烟气余热回收利用技术应用研究

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烟气余热回收利用技术应用研究

发布时间:2022-01-20T07:09:00.236Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第17期 作者: 马金星 唐雁 黄丽波

[导读] 随着科学技术的不断发展和进步,国家对环保越来越重视,全社会上下已经认识到可持续发展的重要性,通过节能减排不仅可以实现企业经济效益的不断提升,还能实现能源结构优化、环保理念落实落地等。

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摘要:随着科学技术的不断发展和进步,国家对环保越来越重视,全社会上下已经认识到可持续发展的重要性,通过节能减排不仅可以实现企业经济效益的不断提升,还能实现能源结构优化、环保理念落实落地等。在国内深化调整能源结构,不断升级产业结构的基础

上,有效节约、回收和利用能源,全面提升能源的利用效率具有较强的现实意义。相关研究表明,通过烟气预热回收技术的有效运用,可

以实现能源燃烧效率的提升,节约燃料的同时实现经济效益的增长,有鉴于此,本文重点研究了回收利用烟气余热的相关技术。

关键词:烟气余热;回收技术;环保

在工业生产中会应用多种锅炉燃烧燃料产生能量,燃烧过程中会产生烟气,由于燃料的不充分燃烧等原因,烟气中还存有大量的余热,这部分能量如不加以回收利用则会排向外部,产生一定的能源浪费,在国家大力倡导能源节约性社会构建背景下,越来越多的人认识

到可持续发展的重要性,因此通过深入研究回收烟气余热技术,不断提升技术的应用效果,高效回收烟气余热并科学利用对环保意义重

大,本文首先简单介绍了烟气收回利用技术,然后分析了回收烟气余热的相关技术情况,最后探索了回收烟气余热技术中的几个关键问

题。

一、烟气回收利用技术简介

所谓烟气余热回收技术,其本质就是对烟气中的余热予以回收和利用。在工业生产中,需要通过锅炉等工具进行燃烧获取能量,排向外部的高温烟气中含有锅炉自身供热量的20%-50%。这部分热量如不加以利用会产生极大地浪费,因此可以对烟气余热科学运用,获取高

质量的热量。以往,由于回收余热的装置较为落后,高温烟气余热回收的效果并不理想,导致无法有效运用烟气余热。随着科学技术的不

断发展和进步,烟气余热回收技术获得不断提升,回收装置的回收效率在不断攀升,保障烟气中的水蒸气热量有效释放,其主要工作原理

为,通过单相对流转换,将热量转换为其他能量形式,然后对这一能量进行利用,比如供暖、发电等,实现热量的有效利用。

二、烟气余热回收利用技术应用

1.烟气余热回收装置

目前,国内外回收烟气余热的装置主要是加装各式换热器,比如热媒式、低压式、回转式、热管式等,上述加装换热器中应用最为广泛的为热媒式、热管式。通过相关研究发现,由于运转设备较高,热媒式换热器的维护、维修及保养成本较大,因此需要严格的运行系

统,因此在国内相对应用不多。另外,作为一种新型的高效传热器件,热管主要依托内部的工质循环对热量予以传输。

对回收烟气余热技术来讲,换热器是常使用的形式之一。对换热器合理选择使用是设计回收谈起余热系统的关键所在。根据不同的换热方式,通过换热器对烟气余热进行回收可以分为两种方式,其一为间接接触式换热器,其二为直接接触式换热器。间接接触形式的回收

余热换热器在工作时并不接触水、高温烟气,因此完成换热后不影响水质。其具有较高的控制烟温、水温能力。冷凝烟气的时候,还能从

一定程度上净化烟气中的其他物质,比如氮氧化物;烟气完成冷凝后为酸性,因此会腐蚀使用的设备,所以这种换热设备需要具有较高的

防腐蚀能力。这种换热方式的确定为,由于其使用管壁阻热。所以传热系数不足,结构较为复杂,需要装备较大的换热面积,所以需要较

大的空间。

直接接触式余热回收换热器的传热传质系数高,潜热回收能力较大; 冷凝过程中发生传热传质现象,烟气净化效果较间壁式好; 喷淋溶液稀释了烟气冷凝水。直接接触式回收余热换热器具有较高的传热传质系数,且具有较大的回收潜热能力,冷凝过程中有传热传质情况,

具有较好的净化烟气效果,喷淋装置对烟气冷凝水有一定的稀释作用,还会冲洗使用的设备,因此需要设备的防腐蚀能力较低。相对间接

接触式换热传热系数,这种换热形式具有紧凑的换热结构,因此不需要占用大量空间进行安装设备。

2.双级余热回收

双级余热回收系统的环节主要有两个,其一是对节能器充分运用,借此实现对流换热,对高温烟气中的余热进行回收利用,另一就是通过冷凝器进行换热超过,通过对流式实现换热,有效的回收利用其中的低温烟气余热,回收后对水体进行加热或汽化,向本体统一输

送。为了保障上述活动的稳定、安全性,需要将温度计加装至节能器和冷凝器两侧,及时检测其中的温度,如果发现换热后水的温度较

高,需要将放气阀加大,通过这种方式实现良好的控制。

3.利用热泵回收烟气余热技术 锅炉燃烧产生的烟气温度较高,因此对烟气冷凝余热进行回收,需要供热回水温比烟气露点温度要低。要是烟气露点温度低于供热回水温度,可以使用热泵对烟气冷凝余热进行回收,同时可以在预热供热回水中运用。可以联合运用热泵和烟气余热回收装置,其中,可以

使用吸收式热泵或者电压缩式热泵。当前各国均重点研究了借助吸收式热泵对烟气余热进行回收,由于需要相应的驱动热源,但是这种回

收装置成本较高且需要较大的空间安装。

三、烟气余热回收过程中的关键技术问题分析

1.烟气排放问题

冷凝烟气并对余热进行回收以后,烟气的温度相对较低,且排放的烟气处于饱和的状态,通过烟囱对烟气排放的抬升能力收到影响。要想实现更好的烟气排除效果,则需要通过烟气再热或者大功率风机的形式,无论使用何种形式,均会导致需要在此利用能源,如回收效

率不足,则会导致能源的浪费。

2.冷凝液处理问题

通过冷凝烟气实现余热回收利用技术,可以将烟气中的水蒸气进行有效冷凝,在自身冷凝的过程中,烟气中存在的二氧化硫、氮氧化物等污染物也会被吸收其中,最终导致冷凝水呈现出酸性,如果处理不好,则会导致环境污染,对此我们要慎重对待。目前处理冷凝液体

的方式主要有三种,其一为添加药剂式、其二为填埋式,其三为稀释法。

3.设备防腐蚀问题

上文中已经提到,冷凝液由于吸收了二氧化硫、氮氧化物因此导致自身具有较强的腐蚀性,会腐蚀回收余热的装置,对此要做好相应的处理。其一将设备自身的防腐蚀性进一步提升,将常规的碳钢或者不锈钢材质的换热器更换为高分子塑料换热器,最终实现良好的防腐

蚀能力。其二,使用防腐镀膜技术,主要是通过新型材料的使用,有效解决冷凝换热器被腐蚀的问题,同时还能提升换热器的性能。其

三,在冷凝烟气之前,进行相应的处理措施,将烟气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体的含量大幅降低,同时在循环水中加入相应的碱

性化学添加剂,对冷凝液中的酸性成分进行中和,从而降低酸性液体的腐蚀能力,借此保护回收余热的设备避免被酸性气体腐蚀,对此我

们要有清醒的认识和了解,在实际中加以科学运用。

结束语:

总而言之,在能源节约型社会构建背景下,高温烟气余热具有较强的应用价值,我们应该积极思考如何更好的回收烟气余热,通过技术更新等各种措施,不断提升高温烟气余热的回收效率,实现更好的运用,全面提升应用的效果和质量,在提升企业经济效益的同时,对

环保事业做出更大的贡献。

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