烟气余热回收技术

1、锅炉烟气余热的回收利用。首先，这个话题的目的。在当今社会，节能已成为仅次于煤、电、石油和天然气的“第五能源”。然而，在当今工业锅炉的使用中，存在着许多问题，如热利用率低、排烟余热温度过高、烟气中环境污染气体含量过高等。目前，工业锅炉是我国主要的火电设备。随着中国经济的快速发展，能源消耗日益增加，城市空气质量恶化的问题越来越突出。火力发电高能耗、高污染的主要原因之一是锅炉烟气排放。一方面，锅炉烟气排放的问题在于烟气污染物的直接污染，另一方面，排烟温度过高。锅炉发展概况，圆筒形蒸汽锅炉(18世纪末)，扩容及参数改善(扩热面)，内受热面，外受热面，烟管锅炉，(汽包布置)，(水管布置)，(一)烟管锅炉

2、的特点，高温烟气在火管或烟管内流动和放热，低温介质在火管或烟管外吸热的优点：结构简单，维护方便， 水量大、水质要求低：炉温低、燃烧不良(尺寸有限)、传热效果差、排气温度高、热效率低、蒸汽压力不利提高、蒸发能力有限、结构刚性大、除垢困难、易堵灰； (2)水管锅炉的特点，高温烟气冲刷并流出管外释放热量，蒸汽和水在管内流动，吸收热量并蒸发的优点是：摆脱了火管和烟管锅炉尺寸的限制，燃烧条件、传热效果和受热面布置得到根本改善，便于清洗和维护，提高了锅炉容量、参数和热效率，水质要求高。锅炉的未来和未来发展方向：大容量高参数(高效)工业锅炉方向：降低成本、简化结构、降低金属消耗、提高运行经济性、改善燃烧、提

3、高热效率、安全运行、机械化和自动化环保；第三，国内外烟气回收技术的发展，近十年来，由于能源短缺，随着节能工作的进一步发展。各种新型节能先进锅炉越来越完善。先进的燃烧装置用于增强燃烧和减少不完全燃烧。然而，减少废气热损失和回收废气余热的技术仍没有迅速发展。为了进一步提高锅炉热效率，达到节能降耗的目的，烟气余热回收也是节能的重要途径。美国、日本、苏联等工业发达国家非常重视工业烟气余热的回收利用，并优先研究、生产、推广和应用热管换热器，这是热管换热器迅速发展和广泛应用的原因。目前，国内外烟气余热回收装置大多采用金属换热材料，主要结构形式有旋转换热器、焊接板(管)换热器、热管换热器、热媒换热器等。锅炉

4、烟气余热回收的方法通常采用两种方法：一是预热工件；另一种是预热空气进行燃烧。预热工件需要占用大量的热交换空间，这往往受到操作场所的限制。预热空气是一种很好的助燃方法，一般安装在加热炉上，也可以增强燃烧，加快加热炉的加热速度，提高加热炉的热工性能。这样，既满足了工艺要求，又取得了显著的综合节能效果。燃气锅炉，对于燃气锅炉可采用烟气余热冷凝回收装置进行回收。烟气余热冷凝回收装置的技术原理是用较低温度的水冷却烟气，将烟气温度降低到水的冷凝温度排放到大气中的二氧化碳将减少大约3000万吨。燃油锅炉和燃煤锅炉，但因为石油，煤炭和其他燃料都含有硫，有必要在燃烧过程中产生硫氧化物，它将与水蒸气结合后形成硫酸

5、蒸汽。当锅炉尾部受热面金属壁的温度低于硫酸蒸汽的凝点(称为酸露点)时，会在其表面形成液态硫酸(称为冷凝液)。低温露点腐蚀，低温露点腐蚀的机理，关键是SO3的产生，烟气中含有大量的水蒸气，燃料中的硫燃烧生成SO2，少量SO2结合氧化形成SO3，当烟气温度降至400以下时，SO3会与水蒸气结合生成硫酸蒸汽，后者凝结在受热面上，造成低温硫酸腐蚀， 防止低温露点腐蚀、提高空气预热器换热面壁温、增加空气预热器进口空气的措施管道水平放置在管道空气预热器内，使烟气横向流出管道，冲刷换热面，空气纵向流入管道。 这样设计的预热器壁温略高于立管壁温(烟气管内)，有利于减少低温腐蚀。如果尾部换热面的壁温控制在略高于

6、烟气露点温度，就可以完全防止露点腐蚀。通常，金属表面温度比露点温度高510。采用耐腐蚀材料，以烟气为热源的空气预热器，空气预热器类型按传热方式划分，分区换热式：管式和板式预热器，蓄热换热式：回转式空气预热器，按结构类型划分，管式预热器：钢管、玻璃管、热管、铸铁翅片管等。板式预热器、板式空气预热器，由大量平行的板或板组成。板式空气预热器、气-气换热板式预热器和板式空气预热器的流动方向具有良好的传热性能，其传热系数是相同流量下钢管预热器的1.21.5倍；压降小，仅为钢管预热器的2/53/5；结构紧凑，单位体积传热面积大；节约金属，板厚与翅片相似，仅1毫米以上；耐蚀性好，钢板表面易于进行各种处理，如

7、涂层防腐、镀铝和“玻璃衬里”，大大提高了冷端对硫酸的耐蚀性。烟气温度高达65时已在国外使用；清洗灰尘污垢可以用水清洗；适合优化设计和工厂制造。回转式空气预热器的工作原理和结构，换热元件由转子带动旋转，烟气和空气分别从上到下反向流动。优点：冷凝在换热表面的酸液量和硫酸浓度不断变化，露点腐蚀比管式空气预热器轻。快速流动的空气可以在吹灰和减少灰尘沉积中发挥作用。由于热交换元件的连续旋转，只有一个单孔摆动吹灰器能够吹动沉积在冷端部分的每个部分上的灰。更换或改变腐蚀部件的位置很方便。缺点：有旋转部件，所以有更多的空气泄漏，高能耗，严格的制造要求和高成本。单元图、钢管空气预热器、预热器型、立式：烟气通过管

8、侧，空气通过壳侧。卧式：烟气在壳程，空气在管程。立式和卧式空气预热器都可以由几种单体组成。优点和缺点，结构简单，易于制造，价格低廉，无旋转部件等。换热面密度小，当量直径大，占地面积大，尤其是低温区受热面露点腐蚀和积灰严重，阻碍了加热炉热效率的进一步提高。安装：将钢管空气预热器直接放在对流室顶部。将预热器放在fo上由于玻璃管空气预热器不能承受高温，适合在低于烟气露点温度下工作，是作为一种防腐措施应用的，所以一般与其他类型的预热器结合使用。结构类型，不同于钢管空气预热器：玻璃管与两端管板之间的连接；管箱内设有多根支撑钢管；玻璃管空气预热器中间不能设置隔板；配备23排防护钢管；玻璃管的长度不容易太长

9、。锅炉烟气余热回收和节能环保的贡献降低了烟气温度，减少了烟气对大气环境的直接热污染，大大减少了烟气能量损失，提高了锅炉运行效率。冷凝换热器在燃油和燃气锅炉中的应用，可以冷凝烟气中的SO2和NOx等可冷凝污染物，减少烟气中污染物的排放。经济效益可观，回收期短。烟气余热回收技术除了大大节约能源外，还将大大减少因冷凝而排放到大气中的有害物质。根据科学测定，烟气冷凝后排入大气的有害物质量如下：二氧化硫减少80%；水蒸气减少60%；一氧化碳减少60%；烟尘减少93%；氮氧化物减少50%；二氧化碳减少了40%。因此，除了节约能源，利用烟气余热回收技术将更好地满足环保要求。另外，根据实际测量，烟气冷凝后形成的冷凝水的酸碱度约为6，呈微酸性。由于城市污水是碱性的，排入城市污水系统的冷凝水不会造成危害，但最好排入工厂废水处理系统进行处理。6.新技术的前景金属热交换器的使用有许多局限性，因此余热回收技术有很大的发展空间。陶瓷换热器因解决了耐腐蚀和耐高温的问题而得到了很好的发展，成为回收高温余热的最佳换