CN105258518A - 烟道气的热回收工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烟道气的热回收工艺，包括如下步骤：1)将烟道气从引风机引出通过第一换热器，加热传热介质；2)然后将降温后的烟道气送至烟囱外排；3)使用循环泵将传热介质泵送至第二换热器与加热介质进行换热，以将烟道气的热量转移到加热介质，然后将降温了的传热介质通过管道返回第一换热器重新与烟道气进行换热；其中，该传热介质为20％的乙二醇水溶液。本发明还包括实现上述烟道气的热回收工艺的系统。该工艺和系统使用乙二醇水溶液的进行热交换，乙二醇水溶液比热高，可节约传热介质输送量，并且冰点低，在低温停产时无需将传热介质排空。
Description
技术领域
本发明涉及能源回收利用领域，具体涉及一种烟道气的热回收工艺。
背景技术
在工业生产中经常需要对各种介质进加热，通常是用蒸汽或电作为能源进行加热，随着石化能源减少与环保要求的提高，这两种能源的价格会越发昂贵。而有动力炉或窑炉的企业，外排的烟道气温度达到170～300℃以上，大量的高温烟道气经过静电除尘后，直接送往烟囟高处外排，浪费大量的热能。
为了有效利用高温烟道气中蕴含的热能，可以利用该热能加热其它需要加热的物质，但是，由于烟道气温度较高，同时里面有火星，一般不宜用于直接加热，同时由于需加热的介质同烟道气位置相对较远，烟道气不易长距离输送，所以通常要用换热装置进行热量转移。换热装置中主要通过传热介质与烟道气进行热交换，一般使用水作为传热介质，水的流动性好，相对容易获取，但当作为远距离输送时，由于其比热仅为1kj/kg·k，输送的流量较大，远距离造成热损失也加大，同时在低于零度环境中，如果停机检修时，在管道中容易结冰。因此在系统不再运行时需要将水排空防冻，增加了操作步骤，也增加了能源的消耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟道气的余热回收工艺，该工艺可以减少一次能源的消耗，节约成本。
本发明的另一目的是提供一种烟道气的热回收系统，使用该热回收系统实现烟道气的余热回收。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种烟道气的热回收工艺，包括如下步骤：
1)烟道气经过静电除尘器除尘后，从引风机引出，通过烟道气输入管进入第一换热器，加热位于第一换热器中的传热介质；
2)将降温后的烟道气通过烟道气输出管送至烟囱外排；
3)使用循环泵将升温后的传热介质泵送至第二换热器，与加热介质进行换热，然后将降温的传热介质通过传热介质回流管返回第一换热器重新与烟道气进行换热，加热介质通过加热介质输出管送出；
其中，该传热介质为20v/v％的乙二醇水溶液。
所述需加热介质为空气或液体。
所述第一换热器和第二换热器均为管式换热器。
本发明还提供一种烟道气的热回收系统，包括：烟道气流通管路，第一换热器，传热介质流通管路，第二换热器，循环泵，加热介质流通管路，引风机；
其中，烟道气流通管路包括烟道气输入管和烟道气输出管，传热介质流通管路包含传热介质流出管和传热介质回流管，加热介质流通管路包括加热介质输入管和加热介质输出管；
该烟道气输入管与第一换热器的输入端相连，并在烟道气输入管上安装引风机，用于将烟道气引流向第一换热器，该烟道气输出管一端与第一换热器的输出端相连，另一端与一烟囱相连，用于将降温后的烟道气排出；
该传热介质流出管一端与第一换热器相连，另一端与第二换热器相连，在传热介质流出管上安装有循环泵，用于驱动传热介质从第一换热器向第二换热器方向流动；传热介质回流管一端与第一换热器相连，另一端与第二换热器相连，使传热介质从第二换热器流回第一换热器方向流动，使传热介质流通管路、第一换热器和第二换热器中的传热介质形成循环回路，其中烟道气与传热介质逆向流动；
该加热介质输入管与第二换热器输入端的一端相连，该加热介质输出管与第二换热器的输出端相连，其中加热介质与传热介质在第二换热器中逆向流动，
其中，该传热介质为20v/v％的乙二醇水溶液。
系统中所述加热介质为空气或液体。
所述第一换热器和第二换热器均为管式换热器。
本发明中所使用的传热介质是乙二醇，乙二醇是一种无色微粘的液体，流动性较差，沸点是197.4℃，冰点是-12.6℃，能与水任意比例混合。
在现有传热介质水中添加乙二醇形成20％(v/v)的混合溶液，能使两种液体的优点结合，既保持良好的流动性，同时又降低了冰点。20％(v/v)的乙二醇水溶液其冰点为-8.9℃，同时其流动性与水相似，更为重要的是该溶液的比热约为4kj/kg·k，是水的4倍，这就大大减少了传热介质的输送量，降低了泵的使用功率，节约了能源。同时，当出现冬季停机检修时，由于20％(v/v)的乙二醇溶液的冰点低，停机时无需进行排空防冻的操作，减少了工作量。
本发明是将烟道气除尘后引出，经过换热器与传热介质20％(v/v)的乙二醇水溶液进行换热，然后降温后外排，获得热量的20％(v/v)的乙二醇水溶液经循环泵送到需要加热的介质附近，近一步与需要加热的介质进行换热，如空气或其它液体(指需加热液体)。而换热降温后的传热介质20％(v/v)的乙二醇水溶液循环回去与烟道气换热升温。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种烟道气的热回收工艺，该工艺使用20％(v/v)的乙二醇水溶液的进行热交换，乙二醇水溶液比热高，可节约传热介质输送量，并且冰点低，在低温停产检修时无需将传热介质排空，减少了操作步骤。
附图说明
图1为本发明提供的一种烟道气热回收系统示意图。
具体实施方式
下面以具体实施例来说明本发明的中心思想。
如图1所示，结合本发明所提供烟道气热回收系统来说明本发明的烟道气热回收工艺：
1)烟道气经过静电除尘器(图中未显示)除尘后，从引风机1引出，通过烟道气输入管61进入第一换热器2，加热位于第一换热器2中的传热介质；
其中高温的烟道气与作为传热介质的低温20％的乙二醇水溶液逆向流动，进行间接接触换热，使烟道气温度逐步降低到130-140℃左右，乙二醇水溶液温度逐步升高到125-135℃左右。
2)然后将烟道气通过烟道气输出管62送至已有的烟囱4外排；
3)使用循环泵5经传热介质流出管71将传热介质泵送至第二换热器3与通过加热介质输入管81送入的加热介质进行换热，其中高温的传热介质与低温的加热介质逆向流动，使20％乙二醇水溶液吸收的烟道气热量转移到加热介质，乙二醇水溶液温度降低，加热介质温度升高；然后将降温后的乙二醇水溶液通过传热介质回流管72返回第一换热器1与烟道气重新进行换热；加热介质通过加热介质输出管82送出。
其中所述第一换热器和第二换热器均为管式换热器，加热介质为空气或需加热的液体。
实施例1
某厂气化炉系统中需要干燥树皮，干燥介质为热风，如果直接用蒸汽干燥热风，则蒸汽的消耗较大，该厂直接用石灰窑的300℃烟道气加热20％(v/v)的乙二醇水溶液，20％(v/v)的乙二醇水溶液温度升到130℃后泵送到另一位置用于加热常温下的空气，然后空气温度升到105℃去加热树皮。
石灰窑出来烟气约为300℃，流量为40Nm3/s，换热后烟气温度为135℃。降温的20％(v/v)的乙二醇水溶液又循环回烟道气换热器。烟道气比热为1.4kJ/m3.℃，因此从烟道气回收的热量为40x(300-135)x1.4＝9240kJ/s,两级换热器的效率均设为75％，则最终回收的热量约为5MJ/s能量。如用3.5bar(g)155度的低压蒸汽加热空气则需要5/2.759/0.75＝2.4kg/s，其中2.759为蒸汽冷凝焓，则每小时节约8.7t低压蒸汽(2.4kg/sx3600秒/1000＝8.7t/h)，通过计算可以看出，回收的热量可以大量用于加热需加热的气体或液体，节约能源。
本发明提供一种烟道气的热回收工艺，其中使用20％(v/v)的乙二醇水溶液作为传热介质，可以其较高的比热可以减少传热介质的输送量，同时减少热损失，在低温环境下停产检修时无需将管道内传热介质排空防冻，减少了操作步骤。
Claims (6)
1.一种烟道气的热回收工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)烟道气经过静电除尘器除尘后，从引风机引出，通过烟道气输入管进入第一换热器，加热位于第一换热器中的传热介质；
2)将降温后的烟道气通过烟道气输出管送至烟囱外排；
3)使用循环泵将升温后的传热介质泵送至第二换热器，与加热介质进行换热，然后将降温的传热介质通过传热介质回流管返回第一换热器重新与烟道气进行换热，加热介质通过加热介质输出管送出；
其中，该传热介质为20v/v％的乙二醇水溶液。
2.如权利要求1所述的一种烟道气的热回收工艺，其特征在于，所述加热介质为空气或液体。
3.如权利要求1所述的一种烟道气的热回收工艺，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器均为管式换热器。
4.一种烟道气的热回收系统，其特征在于，包括：烟道气流通管路，第一换热器，传热介质流通管路，第二换热器，循环泵，加热介质流通管路，引风机；
其中，烟道气流通管路包括烟道气输入管和烟道气输出管，传热介质流通管路包含传热介质流出管和传热介质回流管，加热介质流通管路包括加热介质输入管和加热介质输出管；
该烟道气输入管与第一换热器的输入端相连，并在烟道气输入管上安装引风机，用于将烟道气引流向第一换热器，该烟道气输出管一端与第一换热器的输出端相连，另一端与一烟囱相连，用于将降温后的烟道气排出；
该传热介质流出管一端与第一换热器相连，另一端与第二换热器相连，在传热介质流出管上安装有循环泵，用于驱动传热介质从第一换热器向第二换热器方向流动；传热介质回流管一端与第一换热器相连，另一端与第二换热器相连，使传热介质从第二换热器流回第一换热器方向流动，使传热介质流通管路、第一换热器和第二换热器中的传热介质形成循环回路，其中烟道气与传热介质逆向流动；
该加热介质输入管与第二换热器输入端的一端相连，该加热介质输出管与第二换热器的输出端相连，其中加热介质与传热介质在第二换热器中逆向流动，
其中，该传热介质为20v/v％的乙二醇水溶液。
5.如权利要求4所述的烟道气的热回收系统，其特征在于，所述加热介质为空气或液体。
6.如权利要求4所述的烟道气的热回收系统，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器均为管式换热器。
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