一种采用热泵技术的天然气锅炉烟气消白装置的制作方法

1.本技术涉及环保技术领域，尤其涉及一种采用热泵技术的天然气锅炉烟气消白装置。


背景技术：

2.天然气锅炉在燃烧的过程中会产生一些白烟，这些白烟会对环境造成污染，因此需要将这些白烟消除掉。
3.烟气消白指的是，湿饱和烟气经烟囱排放后，由于环境温度低，烟气中水蒸气发生冷凝，在烟囱出口形成雾状水汽，一般为白色，称为白烟。烟气消白是通过改变烟气温度或湿度，避免烟气与环境空气相互混合过程中由于烟温降低导致过饱和水汽凝结，从而减少了烟气携带水量，进一步降低了污染物排放，消除了视觉白烟。
4.目前通过烟气加热技术、烟气冷凝技术、烟气冷凝再热技术对烟气进行消白处理。现有技术采用烟气直接加热技术实现烟气消白过程中，该部分加热量需要消耗能源资源，造成资源浪费；采用烟气冷凝技术实现烟气消白过程中，锅炉排烟温度过低，造成烟气自然爬升高度不够，烟尘扩散面积偏小，加大局部区域的大气污染，同时由于烟气温度过低，烟气中的水分将凝结在尾部受热面和烟囱壁上，由于这些水分中含有煤燃烧后留下的二氧化硫，烟囱内壁将产生腐蚀，进而影响烟囱的使用寿命。然而传统的烟气冷凝再热技术在实践过程中成本大并且浪费资源。


技术实现要素：

5.本技术实施例通过提供一种采用热泵技术的天然气锅炉烟气消白装置，解决了现有技术中烟气消白冷凝再热技术中成本大和浪费资源的问题，实现了烟气消白冷凝再热技术成本小且节能的目的。
6.本实用新型提供一种采用热泵技术的天然气锅炉烟气消白装置，包括基座、塔身、冷凝水盘、烟气换热器、烟气再热换热器和热泵机组；
7.所述基座用于将所述塔身安装于天然气锅炉的烟囱上；
8.所述塔身的底部设置有烟气进口，且所述烟气进口连通所述烟囱，所述塔身的顶部设置有烟气出口；
9.所述烟气换热器和所述烟气再热换热器自下而上设置于所述塔身内，所述冷凝水盘设置于所述烟气换热器的下方，且所述冷凝水盘的侧面设置有冷凝水出口；
10.所述热泵机组包括蒸发器和冷凝器，所述蒸发器与所述烟气换热器相连接，并对所述烟气换热器内的介质进行冷却；所述冷凝器与所述烟气再热换热器相连接，并对所述烟气再热换热器的介质进行加热。
11.优选地，所述烟气换热器的上端侧边开设有烟气冷却介质进口，所述烟气换热器的下端侧边开设有烟气冷却介质出口；
12.所述烟气冷却介质进口与所述蒸发器的介质出口相连接，所述烟气冷却介质出口
与所述蒸发器的介质进口相连接。
13.优选地，所述烟气再热换热器的上端侧边开设有烟气再热介质进口，所述烟气再热换热器的下端侧边开设有烟气再热介质出口；
14.所述烟气再热介质进口与所述冷凝器的介质出口相连接，所述烟气再热介质出口与所述冷凝器的介质进口相连接。
15.优选地，所述烟气再热介质进口与所述冷凝器的介质出口之间设置有风冷散热器。
16.优选地，该装置包括烟气湿度传感器，所述烟气湿度传感器设置于所述塔身内，并位于所述烟气换热器和所述烟气再热换热器之间。
17.优选地，该装置还包括烟气温度传感器，所述烟气温度传感器设置于所述塔身内，并位于所述烟气再热换热器和所述烟气出口之间。
18.优选地，所述烟气出口的顶部设置有防雨风帽。
19.本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
20.本实用新型实施例提供的一种采用热泵技术的天然气锅炉烟气消白装置，通过采用了基座将塔身固定在烟囱的顶部，烟囱中的烟气通过烟气进口上升到烟气换热器中进行冷却。具体地，蒸发器对冷却介质进行降温，降温后的冷却介质进入到烟气换热器内，进一步的对烟气进行降温，且带有热量的冷却介质可以再一次的被冷凝器降温，并反复的用于烟气降温的工作中；烟气冷却后产生的冷凝液体收集在冷凝水盘内，并通过冷凝水出口排出，降低了烟气中的湿度；冷却后的烟气继续上升至烟气再热换热器，并与烟气再热换热器进行热交换，具体地，冷凝器对烟气再热介质进行加热，然后烟气再热介质进入烟气再热换热器内，实现对烟气进行加热处理，此外，冷凝器还能够将蒸发器收集的热量吸收并将热量释放到烟气再热介质中；最后经烟气再热换热器加热后的烟气由烟气出口排向室外的大气中，烟气自身中的水蒸气变为过饱和的状态，使得处理后的烟气与室外的空气混合后不会发生雾化，即消除了视觉白烟。采用本实用新型的一种采用热泵技术的天然气锅炉烟气消白装置，有效解决了现有技术中烟气消白冷凝再热技术中成本大和浪费资源的问题，实现了烟气消白冷凝再热技术成本小且节能的目的。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
22.图1为本技术实施例提供的一种采用热泵技术的天然气锅炉烟气消白装置整体结构示意图。
23.附图标记：100-塔身；110-烟气出口；120-烟气进口；200-烟囱；300-基座；400-冷凝水盘；410-冷凝水出口；500-烟气换热器；510-烟气冷却介质进口；520-烟气冷却介质出口；600-烟气再热换热器；610-烟气再热介质进口；620-烟气再热介质出口；630-风冷散热器；700-防雨风帽；800-烟气湿度传感器；810-烟气温度传感器；900-热泵机组；910-蒸发
器；920-冷凝器。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等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实施例和简化描述，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。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
26.如图1所示，本实用新型实施例提供一种采用热泵技术的天然气锅炉烟气消白装置，包括基座300、塔身100、冷凝水盘400、烟气换热器500、烟气再热换热器600和热泵机组900；基座300用于将塔身100安装于天然气锅炉的烟囱200上；塔身100的底部设置有烟气进口120，且烟气进口120连接烟囱200，塔身100的顶部设置有烟气出口110；烟气换热器500和烟气再热换热器600自下而上设置于塔身100内，冷凝水盘400设置于烟气换热器500的下方，且冷凝水盘400的侧面设置有冷凝水出口410；热泵机组900包括蒸发器910和冷凝器920，蒸发器910与烟气换热器500相连接，并对烟气换热器500内的介质进行冷却；冷凝器920与烟气再热换热器600相连接，并对烟气再热换热器600的介质进行加热。
27.热泵机组900还包括压缩机和节流元件，具体地，低温低压的液态制冷剂，首先在蒸发器910中从烟气冷却介质(已经被烟气加热的冷却介质)中吸热并气化成低压蒸汽；然后制冷剂气体在压缩机内被压缩成高温高压的蒸汽，该高温高压气体在冷凝器920内对烟气再热介质放热后冷却凝结成高压液体；最后经过节流元件节流成低温低压的液态制冷剂等待再一次的被使用。在热泵循环的过程中，烟气换热器500中的冷却介质对烟气进行降温处理，然后烟气再热换热器600中的烟气再热介质对烟气进行升温处理，以此达到烟气消白的目的。
28.本实用新型实施例通过采用了基座300将塔身100固定在烟囱200的顶部，烟囱200中的烟气通过烟气进口120上升到烟气换热器500中进行冷却。具体地，蒸发器910对冷却介质进行降温，降温后的冷却介质进入到烟气换热器500内，进一步的对烟气进行降温，且带有热量的冷却介质可以再一次的被冷凝器920降温，并反复的用于烟气降温的工作中；烟气冷却后产生的冷凝液体收集在冷凝水盘400内，并通过冷凝水出口410排出，降低了烟气中的湿度；冷却后的烟气继续上升至烟气再热换热器600，并与烟气再热换热器600进行热交换，具体地，冷凝器920对烟气再热介质进行加热，然后烟气再热介质进入烟气再热换热器600内，实现对烟气进行加热处理，此外，冷凝器920还能够将蒸发器910收集的热量吸收并
将热量释放到烟气再热介质中；最后经烟气再热换热器600加热后的烟气由烟气出口110排向室外的大气中，烟气自身中的水蒸气变为过饱和的状态，使得处理后的烟气与室外的空气混合后不会发生雾化，即消除了视觉白烟。采用本实用新型的天然气锅炉烟气消白装置，有效解决了现有技术中烟气消白冷凝再热技术中成本大和浪费资源的问题，实现了烟气消白冷凝再热技术成本小且节能的目的。
29.如图1所示，在优选实施例中，烟气换热器500的上端侧边开设有烟气冷却介质进口510，烟气换热器500的下端侧边开设有烟气冷却介质出口520；烟气冷却介质进口510与蒸发器910的介质出口相连接，烟气冷却介质出口520与蒸发器910的介质进口相连接。当烟气上升至烟气换热器500时，烟气换热器500中的烟气冷却介质从高温烟气中吸收热量，以此达到对烟气降温的目的。
30.如图1所示，在优选实施例中，烟气再热换热器600的上端侧边开设有烟气再热介质进口610，烟气再热换热器600的下端侧边开设有烟气再热介质出口620；烟气再热介质进口610与冷凝器920的介质出口相连接，烟气再热介质出口620与冷凝器920的介质进口相连接。当烟气上升至烟气再热换热器600时，烟气再热换热器600中的烟气再热介质对烟气释放热量，以此达到对烟气升温的目的。
31.如图1所示，进一步地，烟气再热介质进口610与冷凝器920的介质出口之间设置有风冷散热器630。风冷散热器630用于吸收热泵机组900中冷凝器920放的热量，进而对烟气的温度实现调整控制。
32.如图1所示，在优选实施例中，包括烟气湿度传感器800，烟气湿度传感器800设置于塔身100内，并位于烟气换热器500和烟气再热换热器600之间，其中烟气湿度传感器800和烟气换热器500联动工作。烟气湿度传感器800用于监测烟气在降温后的湿度，并对烟气降温工作实现调节和控制。具体地，当烟气湿度传感器800监测的烟气湿度低于最小设定值时，则减少热泵机组900中蒸发器910的吸热量；当烟气湿度传感器800监测的烟气湿度高于最大设定值时，则增加热泵机组900中蒸发器910的吸热量。这样使得烟气湿度始终处于合理范围内，进一步地避免烟气被过度冷却或者冷却不足的现象发生。
33.如图1所示，在优选实施例中，还包括烟气温度传感器810，烟气温度传感器810设置于塔身100内，并位于烟气再热换热器600和烟气出口110之间，其中烟气温度传感器810和烟气再热换热器600联动工作。烟气温度传感器810用于监测烟气在升温后的温度，并对烟气升温工作实现调节和控制。具体地，当烟气温度传感器810监测的温度高于最大设定值时，则启用风冷散热器630吸收热泵机组900中冷凝器920的放热量；当烟气温度传感器810监测的烟气温度低于最大设定值时，则停止使用风冷散热器630吸收热泵机组900中冷凝器920的放热量。这样使得烟气温度始终处于合理的范围内，进一步地避免烟气排放温度不达标现象的发生。
34.如图1所示，在优选实施例中，烟气出口110的顶部设置有防雨风帽700，该防雨风帽700呈伞状结构。伞状结构的顶部呈斜面设置，一方面可以防止在烟气消白过程中，雨水对烟气消白工作的影响；另一方面，可以防止雨水在防雨风帽700的顶部堆积，甚至对防雨风帽700的顶部产生腐蚀破坏。
35.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
36.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。