一种烟气余热利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及余热回收利用技术领域，尤其涉及一种烟气余热利用系统。


背景技术：

2.化石燃料、各种可燃气等能源在燃烧后产生的高温烟气在用于加热、转换或冶炼等过程后仍含有余热，只有当其温度较高、数量较大的情况下才会有利用价值。而以天然气、煤气等作为燃料燃烧排放的烟气较为清洁，且产生量大、所含热量大可进行再利用。目前烟气的余热利用方式主要有以下几种：预热空气、加热热水或产生蒸汽。烟气余热利用不仅可以减少燃料消耗量，还可提高设备的热效率和燃料利用率。
3.在实现上述烟气余热的过程中，至少存在如下问题：加热废料的加热反应炉容易变形，且加热反应炉内的废料容易发生板结。


技术实现要素：

4.本技术的实施例提供一种烟气余热利用系统，用于解决现有技术中加热废料的加热反应炉容易变形，且加热反应炉内的物料容易发生板结。
5.为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：
6.本技术实施例提供了一种烟气余热利用系统，该烟气余热利用系统包括气体预热器、热风供应装置、加热反应炉与第一控制阀。气体预热器具有第一空气入口、第一空气出口以及第一烟气入口。气体预热器用于将来自第一空气入口的空气和来自第一烟气入口的烟气进行热交换，形成预热空气。热风供应装置具有第二空气入口、第二烟气入口、第二烟气出口以及燃气入口。第二空气入口与第一空气出口相连通。热风供应装置用于将来自第二空气入口的预热空气和来自燃气入口的燃气燃烧形成烟气。加热反应炉具有第三烟气入口与第三烟气出口。第三烟气入口与第二烟气出口相连通。加热反应炉用于对废料进行加热。第三烟气出口与第一烟气入口相连通。第一控制阀设置于第三烟气出口与第二烟气入口之间，用于在开启状态下将第三烟气出口与第二烟气入口相连通。在关闭状态下，将第三烟气出口与第二烟气入口断开。
7.本技术实施例提供的烟气余热利用系统。外界空气通过第一空气入口进入气体预热器中。烟气通过第一烟气入口进入气体预热器中。外界空气与烟气在气体预热器中进行热传导。这样一来对外界空气进行预热，从而形成预热空气。该预热空气通过第一空气出口排出，并通过第二空气入口进入热风供应装置内。通过燃气入口向热风供应装置内通入燃气，这样一来，预热空气与燃气在热风供应装置内燃烧形成烟气。由于采用预热空气与燃气燃烧，因此减少燃气的消耗量。同时提高燃烧效率与燃气利用率。燃烧后产生的烟气通过第二烟气出口排出，并通过第三烟气入口进入加热反应炉内。加热反应炉对废料加热过程中烟气也对加热反应炉进行间接加热。接着烟气通过第三烟气出口排出并通过第一烟气入口排入气体预热器中，以此对外界空气进行预热，如此循环。加热反应炉内温度较高时，增大第一控制阀的阀门开度，以此增加烟气进入热风供应装置中的烟气量。同时增加通入热风
供应装置中的燃气量，从而降低烟气温度。以此降低加热反应炉内的温度。当加热反应炉内的温度较低时，减少第一控制阀的阀门开度，提高烟气温度，以此升高加热反应炉内的温度。由此本技术烟气余热利用系统实现对加热反应炉内温度的调控，避免高温条件下使加热反应炉变形与加热反应炉内的物料发生板结。
8.可选地，烟气余热利用系统还包括旋风除尘器。该旋风除尘器用于将烟气中的粉尘在旋风除尘器中做离心运动，从而对烟气进行除尘。旋风除尘器具有第四烟气入口与第四烟气出口。气体预热器还具有第一烟气出口。第四烟气入口与第一烟气出口相连通。
9.可选地，旋风除尘器包括筒体部与锥体部。筒体部用于使烟气中粉尘做离心运动。第四烟气入口与第四烟气出口设置于筒体部上。锥体部用于使烟气中粉尘做离心运动以及使粉尘沉降。锥体部安装于筒体部下方且与筒体部的内部相互贯通。锥体部底部设有卸灰阀。卸灰阀用于排出烟气中的粉尘。
10.可选地，烟气余热利用系统还包括风机。该风机用于提供烟气流动的动力。风机具有吸风口与排风口。吸风口与第四烟气出口相连通。排风口用于排出烟气。
11.可选地，风机为变频风机。
12.可选地，烟气余热利用系统还包括脱酸塔。该脱酸塔具有第五烟气入口与第五烟气出口。第五烟气入口与排风口相连通。脱酸塔用于对烟气进行脱酸处理。
13.可选地，脱酸塔包括塔体、丝网捕雾器与喷淋管。塔体用于容纳烟气。第五烟气入口位于塔体下端。第五烟气出口位于塔体顶部。丝网捕雾器用于去除烟气中夹带的雾沫与粉尘。丝网捕雾器安装于塔体内且位于第五烟气出口的下方。第五烟气入口位于丝网捕雾器的下方。喷淋管安装于塔体内。该喷淋管用于对第五烟气入口排入的烟气进行试剂喷淋以对烟气脱酸处理。喷淋管位于丝网捕雾器下方。
14.可选地，烟气余热利用系统还包括烟囱。该烟囱具有烟囱入口与烟囱出口。烟囱入口与第五烟气出口相连通。
15.可选地，烟气余热利用系统还包括第二控制阀。第二控制阀设置于第三烟气出口与第一烟气入口之间。第二控制阀用于在开启状态下将第三烟气出口与第一烟气入口相连通。在关闭状态下，第二控制阀将第三烟气出口与第一烟气入口断开。
16.可选地，烟气余热利用系统还包括热电偶和控制器。热电偶安装于加热反应炉上，用于监测加热反应炉的内部温度。控制器与热电偶、第一控制阀的控制端以及第二控制阀的控制端相连接。控制器用于采集热电偶获取到的温度。当温度大于或等于预设温度时，控制器向第一控制阀的控制端与第二控制阀的控制端发送第一控制指令。第一控制指令用于指示第一控制阀增大阀门开度并指示第二控制阀减小阀门开度。控制器还用于当温度小于预设温度时。控制器向第一控制阀的控制端与第二控制阀的控制端发送第二控制指令。第二控制指令用于指示第一控制阀减小阀门开度并指示第二控制阀增大阀门开度。
附图说明
17.图1为本技术实施例提供的烟气余热利用系统的一种模块结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的烟气余热利用系统的另一种模块结构示意图；
19.图3为本技术实施例提供的烟气余热利用系统中烟气除尘的一种模块结构示意图；
20.图4为本技术实施例提供的旋风除尘器的一种结构示意图；
21.图5为本技术实施例提供的烟气余热利用系统中烟气排出的一种模块结构示意图；
22.图6为本技术实施例提供的烟气余热利用系统中烟气喷淋脱酸的一种模块结构示意图；
23.图7为本技术实施例提供的脱酸塔的一种结构示意图；
24.图8为本技术实施例提供的烟气余热利用系统中烟气处理后排出的一种模块结构示意图；
25.图9为本技术实施例提供的烟气余热利用系统中第二控制阀的一种模块结构示意图；
26.图10为本技术实施例提供的烟气余热利用系统中热电偶的一种模块结构示意图；
27.图11为本技术实施例提供一种控制系统的流程示意图；
28.图12为本技术实施例提供一种用于加热反应炉中温度调控的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.本技术实施例提供了一种烟气余热利用系统。在热电厂锅炉、水泥窑、炼钢厂、炼铁厂、轧钢厂或垃圾焚烧产生的烟气。可利用该烟气的余热对水进行加热以提供冬天供暖使用。或者利用烟气的余热进行发电。
34.参照图1所示，该烟气余热利用系统可以包括气体预热器1、热风供应装置2、加热反应炉3与第一控制阀4，需要说明的是热风供应装置2可以为热风炉或锅炉，本技术不作具体限定。
35.具体的，参照图2所示气体预热器1具有第一空气入口14、第一空气出口11、第一烟气入口13以及第一烟气出口12排出。气体预热器1可以用于将来自第一空气入口14的空气和来自第一烟气入口13的烟气进行热交换，形成预热空气。热风供应装置2具有第二空气入
口22、第二烟气入口24、第二烟气出口23以及燃气入口21。热风供应装置2用于将来自第二空气入口22的预热空气和来自燃气入口21的燃气燃烧形成烟气。第二空气入口22与第一空气出口11相连通。加热反应炉3具有第三烟气入口32与第三烟气出口33。加热反应炉3用于将第三烟气入口32排入的烟气对废料进行间接加热。第二烟气出口23与第三烟气入口32相连通。第三烟气出口33分别与第一烟气入口13以及第二烟气入口24相连通。第一控制阀4用于控制第三烟气出口33与第二烟气入口24相连通或断开。
36.以下对上述具体过程进行说明。基于上述基础空气通过泵导入第一空气入口14排入气体预热器1中。同时烟气通过第一烟气入口13排入气体预热器1中。空气与烟气在气体预热器1中进行热交换。使具有烟气中的热量热交换给空气，使空气的温度升高，从而形成得到预热空气。第一空气出口11通过管道与第二空气入口22相连通。预热空气通过第二空气入口22排入热风供应装置2中。同时向热风供应装置2中通入燃气。该燃气可以是天然气或煤气等。本技术不作具体限定。
37.在热风供应装置2中预热空气与燃气在热风供应装置2中燃烧产生具有烟气。由于第二烟气出口23通过管道与第三烟气入口32相连通的。因此该烟气通过第二烟气出口23排出，并通过第三烟气入口32排入加热反应炉3中。烟气在加热反应炉3中对加热反应炉3内进行间接加热，以此降低加热反应炉3对废料加热而消耗的能源。同时提高加热反应炉3的加热效率，以此实现烟气余热的再利用。由于第三烟气出口33通过管道分别与第一烟气入口13以及第二烟气入口24相连通。加热反应炉3中再利用后的烟气通过第三烟气出口33排出并分别进入气体预热器1与热风供应装置2中。如此循环，烟气对空气进行预热1以及烟气余热进行再利用。
38.此外，由于第三烟气出口33与第二烟气入口24相连通的管道上连通有第一控制阀4，这样一来，加热反应炉3内温度过高时，增大第一控制阀4的阀门开度，以此增加烟气量流入热风供应装置2中。加热反应炉3内温度过低时，减小第一控制阀4的阀门开度，以此减少烟气量流入热风供应装置2中。当第一控制阀4处于开启状态下时，第三烟气出口33与第二烟气入口24相连通。加热反应炉3中的烟气对废料进行间接加热后通过第三烟气出口33排出，并分别进入第二烟气入口24与第一烟气入口13。当第一控制阀4处于关闭状态下，第三烟气出口33与第二烟气入口24断开。加热反应炉3中的烟气对废料进行间接加热后，该烟气通过第三烟气出口33排出，并通过第一烟气入口13进入气体预热器1中对第一空气入口14排入的空气进行预热。
39.由上述可知，本技术实施例提供的烟气余热利用系统可以对烟气中的余热进行再利用。而且还可通过控制第一控制阀4的阀门开度，使烟气中的余热利用实现加热反应炉3中温度的调控。从而避免加热反应炉3中温度过高时，出现加热反应炉3发生变形以及加热反应炉3中废料的板结。以下对烟气余热利用系统中各设备的结构进行举例说明。
40.本技术实施例提供的烟气余热利用系统中，外界空气通过第一空气入口14进入气体预热器1中。烟气通过第一烟气入口13进入气体预热器1中。外界空气与烟气在气体预热器1中进行热传导。这样一来，对外界空气进行预热，从而形成预热空气。该预热空气通过第一空气出口11排出，并通过第二空气入口22进入热风供应装置2内。通过燃气入口21向热风供应装置2内通入燃气，这样一来，预热空气与燃气在热风供应装置2内燃烧形成烟气。由于采用预热空气与燃气燃烧，因此降低燃气的消耗量。同时提高燃烧效率与燃气利用率。燃烧
后产生的烟气通过第二烟气出口23排出，并通过第三烟气入口32进入加热反应炉3内。加热反应炉3对废料加热过程中烟气也对加热反应炉3进行间接加热。同时降低加热反应炉3的能源消耗，提高了加热反应炉3的加热效率。接着烟气通过第三烟气出口33排出并通过第一烟气入口13排入气体预热器1中，以此对外界空气进行预热，如此循环对烟气余热进行再利用。而由于加热反应炉3主要用于废料加热处理，以此将废料中的有机物进行回收利用。该废料为油基钻屑、落地油泥、罐底泥或含有机物的污染土壤等。本技术不作具体限定。
41.基于上述基础，当加热反应炉3内温度高于预设温度时，加热反应炉3会出现变形以及加热反应炉3中的废料发生板结。此时增大第一控制阀4的阀门开度，以此增加烟气进入热风供应装置2中的烟气量。同时增加通入热风供应装置2中的燃气量，避免热风供应装置2中烟气量增加，而降低空燃比，导致天然气无法燃烧供热。最终降低烟气温度，以此降低加热反应炉3内的温度。当加热反应炉3内的温度低于预设温度时，减少第一控制阀4的阀门开度，提高烟气温度，以此升高加热反应炉3内的温度。由此本技术烟气余热利用系统实现对加热反应炉3内温度的调控，避免加热反应炉3中超过预设温度时，使加热反应炉3变形与加热反应炉3内的物料发生板结。
42.在此基础上，为了对第一烟气出口12排出的烟气进行处理。在本技术的一些实施例中，参照图3所示烟气余热利用系统还包括旋风除尘器5。由于旋风除尘器5具有第四烟气入口51与第四烟气出口52。第四烟气入口51与第一烟气出口12通过管道相连通。因此气体预热器1上的第一烟气出口12排出的烟气通过第四烟气入口51进入旋风除尘器5中。烟气在旋风除尘器5中做离心运动，从而对烟气中的粉尘进行除尘。
43.基于上述基础，参照图4所示旋风除尘器5包括筒体部54与锥体部55。筒体部54内具有呈圆柱体的第一腔体。锥体部55内具有呈圆锥体的第二腔体。第一腔体与第二腔体相互贯通。第一腔体与第二腔体在图中未示出。第四烟气入口51与第四烟气出口52设置于筒体部54上，并与第一腔体相连通。烟气通过第四烟气入口51进入第一腔体中使烟气中粉尘做离心运动。这样一来，粉尘沉积在第一腔体与第二腔体的内壁上。在重力的条件下粉尘落入锥体部55的底部并通过卸灰阀53排出粉尘。而除尘后的烟气通过第四烟气出口52排出。
44.在本技术的一些实施例中，参照图5所示烟气余热利用系统还包括具有吸风口61与排风口62的风机6。该风机6可以为变频风机。本技术不作具体限定。由于吸风口61与第四烟气出口52通过管道相连通。因此烟气在风机6提供动力的条件下通过排风口62排出，提高烟气的流动速率。同时尽量避免了烟气中未除尽的粉尘在管道内以及设备中堆积，发生堵塞。
45.在本技术的一些实施例中，参照图6所示烟气余热利用系统还包括具有第五烟气入口74与第五烟气出口75的脱酸塔7。具体的，参照图7所示脱酸塔7包括塔体71、丝网捕雾器72与喷淋管73。第五烟气入口74位于塔体71下端。第五烟气出口75位于塔体71顶部。丝网捕雾器72安装于塔体71内且位于第五烟气出口75的下方。第五烟气入口74位于丝网捕雾器72的下方。喷淋管73安装于塔体7内。
46.基于上述基础，参照图6所示由于第五烟气入口74与排风口62通过管道相连通。排风口62排出的烟气通过第五烟气入口74进入塔体71中。此外塔体71外安装有试剂储罐9。试剂储罐9通过加药计量泵向塔体71内加入药剂作为喷淋液。该药剂用于对烟气进行脱酸处理。该药剂可以为氢氧化钠。本技术不作具体限定。喷淋管73上安装有喷头，喷淋管73与塔
体71的内部底端通过管道连通，并通过循环泵将塔体71内的药剂泵入喷淋管73内以对烟气进行喷淋。这样一来，对喷淋后的药剂进行循环喷淋。此外在对烟气进行喷淋中，烟气中夹带有大量的雾沫，该雾沫与烟气中的粉尘通过丝网捕雾器72去除后，通过第五烟气出口75排出。以此完成对烟气的喷淋与脱酸处理。此外塔体71底部的排污口76排出喷淋后产生的污水。
47.在本技术的一些实施例中，参照图8所示烟气余热利用系统还包括烟囱8。该烟囱8具有烟囱入口81与烟囱出口82。烟囱入口81与第五烟气出口75通过管道相连通。第五烟气出口75排出的烟气通过烟囱入口81进入烟囱8中，并通过烟囱出口82排出。
48.在本技术的一些实施例中，参照图9所示烟气余热利用系统还包括第二控制阀10。第二控制阀10设置于第三烟气出口33与第一烟气入口13之间的管道上。当第二控制阀10处于启状态下将第三烟气出口33与第一烟气入口13相连通。在关闭状态下，第二控制阀10将第三烟气出口33与第一烟气入口13断开。
49.基于上述基础，参照图10所示烟气余热利用系统还包括热电偶31和控制器100。热电偶31安装于加热反应炉3上，以此来监测加热反应炉3的内部温度。控制器100可以安装在加热反应炉3，本技术不作具体限定。加热反应炉3的内部有预设温度。例如预设温度为400℃。本技术仅以400℃作为举例说明。控制器100与热电偶31、第一控制阀4的控制端以及第二控制阀10的控制端相连接。在加热反应炉3对废料进行加热的过程中。控制器100采集热电偶31获取到的温度。当采集到的温度大于或等于预设温度400℃时。控制器100向第一控制阀4的控制端与第二控制阀10的控制端发送第一控制指令。第一控制指令用于指示第一控制阀4增大阀门开度并指示第二控制阀10减小阀门开度，以此降低加热反应炉3中的温度。当控制器100采集到的温度小于预设温度400℃时。控制器100向第一控制阀4的控制端与第二控制阀10的控制端发送第二控制指令。第二控制指令用于指示第一控制阀4减小阀门开度并指示第二控制阀10增大阀门开度，以此升高加热反应炉3中的温度。这样一来，通过烟气来调控加热反应炉3中的温度，避免该温度超过预设温度，使加热反应炉3出现变形与废料板结的情况。
50.基于上述基础，图11为本技术实施例提供一种控制系统的流程示意图。参照图12所示的控制方法包括步骤s1至步骤s4。
51.步骤s1：热电偶31采集加热反应炉3内的温度。
52.步骤s2：控制器获知热电偶31采集的温度，控制器预设有加热反应炉3内预设的温度。控制器将预设温度与获知热电偶31采集的温度进行对比分析。
53.步骤s3：当控制器获知热电偶31采集的温度高于加热反应炉3内预设温度时，控制器发出第一控制指令指示第一控制阀4增大阀门开度并指示第二控制阀10减小阀门开度。
54.步骤s4：当控制器获知热电偶31采集的温度低于加热反应炉3内预设温度时，控制器发出第一控制指令指示第一控制阀4减小阀门开度并指示第二控制阀10增大阀门开度。
55.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权
利要求的保护范围为准。