一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及垃圾污泥焚烧烟气余热回收，尤其涉及一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统。

背景技术：

2.垃圾焚烧发电是通过特殊的焚烧锅炉燃烧城市固体垃圾、污泥，再通过蒸汽轮机发电机组发电的一种发电形式。目前我国生活垃圾焚烧发电厂已超过500家，由于这种处理方式具有占地面积小、垃圾减量化稳定化无害化程度高、能量利用率高以及二次污染程度低等优点，使得垃圾焚烧行业发展迅速，已成为目前国内外应用比较普遍的生活垃圾处理方法。
3.对于垃圾焚烧锅炉，排烟热损失是垃圾焚烧锅炉的主要热损失，一般在12％～18％，在过量空气系数一定的情况下随着排烟温度的升高，排烟损失逐渐增加，排烟温度每降低(或升高)10℃，排烟热损失相应降低(或升高)约0.9％，可见排烟温度对锅炉热效率有显著影响。
4.垃圾焚烧锅炉外排烟气，具有高温、高湿的特点。垃圾焚烧锅炉外排烟气温度一般在150℃左右，有的甚至更高；我国垃圾中水分含量高(基本在40％～60％)，再加上垃圾焚烧后烟气经过系列净化系统处理，导致外排烟气含湿量大(一般在15v％～40v％)。目前，垃圾焚烧锅炉产生的烟气经过系列净化系统处理后直接外排大气：
5.(1)其外排烟气余热并未被回收利用，特别是烟气含湿量高，巨大的潜热白白浪费；
6.(2)高温、高湿的排烟使锅炉燃烧中部分热量带走，不仅造成了环境污染，而且浪费热量；
7.(3)高水汽含量的烟气在冬季环境温度较低的环境下，很容易形成白烟羽。

技术实现要素：

8.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统，研发新型垃圾焚烧发电锅炉外排烟气余热回收节能技术工艺路线，克服当前外排烟气余热浪费、提高垃圾焚烧锅炉热效率，增加企业收益。提供一种实现垃圾焚烧发电锅炉外排烟气高效、深度回收利用的工艺系统，回收锅炉外排烟气余热，不仅可用于居民供暖、农业大棚、城镇生活热水，还可用于电厂自用、低温发电、制冷等，有条件的可在非采暖季进行蓄热。
9.本实用新型是通过以下技术方案予以实现：
10.一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统，包括：具有高温高湿烟气侧和低温低湿烟气侧的气气换热器，用于将高温高湿烟气输入高温高湿烟气侧的烟气输入管道，用于将低温低湿烟气排出低温低湿烟气侧的烟气输出管道，具有烟气侧和余热水侧的气水换热部，连接余热水侧的余热水输入管和余热水输出管，烟气侧的两端分别连通高温高湿烟气侧和
低温低湿烟气侧。
11.根据上述技术方案，优选地，气气换热器为间壁式无泄漏气气换热器。具体可采用上述气气换热器(ggh)可以为“无泄漏ggh”，具体采用一种传热效率高，耐堵塞，易清灰且清灰彻底，长周期运行可靠，用于高含尘气相介质热交换场合的板式气气换热器。例如，申请号为201720340104.6的中国实用新型专利一种板式气气换热器，其优势在于：
12.1.传热原件采用波纹板片，传热效果好，设备结构紧凑，尺寸小；
13.2.流道行程短，可保证吹灰器有效吹灰范围全覆盖；
14.3.在板片两侧形成介质a流道与介质b流道，其中介质b流道为无触点的直通道流道，无背风面和滞流区，在吹灰器作用下可以保证长周期不积灰、不堵塞，适合作为高含尘或易积垢气相介质的通道，另外一侧通道适合作为低含尘或不易积垢气相介质的通道，既保证了传热效率，又保证长周期运行可靠性；
15.4.当热负荷增大时，可考虑将2个及以上的板束模块并联布置，当传热温度出现交叉时，可考虑将2个及以上的板束模块串联布置，通过内部导流板与分程隔板可以非常方便的实施，而且清灰效果不发生任何改变；而现有技术中的气气换热器如果需要实现相同功能，需要多台气气换热器并联布置，每台气气换热器之间需要间隔一定空间，不仅占地面积大，而且管道与吹灰器布置异常复杂。
16.根据上述技术方案，优选地，还包括：分别连通烟气输入管道和烟气输出管道的烟气外排管道，烟气输入管道位于烟气输出管道的上游，烟气输入管道、烟气输出管道、烟气输入管道和烟气输出管道之间的烟气外排管道上分别设有关断阀。本余热回收系统以旁通管路的形式布置，通过阀组可以随时与当前排放形式进行切换。
17.根据上述技术方案，优选地，气水换热部为气水换热器。
18.根据上述技术方案，优选地，气水换热部包括气水换热器和热泵，高温高湿烟气侧、气水换热器的烟气侧、热泵的烟气侧、低温低湿烟气侧依次连通，余热水输入管、热泵的余热水侧、气水换热器的余热水侧、余热水输出管依次连通。
19.根据上述技术方案，优选地，气水换热器和热泵分别设有冷凝水收集装置。冷凝水收集装置用于收集烟气在气水换热器和热泵中降温后产生的冷凝水。
20.本实用新型的有益效果是：
21.1、垃圾焚烧发电锅炉外排烟气温度由150℃左右降至其露点温度以下，可降温至30℃以下，高效、深度回收烟气丰富的潜热，提高垃圾焚烧锅炉热效率；
22.2、余热回收再利用，增加企业效益，经济效益显著；
23.3、在回收利用垃圾焚烧发电锅炉外排烟气热能产生经济效益的同时，降低了外排烟气含湿量，含水量去除近90％，回收冷凝水，经过处理后可用于垃圾焚烧发电厂和其它用途，节约水资源；
24.4、垃圾焚烧发电锅炉外排烟气冷凝降温过程中，减少烟气量近30％，即向大气外排量减少近30％，社会效益显著；
25.5、垃圾焚烧发电锅炉外排烟气冷凝降温过程中，通过冷凝的凝聚效应，进一步脱除烟气中部分污染物(如烟尘、so
x
、hcl、no
x
等)，起到减排的作用，社会效益显著；
26.6、深度降温后低温低湿烟气经无泄漏ggh再升温提高过热度，最后经烟囱排放，避免烟囱腐蚀，排放后更容易扩散；
27.7、可实现垃圾焚烧发电锅炉外排烟气全年消除白烟。
附图说明
28.图1示出了本实用新型的实施例一的系统结构示意图。
29.图2示出了本实用新型的实施例二的系统结构示意图。
30.图中：
31.1、烟囱；2、ggh；3、气水换热器；4、热泵；5、烟气输入管道；6、烟气输出管道；7、余热水输入管；8、余热水输出管；9、烟气外排管道。
32.f1、阀门1；f2、阀门2；f3、阀门3；
33.a、外排烟气；b、余热水回水；c、余热水供水；d、低温低湿烟气。
具体实施方式
34.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
35.实施例一：设置气气换热器“ggh”，利用高温、高湿烟气通过“ggh”加热深度降温后的低温低湿烟气，提高经深度降温后的低温低湿烟气的过热度，然后送入烟囱外排。经过“ggh”初步降温后的高温高湿烟气，送入“气水换热器”，利用余热水深度回收烟气余热。通过“气水换热器”利用余热水冷凝降温后的低温低湿烟气，送入“ggh”利用高温、高湿烟气余热提升其过热度，然后送入烟囱外排，完成一个循环。
36.如图1所示：本系统以旁通管路的形式布置，通过“阀门一f1”、“阀门二f2”、“阀门三f3”可以随时与当前直排形式进行切换。
37.本系统运行，关闭“阀门二f2”，打开“阀门一f1”、“阀门三f3”。
38.来自垃圾焚烧锅炉，且经系列净化系统处理后的高温高湿的“外排烟气a”送入“ggh2”。
39.通过“ggh2”，利用“外排烟气a”加热经“气水换热器3”深度降温后的“低温低湿烟气d”。
40.经过“ggh2”初步降温后的“外排烟气a”，通过“气水换热器3”利用“余热水回水b”冷凝降温。
41.升温后的“余热水回水b”，以“余热水供水c”的形式外供。
42.深度冷凝降温后的“低温低湿烟气d”进入“ggh2”利用高温高湿的“外排烟气a”加热，提高过热度，然后送入“烟囱1”外排。
43.实施例二：设置“ggh”，利用高温、高湿烟气通过“ggh”加热深度降温后的低温低湿烟气，提高经深度降温后的低温低湿烟气的过热度，然后送入烟囱外排。经过“ggh”初步降温后的高温高湿烟气，依次送入“气水换热器”、“热泵”，利用余热水深度回收烟气余热。余热水依次进入“热泵”、“气水换热器”。依次通过“气水换热器”、“热泵”利用余热水冷凝降温后的低温低湿烟气，送入“ggh”利用高温、高湿烟气余热提升其过热度，然后送入烟囱外排，完成一个循环。
44.如图2所示：本系统以旁通管路的形式布置，通过“阀门一f1”、“阀门二f2”、“阀门三f3”可以随时与当前直排形式进行切换。
45.较实施例一，本系统增加“热泵”。
46.本系统运行，关闭“阀门二f2”，打开“阀门一f1”、“阀门三f3”。
47.来自垃圾焚烧锅炉，且经系列净化系统处理后的高温高湿的“外排烟气a”送入“ggh2”。
48.通过“ggh2”，利用“外排烟气a”加热经“气水换热器3”深度降温后的“低温低湿烟气d”。
49.经过“ggh2”初步降温后的“外排烟气a”，依次通过“气水换热器3”、“热泵4”利用“余热水回水b”冷凝降温。
[0050]“余热水回水b”依次通过“热泵4”、“气水换热器3”，升温后的“余热水回水b”，以“余热水供水c”的形式外供。
[0051]
深度冷凝降温后的“低温低湿烟气d”进入“ggh2”利用高温高湿的“外排烟气a”加热，提高过热度，然后送入“烟囱1”外排。
[0052]
本实用新型的有益效果是：
[0053]
1、垃圾焚烧发电锅炉外排烟气温度由150℃左右降至其露点温度以下，可降温至30℃以下，高效、深度回收烟气丰富的潜热，提高垃圾焚烧锅炉热效率；
[0054]
2、余热回收再利用，增加企业效益，经济效益显著；
[0055]
3、在回收利用垃圾焚烧发电锅炉外排烟气热能产生经济效益的同时，降低了外排烟气含湿量，含水量去除近90％，回收冷凝水，经过处理后可用于垃圾焚烧发电厂和其它用途，节约水资源；
[0056]
4、垃圾焚烧发电锅炉外排烟气冷凝降温过程中，减少烟气量近30％，即向大气外排量减少近30％，社会效益显著；
[0057]
5、垃圾焚烧发电锅炉外排烟气冷凝降温过程中，通过冷凝的凝聚效应，进一步脱除烟气中部分污染物(如烟尘、sox、hcl、nox等)，起到减排的作用，社会效益显著；
[0058]
6、深度降温后低温低湿烟气经无泄漏ggh再升温提高过热度，最后经烟囱排放，避免烟囱腐蚀，排放后更容易扩散；
[0059]
7、可实现垃圾焚烧发电锅炉外排烟气全年消除白烟。
[0060]
以设计日处理量1000t/d、发电容量25mw的垃圾焚烧发电厂为例进行说明：
[0061]
已知：当地大气压101.325kpa，烟温150℃、排烟量12万nm3/h、烟气含湿量30％、露点温度70℃，降温至30℃后；
[0062]
1、回收余热21mw；
[0063]
2、可承担约50万
㎡
供暖面积；
[0064]
3、外排烟气量8.7万nm3/h，减少外排烟气量27％；
[0065]
4、外排烟气含湿量4.19％，回收凝水26.12t/h，外排烟气含水量去除率89.85％；
[0066]
5、降温至30℃后再升温至70℃，相对湿度13.6％，大幅提高过热度，排放后更容易扩散。
[0067]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统，其特征在于，包括：具有高温高湿烟气侧和低温低湿烟气侧的气气换热器，连通所述高温高湿烟气侧的烟气输入管道，连通所述低温低湿烟气侧的烟气输出管道，具有烟气侧和余热水侧的气水换热部，连接所述余热水侧的余热水输入管和余热水输出管，所述烟气侧的两端分别连通所述高温高湿烟气侧和所述低温低湿烟气侧。2.根据权利要求1所述的一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统，其特征在于，所述气气换热器为间壁式无泄漏全焊接板式换热器。3.根据权利要求1所述的一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统，其特征在于，分别连通烟气输入管道和烟气输出管道的烟气外排管道，烟气输入管道位于烟气输出管道的上游，烟气输入管道、烟气输出管道、烟气输入管道和烟气输出管道之间的烟气外排管道上分别设有关断阀。4.根据权利要求1所述的一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统，其特征在于，气水换热部为气水换热器。5.根据权利要求1所述的一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统，其特征在于，气水换热部包括气水换热器和热泵，高温高湿烟气侧、气水换热器的烟气侧、热泵的烟气侧、低温低湿烟气侧依次连通，余热水输入管、热泵的余热水侧、气水换热器的余热水侧、余热水输出管依次连通。6.根据权利要求5所述的一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统，其特征在于，气水换热器和热泵分别设有冷凝水收集装置。

技术总结

本实用新型涉及垃圾污泥焚烧烟气余热回收，尤其涉及一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统。一种垃圾污泥焚烧烟气余热回收系统，包括：具有高温高湿烟气侧和低温低湿烟气侧的气气换热器，用于将高温高湿烟气输入高温高湿烟气侧的烟气输入管道，用于将低温低湿烟气排出低温低湿烟气侧的烟气输出管道，具有烟气侧和余热水侧的气水换热部，连接余热水侧的余热水输入管和余热水输出管，烟气侧的两端分别连通高温高湿烟气侧和低温低湿烟气侧。本实用新型的主要有益效果是：垃圾污泥焚烧发电锅炉外排烟气温度由150℃左右降至其露点温度以下，可降温至30℃以下，高效、深度回收烟气丰富的潜热，提高垃圾焚烧锅炉热效率，增加企业收益。增加企业收益。增加企业收益。