水质较好，不需二次处理，可直接用于脱硫补水或者热网补水。
45.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
46.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授
权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
47.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
48.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
49.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
50.需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本实用新型不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本实用新型所公开。
51.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。