一种烟气余热梯级回收系统及其方法与流程

本发明涉及废气、废液焚烧领域，特别是可应用于煤制乙二醇(eg)工艺的废气液焚烧后烟气的余热梯级回收系统，以及通过回收余热生产蒸汽的方法。

背景技术：

煤制乙二醇工艺在生产过程中产生多股废气废液，成分复杂，依照《危险废物鉴别标准易燃性》(gb5085.4)和《危险废物鉴别标准通则》(gb5085.7)的规定，应做为危险废物处理，按照《危险废物焚烧污染控制标准》(gb18484-2001)的规定必须采用焚烧无害化处理。

煤制乙二醇工艺生产中产生的废气、废液中一般热值较高，若采用常规焚烧工艺，焚烧后产生的高温烟气经喷淋塔冷却后通过引风机和烟囱排放，废气废液中的有毒有害物质虽然被焚烧分解掉了，但是也造成了不同程度的热能浪费。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种烟气余热梯级回收系统及其方法，可降低项目的能源消耗，通过研发烟气余热回收技术，使排出的高温烟气(1100℃～500℃)热量用于生产过饱和动力蒸汽，降低项目的运行成本。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:

一种烟气余热梯级回收系统，包括焚烧炉、多级过热器、余热锅炉、空气预热器、省煤器和风机，各部件之间连接有对应烟道，相邻过热器之间连接有蒸汽管线，最后一级过热器上连接有饱和蒸汽入口管线，最前方过热器上连接有高温过饱和蒸汽出口管线。

如上所述的烟气余热梯级回收系统，所述过热器包括三个，从前向后分别为高温过热器、中温过热器和低温过热器。由于高温换热器相对低温换热器对材质要求更高，造价也更高，因此，可采用多使用低温换热材料少使用高温换热材料的方法来降低成本。优选的，所述低温过热器面积大于中温过热器，所述中温过热器面积大于高温过热器。

进一步的，原料蒸汽依次经过进口安全阀、进口电动阀、吊管上集箱、吊管和吊管下集箱后进入低温过热器，低温过热器、中温过热器和高温过热器之间设置有中过进口集箱，高温过热器后面连接有高过出口集箱和出口电动阀。

优选的，所述低温过热器与中温过热器前中过进口集箱之间设有一级喷水减温器。所述高温过热器与中温过热器后中过进口集箱之间设有二级喷水减温器。当蒸汽温度超标时，喷水减温器通过喷入雾化水降低过热蒸汽温度。喷水段为夹套结构，防止水雾蒸发段急剧温度变化，造成管壁金属热疲劳损坏。

如上所述的烟气余热梯级回收系统，所述省煤器外连接有省煤器进水管线，所述省煤器和余热锅炉之间连接有余热锅炉进水管线，所述余热锅炉上还连接有中压蒸汽管线。通过省煤器和余热锅炉的换热，可输出中压蒸汽外送厂区使用。

如上所述的烟气余热梯级回收系统，所述空气预热器上连接有空气入口管线和助燃空气管线，所述助燃空气管线另一端接入焚烧炉。

一种应用上述烟气余热梯级回收系统的方法，焚烧炉产生的烟气依次经过高温过热器、中温过热器和低温过热器后到达余热锅炉，然后经空气预热器、省煤器后，通过风机到达烟囱排出，原料蒸汽经依次经过低温过热器、中温过热器和高温过热器换热后输出高温过饱和蒸汽。

进一步的，常温除氧水经省煤器进水管线到达省煤器换热，然后经余热锅炉进水管线到达余热锅炉换热，最后经中压蒸汽管线输出中压蒸汽。

进一步的，助燃空气经空气预热器处的空气入口管线到达空气预热器，换热后经助燃空气管线到达焚烧炉，提供氧气支持燃烧。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本烟气余热梯级回收系统，优选了传统烟气余热回收方式，使排出的高温烟气中的热量直接用于加热饱和蒸汽，将最终生成的高温过饱和蒸汽用于蒸汽发电，极大的降低了能源消耗和运行成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

在附图中：

图1是本实施例1中烟气余热梯级回收系统工艺示意图；

图中各附图标记所代表的组件为：

100、焚烧炉，101、高温过热器，102、中温过热器，103、低温过热器，104、余热锅炉，105、空气预热器，106、省煤器，107、风机，300、供应管线，301、高温过热器前烟道，302、中温过热器前烟道，303、低温过热器前烟道，304、余热锅炉前通道，305、空气预热器前烟道，306、省煤器前烟道，307、风机前烟道，308、烟囱排空，309、空气入口管线，310、助燃空气管线，311、饱和蒸汽入口管线，312、低温过饱和蒸汽管线，313、中温过饱和蒸汽管线，314、高温过饱和蒸汽出口管线，315、省煤器进水管线，316、余热锅炉进水管线，317、中压蒸汽管线。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

实施例1

参见图1，本实施例烟气余热梯级回收系统，包括焚烧炉100、多级过热器、余热锅炉104、空气预热器105、省煤器106和风机107，各部件之间连接有对应烟道。

进一步，所述过热器包括三个，从前向后分别为高温过热器101、中温过热器102和低温过热器103。所述高温过热器101和中温过热器102之间连接有中温过饱和蒸汽管线313，所述中温过热器102和低温过热器103之间连接有低温过饱和蒸汽管线312。所述低温过热器103上连接有饱和蒸汽入口管线311，所述高温过热器101上连接有高温过饱和蒸汽出口管线314。

进一步的，原料蒸汽依次经过进口安全阀、进口电动阀、吊管上集箱、吊管、吊管下集箱、低温过热器103、一级喷水减温器、中过进口集箱、中温过热器102、中过进口集箱、二级喷水减温器、高温过热器101、高过出口集箱和出口电动阀后，转变为高温过饱和蒸汽。

在本实施例中，一级喷水减温器和二级喷水减温器的作用是，当蒸汽温度超标时，喷水减温器通过喷入雾化水降低过热蒸汽温度。喷水段为夹套结构，防止水雾蒸发段急剧温度变化，造成管壁金属热疲劳损坏。

优选的，进口安全阀后还有一支旁路，在焚烧系统出问题时，或多余的蒸汽，可通过旁路，进入减压减温装置输出中压饱和蒸汽。

在本实施例中，所述省煤器106外连接有省煤器进水管线315，所述省煤器106和余热锅炉104之间连接有余热锅炉进水管线316，所述余热锅炉104上还连接有中压蒸汽管线317。通过省煤器106和余热锅炉104的换热，可输出中压蒸汽外送厂区使用。

在本实施例中，所述空气预热器105上连接有空气入口管线309和助燃空气管线310，所述助燃空气管线310另一端接入焚烧炉100。

本实施例的烟气余热梯级回收系统使用时分为四个工艺流程，分别为烟气工艺流程、过饱和蒸汽工艺流程、余热锅炉蒸汽工艺流程和空气预热工艺流程。

烟气工艺流程为，燃气(天然气、荒煤气等)、项目废气、废液等经供应管线300到达焚烧炉100充分燃烧产生烟气，烟气温度在1000℃左右，然后烟气依次经高温过热器前烟道301到达高温过热器101，换热后优选的温度为887.5℃，经中温过热器前烟道302到达中温过热器102，换热后优选的温度为745℃，经低温过热器前烟道303到达低温过热器103，换热后优选的温度为500℃，经余热锅炉前烟道304到达余热锅炉104，换热后优选的温度为380℃，经空气预热器前烟道305到达空气预热器105，换热后优选的温度为240℃，经省煤器前烟道306到达省煤器106，换热后优选的温度为150℃，经风机前烟道307到达风机107，经烟囱排空308到达烟囱达标排放。

过饱和蒸汽工艺流程为，原料蒸汽为9.8mpa、310℃的饱和蒸汽(焓值为2739.24mj/t)经饱和蒸汽入口管线311到达低温过热器103与烟气换热生产出9.8mpa、400℃的低温过饱和蒸汽(焓值为3101.72mj/t)，经低温过饱和蒸汽管线312到达中温过热器102与烟气换热生产出9.8mpa、475℃的中温过饱和蒸汽(焓值为3312.45mj/t)，经中温过饱和蒸汽管线313到达高温过热器101与烟气换热生产出9.8mpa、540℃的高温过饱和蒸汽(焓值为3478.95mj/t)，经高温过饱和蒸汽出口管线314输送作为动力蒸汽供厂区使用。

具体工艺参数参见下表所示：

优选的，由于高温换热器相对低温换热器对材质要求更高，造价也更高，因此，可采用多使用低温换热材料少使用高温换热材料的方法来降低成本。使低温过热器103面积大于中温过热器102，中温过热器102面积大于高温过热器101。优选后，进行过饱和蒸汽生产时，低、中、高过热蒸汽温度分别为400℃、475℃和570℃。

余热锅炉蒸汽工艺流程，常温除氧水经省煤器进水管线315到达省煤器106换热，烟气换热后升温到104℃，然后经余热锅炉进水管线316到达余热锅炉104生产出3.8mpa、273℃的饱和蒸汽(焓值为2801.78mj/t)，最后经中压蒸汽管线317输出中压蒸汽外送供厂区使用。

空气预热工艺，焚烧炉100所需的助燃空气经空气预热器105处的空气入口管线309到达空气预热器105，与烟气换热后温度达到350℃，换热后经助燃空气管线310到达焚烧炉100，提供氧气支持燃烧。

综上，通过对烟气余热回收进行的改进，使排出的高温烟气1100℃～500℃之间的热量直接用于加热9.8mpa饱和蒸汽，使其达到540℃用于蒸汽发电，极大的降低了能源消耗和运行成本。

最后要说明的是：以上实施方式其中的部分合理的方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，所述技术内容相关领域技术人员应该能理解，凡是根据本发明所揭示的等效修饰和修改替换，都没有脱离本发明技术内涵，且应该纳入到专利的保护范围内。

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