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CN101922799A - 基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统 - Google Patents

基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统 Download PDF

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CN101922799A CN2010102387434A CN201010238743A CN101922799A CN 101922799 A CN101922799 A CN 101922799A CN 2010102387434 A CN2010102387434 A CN 2010102387434A CN 201010238743 A CN201010238743 A CN 201010238743A CN 101922799 A CN101922799 A CN 101922799A
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Beijing Huaneng Ruitong Technology Development Co ltd
Tsinghua University
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Abstract

本发明属于能源技术领域，特别涉及一种基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，用于天然气烟气余热和水分的回收。系统由发生器、冷凝器和吸收器组成，吸收器为一级吸收器或多级串接的吸收器。来自锅炉或燃气机的高温烟气在发生器内加热稀溶液，吸收溶液在水分变成高湿烟气，稀溶液变成浓溶液。高湿烟气在冷凝器中与冷却水换热，被冷却至露点温度以下，析出冷凝水，浓溶液经溶液/溶液热交换器和溶液/水换热器降温后在吸收器内喷淋向下流动，烟气从下往上与溶液逆向流动，烟气中的水蒸气被溶液吸收，同时放出潜热，最后烟气排出烟囱。供暖回水从冷凝器、吸收器及溶液/水热交换器吸收热量，供暖回水被加热后可直接或再由锅炉加热后向城市热网供热。

Description

基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统
技术领域
本发明属于能源技术领域，特别涉及一种基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统。
背景技术
由于天然气的主要成分为甲烷(CH4)，含氢量很高，因而燃烧后排出的烟气中含有大量的水蒸汽(容积成份接近20％)，是烟气热量的主要携带者。每1Nm3天然气可以产生1.55kg水蒸汽，潜热大约为3600KJ/Nm3，占天然气低位发热量的10％左右。这部分水蒸汽潜热的有效利用在经济上是很有意义的。近几年国内出现了许多作为集中供热热源的大中型天然气锅炉房、燃气热电厂以及燃气热电冷三联供系统，这些系统中天然气烟气的排烟温度一般在100℃～150℃，有的甚至高达200℃以上，不仅烟气冷凝热不能回收，而且还有一部分烟气显热也被排放。
目前已经有专利公开了利用吸收式热泵原理，以烟气作为低温热源，回收烟气余热，如专利《回收燃气、燃油锅炉烟气中水蒸汽潜热的供热装置》(申请号01136704.0，公开号CN1414287，公开日2003.04.30)，专利《回收利用燃气、燃油锅炉烟气中水蒸汽潜热的供热装置》(申请号01136705.9，公开号CN1414288，公开日2003.04.30)，这些方法虽然能够有效回收烟气中的余热，但是系统复杂，初投资大，换热环节多，而且需要以高品位能源作为驱动热源。专利《回收燃气、燃油锅炉烟气潜热的电动热泵采暖装置》(申请号01134300.1，公开号CN1415901，公开日2003.05.07)公开了一种利用电动热泵回收烟气余热的装置，这种方法也需要消耗高品位电能。针对现有的天然气烟气潜热回收技术的不足，需要一种新的方式实现天然气烟气余热回收。
发明内容
本发明的目的为针对现有的天然气烟气余热回收技术的不足，提出一种基于溶液吸收循环的烟气余热回收新方式，即一种基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统。
本发明所采用的技术方案为：
基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统由发生器1、冷凝器2和A级吸收器3组成，发生器1的进口为烟气进口4，发生器1的出口与冷凝器2的进口连接，冷凝器2的出口与A级吸收器3的进口连接，A级吸收器3的出口为烟气出口5，发生器布液装置11水平置于发生器1顶部，A级布液装置17水平置于A级吸收器3顶部，冷凝器2内具有冷却盘管13，浓溶液加压泵8的进口与发生器溶液槽12连接，浓溶液加压泵8的出口与溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧出口与A级溶液/水热交换器16的溶液侧进口连接，A级溶液/水热交换器16的溶液侧出口与A级布液装置17连接，稀溶液回收泵9的进口与A级吸收器溶液槽18连接，稀溶液回收泵9的出口与溶液/溶液热交换器10的稀溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器10的稀溶液侧出口与发生器布液装置11连接，出水管15在冷凝器2之下与冷凝器底盘14接通，冷却盘管13的水进口和A级溶液/水热交换器16的水侧进口均与热水进水管6连接，冷却盘管13的水出口和A级溶液/水热交换器16的水侧出口均与热水出水管7连接。
所述发生器1为空腔结构换热器或填料结构换热器，稀溶液从发生器1顶部进入，通过发生器布液装置11落下，来自锅炉或燃气机的高温烟气从底部进入发生器1，与溶液逆向流动，加热并浓缩溶液，同时烟气的含湿量增加，露点温度提高。
所述冷凝器2为间壁式换热器，冷凝器2内的冷却盘管13内走热水，管外走烟气，高湿烟气在冷凝器2中与热水换热，放热降温，加热热水，烟气被冷却至露点温度以下，从而析出冷凝水，冷凝水通过冷凝器底盘14上的出水管15排除。
所述A级吸收器3为空腔结构换热器或填料结构换热器，来自发生器1的浓溶液通过浓溶液加压泵8加压，流过溶液/溶液热交换器10和A级溶液/水热交换器16降温后，通过A级布液装置17在吸收器3中落下，烟气从下往上，与溶液逆向流动，烟气中的水蒸气被溶液吸收，同时放出吸收热使溶液温度升高，浓溶液变成稀溶液，稀溶液由稀溶液回收泵9回收加压后在溶液/溶液热交换器10中与浓溶液换热后流回发生器1，最后烟气经烟气出口5排出烟囱。
所述溶液为LiBr或者CaCl2溶液。
来自城市热网的供暖回水，即本系统中的热水在经过热水进水管6和热水出水管7分两个回路回收两部分的余热，即从冷凝器2的冷却盘管13以及为A级吸收器3供溶液的A级溶液/水热交换器16回收余热，供暖回水被加热后可以直接供热，也可以通过锅炉继续加热到要求的温度后通过城市热网供出。
本发明第二个技术方案为：
在基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统第一个技术方案的基础上，所述A级吸收器3为间壁式换热器，内冷器19在A级布液装置17之下置于A级吸收器3内，内冷器19内走热水，内冷器19的水进口与热水进水管6连接，内冷器19的水出口与热水出水管7连接，来自发生器1的浓溶液通过浓溶液加压泵8加压，流过溶液/溶液热交换器10和A级溶液/水热交换器16降温后，通过A级布液装置17喷淋在内冷器19的管束外面，以降膜的方式向下流动，烟气从下往上与溶液逆向流动，烟气中的水蒸气被溶液吸收，同时放出吸收热，热量被内冷器19中热水带走，最后烟气经烟气出口5排出烟囱。供暖回水在本系统中除从冷凝器2的冷却盘管13以及为A级吸收器3供溶液的A级溶液/水热交换器16回收余热外，还从A级吸收器3内的内冷器19回收余热。
本发明第三个技术方案为：
基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统在第一个技术方案的基础上，在稀溶液回收泵9的出口与溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧出口之间用旁通管20连通，即稀溶液回收泵9的出口与旁通管20的一端连接，溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧出口与旁通管20的另一端连接，让一部分稀溶液与浓溶液混合，增加A级吸收器3内的溶液喷淋量。
本发明第四个技术方案为具有多级吸收器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统。本收系统由发生器1、冷凝器2和吸收器组成，发生器1的进口为烟气进口4，发生器1的出口与冷凝器2的进口连接，冷凝器2的出口与吸收器的进口连接，吸收器的出口为烟气出口5，所述吸收器从烟气出口5至冷凝器2的出口由A级吸收器3、1～5个B级吸收器21和C级吸收器26依次串接组成，发生器布液装置11水平置于发生器1顶部，冷凝器2内具有冷却盘管13，A级布液装置17水平置于A级吸收器3顶部，B级布液装置24水平置于B级吸收器21顶部，C级布液装置29水平置于C级吸收器26顶部，浓溶液加压泵8的进口与发生器溶液槽12连接，浓溶液加压泵8的出口与溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧出口与A级溶液/水热交换器16的溶液侧进口连接，A级溶液/水热交换器16的溶液侧出口与A级布液装置17连接，稀溶液回收泵9的进口与C级吸收器溶液槽30连接，稀溶液回收泵9的出口与溶液/溶液热交换器10的稀溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器10的稀溶液侧出口与发生器布液装置11连接，出水管15在冷凝器2之下与冷凝器底盘14接通，C级溶液循环泵28的进口与C级吸收器溶液槽30连接，C级溶液循环泵28的出口与C级溶液/水热交换器27的溶液侧进口连接，C级溶液/水热交换器27的溶液侧出口与C级布液装置29连接，B级溶液循环泵23的进口与B级吸收器溶液槽25连接，B级溶液循环泵23的出口与B级溶液/水热交换器22的溶液侧进口连接，B级溶液/水热交换器22的溶液侧出口与B级布液装置24连接；
冷却盘管13的水进口、A级溶液/水热交换器16的水侧进口、1～5个B级溶液/水热交换器22的水侧进口和C级溶液/水热交换器27的水侧进口均与热水进水管6并联连接，冷却盘管13的水出口、A级溶液/水热交换器16的水侧出口、1～5个B级溶液/水热交换器22的水侧出口和C级溶液/水热交换器27的水侧出口均与热水出水管7并联连接。
所述发生器1为空腔结构换热器或填料结构换热器，稀溶液从发生器1顶部进入，通过发生器布液装置11落下。
所述冷凝器2为间壁式换热器，冷凝器2内具有冷却盘管13，冷却盘管13内走热水，管外走烟气。
所述A级吸收器3、B级吸收器21和C级吸收器26为空腔结构换热器或填料结构换热器。
本系统的吸收器为多级吸收器，发生器1产生的浓溶液，经浓溶液加压泵8加压以及溶液/溶液热交换器10和A级溶液/水热交换器16冷却，自A级吸收器3喷淋而下，吸收烟气中的水蒸气，溶液浓度降低后依次进入1～5个B级吸收器21和C级吸收器26继续吸收烟气中的水蒸气。每个B级吸收器21均设有B级溶液循环泵23和B级溶液/水热交换器22，C级吸收器26设有C级溶液循环泵28和C级溶液/水热交换器27，一方面用于增大吸收器中的溶液喷淋量，提高吸收效果，另一方面将溶液吸收产生的热量及时传递给热水，使溶液降温。吸收过程结束之后溶液由稀溶液回收泵9加压送回发生器1。供暖回水在本系统中经过热水进水管6从冷凝器2的冷却盘管13以及为多级吸收器供溶液的各级溶液/水热交换器回收余热，供暖回水被加热后经热水出水管7输出可以直接供热，也可以通过锅炉继续加热到要求的温度后通过城市热网供出。
本发明第五个技术方案为第四个技术方案中A级溶液/水热交换器16、1～5个B级溶液/水热交换器22和C级溶液/水热交换器27的水侧进口和水侧出口与热水进水管6和热水出水管7由并联连接改为串联连接，即A级溶液/水热交换器16的水侧进口与热水进水管6连接，1～5个B级溶液/水热交换器22的水侧进口和水侧出口互相串接，A级溶液/水热交换器16的水侧出口与第一个B级溶液/水热交换器22的水侧进口连接，最后的B级溶液/水热交换器22的水侧出口与C级溶液/水热交换器27的水侧进口连接，C级溶液/水热交换器27的水侧出口与热水出水管7连接。供暖回水依次通过串联的A级溶液/水热交换器16、1～5个B级溶液/水热交换器22和C级溶液/水热交换器27升温后送出。
本发明第六个技术方案为第四个技术方案或第五个技术方案中，将冷凝器2改为直接喷淋工艺热水的空腔结构换热器或填料结构换热器，工艺热水喷淋头31水平置于冷凝器2的顶部，工艺热水喷淋头31与工艺热水进水管32连接。冷凝器2通过工艺热水喷淋头31直接喷淋工艺热水，烟气与工艺热水接触换热，烟气被冷却，烟气中的部分水蒸气冷凝成凝结水并加入到工艺热水中，工艺热水吸收烟气的潜热和显热，工艺热水温度升高后汇集于冷凝器底部的冷凝器积水盘14通过出水管15流出冷凝器。
本发明的有益效果为，本发明的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统通过浓溶液直接吸收烟气中的水蒸气，实质是一种基于开式吸收式热泵的烟气余热回收系统。这种烟气余热回收系统可以使烟气露点温度降低到30℃以下，大部分回收了烟气中的潜热和水分，同时产生50℃以上的热水，烟气出口温度在60℃以上，不会引起烟囱腐蚀和影响烟气扩散。与现有技术方案相比，该发明具有以下优点：
(1)利用高温烟气作为发生器的热源直接加热稀溶液，溶液吸收高温烟气的显热，这种方式不需要消耗一次外部能源或高品位能源，换热环节少，能效高；
(2)通过烟气降温冷凝方式回收潜热，离开烟囱的烟气处于过热状态，不易引起烟囱的腐蚀，同时增加了烟气在大气中的扩散能力，不需要增加引风机等引起其它能耗；
(3)在具有多级吸收器的系统中，多级吸收器可以起到梯级利用溶液吸收能力的作用，达到更好的吸收效果。
(4)本发明的系统构造简单，投资低，占地面积小。
附图说明
图1为基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图；
图2为吸收器具有内冷器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图；
图3为带溶液旁通管的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图；
图4为具有多级吸收器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图，其中溶液/水热交换器的热水通路为并联式；
图5为具有多级吸收器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图，其中溶液/水热交换器的热水通路为串联式；
图6为冷凝器是直接喷淋式的具有多级吸收器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图。
图中，1--发生器，2--冷凝器，3--A级吸收器，4--烟气进口，5--烟气出口，6--热水进水管，7--热水出水管，8--浓溶液加压泵，9--稀溶液回收泵，10--溶液/溶液热交换器，11--发生器布液装置，12--发生器溶液槽，13--冷却盘管，14--冷凝器底盘，15--出水管，16--A级溶液/水热交换器，17--A级布液装置，18--A级吸收器溶液槽，19--内冷器，20--旁通管，21--B级吸收器，22--B级溶液/水热交换器，23--B级溶液循环泵，24--B级布液装置，25--B级吸收器溶液槽，26--C级吸收器，27--C级溶液/水热交换器，28--C级溶液循环泵，29--C级布液装置，30--C级吸收器溶液槽，31--工艺热水喷淋头，32--工艺热水进水管。
具体实施方式
以下以实施例及附图对本发明进一步阐述。
图1为基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图，本实施例由发生器1、冷凝器2和A级吸收器3组成，发生器1的进口为烟气进口4，发生器1的出口与冷凝器2的进口连接，冷凝器2的出口与A级吸收器3的进口连接，A级吸收器3的出口为烟气出口5，发生器布液装置11水平置于发生器1顶部，冷凝器2内具有冷却盘管13，A级布液装置17水平置于A级吸收器3顶部，浓溶液加压泵8的进口与发生器溶液槽12连接，浓溶液加压泵8的出口与溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧出口与A级溶液/水热交换器16的溶液侧进口连接，A级溶液/水热交换器16的溶液侧出口与A级布液装置17连接，稀溶液回收泵9的进口与A级吸收器溶液槽18连接，稀溶液回收泵9的出口与溶液/溶液热交换器10的稀溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器10的稀溶液侧出口与发生器布液装置11连接，出水管15在冷凝器2之下与冷凝器底盘14接通，冷却盘管13的水进口和A级溶液/水热交换器16的水侧进口均与热水进水管6连接，冷却盘管13的水出口和A级溶液/水热交换器16的水侧出口均与热水出水管7连接。
发生器1为空腔结构换热器或填料结构换热器，稀溶液从发生器1顶部进入，通过发生器布液装置11落下。冷凝器2为间壁式换热器，冷凝器2内具有冷却盘管13，冷却盘管13内走热水，管外走烟气。A级吸收器3为发生器1为空腔结构换热器或填料结构换热器。浓溶液加压泵8、稀溶液回收泵9、B级溶液循环泵23和C级溶液循环泵28为溶液泵。溶液/溶液热交换器10、A级溶液/水热交换器16、B级溶液/水热交换器22和C级溶液/水热交换器27为间壁式换热器。
使用的溶液为LiBr或者CaCl2溶液。
来自锅炉或燃气机的高温烟气从底部的烟气进口4进入发生器1，与从发生器布液装置11喷淋出的溶液逆向流动，加热并浓缩溶液，使稀溶液失水变为浓溶液，同时烟气的湿度增加，露点温度提高，达到55C以上。高湿烟气在冷凝器2中与热水换热，放热降温，加热热水，烟气被冷却至露点温度以下，从而析出冷凝水，冷凝水通过冷凝器底盘14收集处理后经出水管15排除，作补水或其他用途。经冷凝后的烟气进入A级吸收器3。浓溶液落入发生器1底部的发生器溶液槽12，由浓溶液加压泵8加压后送往溶液/溶液热交换器10，浓溶液流过溶液/溶液热交换器10和A级溶液/水热交换器16降温后，通过A级布液装置17在吸收器3中落下。A级吸收器3内烟气从下往上，与溶液逆向流动，浓溶液进一步吸收烟气中的水分并放出热量。烟气中的水蒸气被溶液吸收，同时放出吸收热，使浓溶液变为稀溶液，并且温度升高，稀溶液由稀溶液回收泵9回收和加压，在溶液/溶液热交换器10中与浓溶液换热后流回发生器1，完成溶液循环。最后烟气经烟气出口5排出烟囱。排出的烟气出口温度在60℃以上，露点温度降低到30℃以下。
供暖回水在本系统中经过热水进水管6和热水出水管7分两个回路回收两部分的余热，即从冷凝器2的冷却盘管13以及为A级吸收器3供溶液的A级溶液/水热交换器16回收余热，供暖回水被加热温度升高，产生50℃以上的热水，达到回收天然气烟气潜热和显热的目的。
图2为吸收器具有内冷器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图，与图1的不同之处为，所述A级吸收器3为间壁式换热器，内冷器19在A级布液装置17之下置于A级吸收器3内，内冷器19内走热水，内冷器19的水进口与热水进水管6连接，内冷器19的水出口与热水出水管7连接，来自发生器1的浓溶液通过浓溶液加压泵8加压，流过溶液/溶液热交换器10和A级溶液/水热交换器16降温后，通过A级布液装置17喷淋在内冷器19的管束外面，以降膜的方式向下流动，烟气从下往上，与溶液逆向流动，浓溶液在A级吸收器3内进一步吸收烟气中的水分并放出热量，内冷器19回收此过程中的显热及潜热，热量被内冷器19中热水带走。供暖回水在本系统中除从冷凝器2的冷却盘管13以及为A级吸收器3供溶液的A级溶液/水热交换器16回收余热外，还从A级吸收器3内的内冷器19回收余热。
图3为带溶液旁通管的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图，与图1不同的是，在稀溶液回收泵9的出口处引出一根旁通管20接到溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧出口，以达到增加A级吸收器3内溶液喷淋量的目的。
图4为具有多级吸收器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图，其中溶液/水热交换器的热水通路为并联式。烟气余热回收系统由发生器1、冷凝器2和吸收器组成，发生器1的进口为烟气进口4，发生器1的出口与冷凝器2的进口连接，冷凝器2的出口与吸收器的进口连接，吸收器的出口为烟气出口5，所述吸收器从烟气出口5至冷凝器2的出口由A级吸收器3、1～5个B级吸收器21和C级吸收器26依次串接组成，发生器布液装置11水平置于发生器1顶部，冷凝器2内具有冷却盘管13，A级布液装置17水平置于A级吸收器3顶部，B级布液装置24水平置于B级吸收器21顶部，C级布液装置29水平置于C级吸收器26顶部，浓溶液加压泵8的进口与发生器溶液槽12连接，浓溶液加压泵8的出口与溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器10的浓溶液侧出口与A级溶液/水热交换器16的溶液侧进口连接，A级溶液/水热交换器16的溶液侧出口与A级布液装置17连接，稀溶液回收泵9的进口与C级吸收器溶液槽30连接，稀溶液回收泵9的出口与溶液/溶液热交换器10的稀溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器10的稀溶液侧出口与发生器布液装置11连接，出水管15在冷凝器2之下与冷凝器底盘14接通，C级溶液循环泵28的进口与C级吸收器溶液槽30连接，C级溶液循环泵28的出口与C级溶液/水热交换器27的溶液侧进口连接，C级溶液/水热交换器27的溶液侧出口与C级布液装置29连接，B级溶液循环泵23的进口与B级吸收器溶液槽25连接，B级溶液循环泵23的出口与B级溶液/水热交换器22的溶液侧进口连接，B级溶液/水热交换器22的溶液侧出口与B级布液装置24连接；
冷却盘管13的水进口、A级溶液/水热交换器16的水侧进口、1～5个B级溶液/水热交换器22的水侧进口和C级溶液/水热交换器27的水侧进口均与热水进水管6并联连接，冷却盘管13的水出口、A级溶液/水热交换器16的水侧出口、1～5个B级溶液/水热交换器22的水侧出口和C级溶液/水热交换器27的水侧出口均与热水出水管7并联连接。
本系统的吸收器分为多级，发生器1产生的浓溶液经浓溶液加压泵8加压以及溶液/溶液热交换器10和A级溶液/水热交换器16冷却，自A级吸收器3喷淋而下，吸收烟气中的水蒸气，浓度降低后然后依靠重力作用流至第一个B级吸收器21的B级吸收器溶液槽25，该B级吸收器21中的溶液由B级溶液循环泵23加压后在该B级吸收器21中喷淋，并有部分溶液溢流至下一个B级吸收器21的B级吸收器溶液槽25，直至最后的B级吸收器21中的溶液溢流至C级吸收器26，C级吸收器26中的溶液由C级溶液循环泵28加压后在C级吸收器26中喷淋，溶液在C级吸收器26中完成吸收过程后成为稀溶液由稀溶液回收泵9加压送回发生器1。B级吸收器21设有B级溶液循环泵23和B级溶液/水热交换器22，C级吸收器26设有C级溶液循环泵28和C级溶液/水热交换器27，一方面用于增大吸收器中的溶液喷淋量，提高吸收效果，另一方面将溶液吸收产生的热量及时传递给热水，使溶液降温。热水则从并联的热水冷凝器和各级溶液/水热交换器的回路中吸收热量，升温后送出。
图5为热水串联式多级吸收器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图。图5所示的系统与图4中的系统基本相同，不同的是把并联通过各个溶液/水热交换器的水回路变串联，即A级溶液/水热交换器16的水侧进口与热水进水管6连接，1～5个B级溶液/水热交换器22的水侧进口和水侧出口互相串接，A级溶液/水热交换器16的水侧出口与第一个B级溶液/水热交换器22的水侧进口连接，最后的B级溶液/水热交换器22的水侧出口与C级溶液/水热交换器27的水侧进口连接，C级溶液/水热交换器27的水侧出口与热水出水管7连接。热水依次通过A级溶液/水热交换器16、1～5个B级溶液/水热交换器22和C级溶液/水热交换器27的串联水回路升温，再与冷凝器2的冷却盘管13水回路的热水并联送出。
图6为冷凝器是直接喷淋式的C级吸收器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统示意图。图6所示的系统与图5中的系统不同的是，冷凝器2为空腔结构换热器或填料结构换热器，工艺热水喷淋头31水平置于冷凝器2的顶部，工艺热水喷淋头31与工艺热水进水管32连接。冷凝器2通过工艺热水喷淋头31直接喷淋工艺热水，烟气与工艺热水接触换热，烟气被冷却，烟气中的部分水蒸气冷凝成凝结水并加入到工艺热水中，工艺热水吸收烟气的潜热和显热，温度升高后汇集于冷凝器底部的冷凝器积水盘14，并通过出水管15流出冷凝器。这种冷凝器2为直接喷淋冷水的冷凝器的结构也可用于图4所示的热水串联式的多级吸收器烟气余热回收系统，即将冷凝器2从间壁式换热器改为直接喷淋工艺热水的空腔结构换热器或填料结构换热器。
本发明适用于集中供热热源的大中型天然气锅炉房、燃气热电厂以及燃气热电冷三联供系统的天然气烟气余热和水分回收。

Claims (10)

1.一种基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，其特征在于：系统由发生器(1)、冷凝器(2)和A级吸收器(3)组成，发生器(1)的进口为烟气进口(4)，发生器(1)的出口与冷凝器(2)的进口连接，冷凝器(2)的出口与A级吸收器(3)的进口连接，A级吸收器(3)的出口为烟气出口(5)，发生器布液装置(11)水平置于发生器(1)顶部，冷凝器(2)内具有冷却盘管(13)，A级布液装置(17)水平置于A级吸收器(3)顶部，浓溶液加压泵(8)的进口与发生器溶液槽(12)连接，浓溶液加压泵(8)的出口与溶液/溶液热交换器(10)的浓溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器(10)的浓溶液侧出口与A级溶液/水热交换器(16)的溶液侧进口连接，A级溶液/水热交换器(16)的溶液侧出口与A级布液装置(17)连接，稀溶液回收泵(9)的进口与A级吸收器溶液槽(18)连接，稀溶液回收泵(9)的出口与溶液/溶液热交换器(10)的稀溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器(10)的稀溶液侧出口与发生器布液装置(11)连接，出水管(15)在冷凝器(2)之下与冷凝器底盘(14)接通，冷却盘管(13)的水进口和A级溶液/水热交换器(16)的水侧进口均与热水进水管(6)连接，冷却盘管(13)的水出口和A级溶液/水热交换器(16)的水侧出口均与热水出水管(7)连接。
2.根据权利要求1所述基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，其特征在于，所述发生器(1)为空腔结构换热器或填料结构换热器，稀溶液从发生器(1)顶部进入，通过发生器布液装置(11)落下，来自锅炉或燃气机的高温烟气从底部进入发生器(1)，与溶液逆向流动，加热并浓缩溶液，同时烟气的含湿量增加，露点温度提高。
3.根据权利要求1所述基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，其特征在于，所述冷凝器(2)为间壁式换热器，冷凝器(2)内的冷却盘管(13)内走热水，管外走烟气，高湿烟气在冷凝器(2)中与热水换热，放热降温，加热热水，烟气被冷却至露点温度以下，析出冷凝水，冷凝水通过冷凝器底盘(14)上的冷凝水管(15)排除。
4.根据权利要求1所述基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，其特征在于，所述A级吸收器(3)为空腔结构换热器或填料结构换热器，来自发生器(1)的浓溶液通过浓溶液加压泵(8)加压，流过溶液/溶液热交换器(10)和一级溶液/水热交换器(16)降温后，通过一级布液装置(17)在吸收器(3)中落下，烟气从下往上，与溶液逆向流动，烟气中的水蒸气被溶液吸收，同时放出吸收热使溶液温度升高，浓溶液变成稀溶液，稀溶液由稀溶液回收泵(9)回收加压后在溶液/溶液热交换器(10)中与浓溶液换热后流回发生器(1)，最后烟气经烟气出口(5)排出烟囱。
5.根据权利要求1所述基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，其特征在于，所述A级吸收器(3)为间壁式换热器，内冷器(19)在A级布液装置(17)之下置于A级吸收器(3)内，内冷器(19)内走热水，内冷器(19)的水进口与热水进水管(6)连接，内冷器(19)的水出口与热水出水管(7)连接，来自发生器(1)的浓溶液通过浓溶液加压泵(8)加压，流过溶液/溶液热交换器(10)和A级溶液/水热交换器(16)降温后，通过A级布液装置(17)喷淋在内冷器(19)的管束外面，以降膜的方式向下流动，烟气从下往上与溶液逆向流动，烟气中的水蒸气被溶液吸收，同时放出吸收热，热量被内冷器(19)中热水带走，最后烟气经烟气出口(5)排出烟囱。
6.根据权利要求1所述基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，其特征在于，稀溶液回收泵(9)的出口与旁通管(20)的一端连接，溶液/溶液热交换器(10)的浓溶液侧出口与旁通管(20)的另一端连接。
7.根据权利要求1所述基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，其特征在于，所述溶液为LiBr或者CaCl2溶液。
8.一种具有多级吸收器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，其特征在于，烟气余热回收系统由发生器(1)、冷凝器(2)和吸收器组成，发生器(1)的进口为烟气进口(4)，发生器(1)的出口与冷凝器(2)的进口连接，冷凝器(2)的出口与吸收器的进口连接，吸收器的出口为烟气出口(5)，所述吸收器从烟气出口(5)至冷凝器(2)的出口由A级吸收器(3)、1～5个B级吸收器(21)和C级吸收器(26)依次串接组成，发生器布液装置(11)水平置于发生器(1)顶部，冷凝器(2)内具有冷却盘管(13)，A级布液装置(17)水平置于A级吸收器(3)顶部，B级布液装置(24)水平置于B级吸收器(21)顶部，C级布液装置(29)水平置于C级吸收器(26)顶部，浓溶液加压泵(8)的进口与发生器溶液槽(12)连接，浓溶液加压泵(8)的出口与溶液/溶液热交换器(10)的浓溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器(10)的浓溶液侧出口与A级溶液/水热交换器(16)的溶液侧进口连接，A级溶液/水热交换器(16)的溶液侧出口与A级布液装置(17)连接，稀溶液回收泵(9)的进口与C级吸收器溶液槽(30)连接，稀溶液回收泵(9)的出口与溶液/溶液热交换器(10)的稀溶液侧进口连接，溶液/溶液热交换器(10)的稀溶液侧出口与发生器布液装置(11)连接，出水管(15)在冷凝器(2)之下与冷凝器底盘(14)接通，C级溶液循环泵(28)的进口与C级吸收器溶液槽(30)连接，C级溶液循环泵(28)的出口与C级溶液/水热交换器(27)的溶液侧进口连接，C级溶液/水热交换器(27)的溶液侧出口与C级布液装置(29)连接，B级溶液循环泵(23)的进口与B级吸收器溶液槽(25)连接，B级溶液循环泵(23)的出口与B级溶液/水热交换器(22)的溶液侧进口连接，B级溶液/水热交换器(22)的溶液侧出口与B级布液装置(24)连接；
冷却盘管(13)的水进口、A级溶液/水热交换器(16)的水侧进口、1～5个B级溶液/水热交换器(22)的水侧进口和C级溶液/水热交换器(27)的水侧进口均与热水进水管(6)并联连接，冷却盘管(13)的水出口、A级溶液/水热交换器(16)的水侧出口、1～5个B级溶液/水热交换器(22)的水侧出口和C级溶液/水热交换器(27)的水侧出口均与热水出水管(7)并联连接。
9.根据权利要求8所述具有多级吸收器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，其特征在于，A级溶液/水热交换器(16)的水侧进口与热水进水管(6)连接，1～5个B级溶液/水热交换器(22)的水侧进口和水侧出口互相串接，A级溶液/水热交换器(16)的水侧出口与第一个B级溶液/水热交换器(22)的水侧进口连接，最后的B级溶液/水热交换器(22)的水侧出口与C级溶液/水热交换器(27)的水侧进口连接，C级溶液/水热交换器(27)的水侧出口与热水出水管(7)连接。
10.根据权利要求8所述具有多级吸收器的基于溶液吸收循环的烟气余热回收系统，其特征在于，直接喷淋工艺热水的空腔结构换热器或填料结构换热器，工艺热水喷淋头(31)水平置于冷凝器(2)的顶部，工艺热水喷淋头(31)与工艺热水进水管(32)连接，冷凝器(2)通过工艺热水喷淋头(31)直接喷淋工艺热水，烟气与工艺热水接触换热，烟气被冷却，烟气中的部分水蒸气冷凝成凝结水并加入到工艺热水中，工艺热水吸收烟气的潜热和显热，工艺热水温度升高后汇集于冷凝器底部的冷凝器积水盘(14)通过出水管(15)流出冷凝器。
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