本实用新型涉及锅炉烟气回收技术领域，特别是一种高效烟气废热锅炉机组。
背景技术：
烟气余热锅炉是一种利用中、高温烟气余热，通过热交换加热水或其他介质，提供采暖或其他用途的节能设备。由于它本身采用的“没有价值的废热”，实际上很少考虑其效率。
一般而言，作为提供65℃左右采暖热水的烟气余热锅炉，其最终排烟温度仍在120℃左右。从表1可知，100℃的烟气，仍然具有相当多的热量。
表1：通用烟气焓
一般情况只考虑烟气的显热利用，然而实际上烟气中存在大量的水蒸汽，其潜热巨大。以天然气烟气为例计算，天然气燃烧过程：
ch4+2o2=co2+2h2o
从化学方程式可知，1份天然气燃烧需要2份氧气，而空气中氧气的含量为21%，所以燃烧1份天然气需要9.52份空气，参见表2：
1m³天然气燃烧可产生1.6千克水（蒸汽），其50℃下的凝结热为2382.5kj/kg，其总的热量为1.6*2382.5=3812kj。按10.52理论烟气量，相当于理论上每立方米烟气具有潜热362kj，即使回收80%也达到290kj/m3，已经超过200℃烟气具有的显热。
由于烟气中水蒸汽要在58℃以下才凝结放热，降低到30℃时，凝结放热约80%。因此，利用这种热量，回收的热品位（温度）很低，低于采暖回水温度（45℃），实际上没有利用价值。因此，如何充分利用烟气中的潜热能量并降低烟气对环境的污染是本申请亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种环保，回收效率高，成本低的高效烟气废热锅炉机组。
本实用新型的技术方案是：一种高效烟气废热锅炉机组，包括烟气型溴化锂吸收式热泵机组、烟气/热水换热器和烟气凝结式换热器；所述烟气型溴化锂吸收式热泵机组包括蒸发器、冷凝器、吸收器和发生器；所述发生器连接锅炉烟道，发生器的烟气出口依次连接烟气/热水换热器和烟气凝结式换热器，使烟气逐级降温并回收。
进一步，所述烟气/热水换热器的进水口管路连接用热回水端，出水口管路连接用热进水端。
进一步，所述吸收器的进水口管路连接用热回水端，出水口直接接用热进水端，或者出水口经冷凝器换热后连接用热进水端。
进一步，所述烟气凝结式换热器的出水口连接蒸发器，作为蒸发器的低温热源；蒸发器的冷水出口连接烟气凝结式换热器的进水口，实现循环。
进一步，所述烟气凝结式换热器为板式热交换器、管壳式换热器或循环水喷淋式换热器。
进一步，所述烟气凝结式换热器为管壳式换热器时，烟气凝结式换热器的外壳和换热管采用耐蚀合金材料，或者其烟气侧采用搪瓷涂层的外壳和换热管；又或烟气侧采用复合耐蚀材料的外壳和换热管。
进一步，所述烟气凝结式换热器为循环水喷淋式换热器时，所述蒸发器的换热管采用耐蚀的奥氏体不锈钢和钛材料。
进一步，所述烟气凝结式换热器为板式热交换器或管壳式换热器时，所述蒸发器的换热管采用铜材料。
进一步，所述锅炉烟道的烟气温度＞120℃；经发生器换热后输出的烟气温度≤120℃；经烟气/热水换热器换热后输出的烟气温≥58℃；最后经烟气凝结式换热器换热后输出的烟气温度≤30℃。
进一步，所述烟气/热水换热器为管壳式换热器；所述烟气型溴化锂吸收式热泵机组采用第一类热泵机组。
本实用新型的有益效果：利用烟气型溴化锂吸收式热泵机组、烟气/热水换热器和烟气凝结式换热器，组合成为一种高效烟气废热锅炉机组，将烟气中的热量按品位依次回收，最终排烟温度低于30℃，几乎彻底回收烟气中的显热，还回收了烟气中水蒸汽潜热回收80%以上。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示：一种高效烟气废热锅炉机组，包括烟气型溴化锂吸收式热泵机组、烟气/热水换热器和烟气凝结式换热器。具体连接关系为：烟气型溴化锂吸收式热泵机组包括蒸发器、冷凝器、吸收器和发生器；发生器连接锅炉烟道，发生器的烟气出口依次连接烟气/热水换热器和烟气凝结式换热器，使烟气逐级降温并回收。
上述方案具有以下优点：（1）利用烟气型溴化锂吸收式热泵机组、烟气/热水换热器和烟气凝结式换热器，组合成为一种高效烟气废热锅炉机组，将烟气中的热量按品位依次回收，最终排烟温度低于30℃，几乎彻底回收烟气中的显热，还回收了烟气中水蒸汽潜热回收80%以上；（2）采用烟气型溴化锂吸收式热泵机组，并将发生器连接锅炉烟道，对烟气进行一级降温，由于发生器是将高温水蒸汽输送给冷凝器的，这样能够充分利用烟气的能量，提高回水温度，用于采暖、卫生用水等。
烟气/热水换热器的进水口管路连接用热回水端，出水口管路连接用热进水端。吸收器的进水口管路连接用热回水端，出水口直接接用热进水端，或者出水口经冷凝器换热后连接用热进水端。本实施例通过利用烟气的显热和潜热能量，对回水端进行加热，获得高温热水，用于用热端的采暖等，大大降低成本，且充分利用烟气能量，防止烟气污染环境。
烟气凝结式换热器的出水口连接蒸发器，作为蒸发器的低温热源；蒸发器的冷水出口连接烟气凝结式换热器的进水口，实现循环。
本实施例的烟气型溴化锂吸收式热泵机组优选为第一类热泵机组。本实施例采用烟气中较高品位（温度120℃以上）热量作为热泵的驱动热源（高温热源）。
本实施例的烟气/热水换热器为管壳式换热器。烟气/热水换热器可以采用液管式结构（水走管程，烟气走壳程）、或者火管式结构（水走壳程，烟气走管程）两种不同方式管壳式换热器。其中，液管式便于清理烟道，适合烟尘较多的烟气热回收；火管式体积小，换热效率较高，适合较清洁的烟气。烟气/热水换热器的热源是利用通过本机组发生器后降温的中温烟气。用中温烟气加热采暖（或类似用途的）回水（或其他介质）。通过烟气/热水换热器对烟气热量第二级能量回收，烟气温度将进一步降低。
降低温度的烟气进入烟气凝结式换热器。烟气凝结式换热器可以采用板式热交换器，具有体积小，换热效率高特点。并且低温热源和烟气是隔离的，因此不会受到烟气成分的影响，避免热泵机组的蒸发器换热管腐蚀。此时，溴化锂吸收式热泵机组的蒸发器换热管可用采用铜管。由于板式热交换器材料厚度低，耐蚀性较差；并且板式热交换器不便清理，因此适合烟尘较少、硫氧化物较低的烟气，如民用天然气的烟气等。
本实施例的烟气凝结式换热器还可采用耐蚀材料的管壳式换热器。采用耐蚀合金的外壳和换热管，或者烟气侧采用搪瓷涂层的外壳和换热管，或者烟气侧采用复合耐蚀材料的外壳和换热管。管壳式换热器具有烟气阻力小，耐腐蚀的特点，适合含有较多烟尘和硫氧化物的烟气。并且低温热源和烟气是隔离的，因此不会受到烟气成分的影响，避免溴化锂吸收式热泵机组的蒸发器换热管腐蚀。此时，溴化锂吸收式热泵机组的蒸发器换热管可采用铜管。
本实施例的烟气凝结式换热器还可采用循环水喷淋式换热器，水与烟气直接接触，必要时装入填料，增加接触面积，具有较高的换热能力。由于大量是水喷淋，可以吸收烟气中硫氧化物和部分氮氧化物，并且稀释成为弱酸性水溶液，可以避免非接触式烟气中硫氧化物产生的露点腐蚀，并且可以减少烟气中硫氧化物和氮氧化物对环境的破坏。循环水喷淋式换热器的部件采用不锈钢、钛、耐蚀合金以及工程塑料等耐蚀材料。由于喷淋的循环水具有弱酸性，因此本机组的蒸发器采用较为耐蚀的奥氏体不锈钢和钛等材料。
本实施例的工作原理为：
锅炉输出的中/高温烟气（温度120℃以上）进入发生器，作为驱动热源，发生器内的稀溶液通过中/高温烟气的加热，成为高温的浓溶液，同时产生大量的高温冷剂蒸汽（如水蒸汽），其浓溶液经溶液热交换器与吸收器来的稀溶液换热后，进入吸收器，高温冷剂蒸汽则进入冷凝器，在冷凝器内被冷却，成为低温冷剂水，再经降压形成凝结水进入蒸发器。中/高温烟气经换热后变成中温烟气（≤120℃），进入烟气/热水换热器，作为烟气/热水换热器的热源。用热回水端向烟气/热水换热器输送热水。在烟气/热水换热器内，用中温烟气加热热水，中温烟气降温变成低温烟气（≥58℃），进入烟气凝结式换热器，作为烟气凝结式换热器的热源；而热水经加热升温后输出至用热端。在烟气凝结式换热器中通过约为20℃的冷水，可用将≥58℃的低温烟气降低至30℃以下，输出并回收烟气的潜热和显热；烟气凝结式换热器内被加热的冷水温度约30℃，成为烟气型溴化锂吸收式热泵机组的低温热源，进入蒸发器，在蒸发器蒸发释放热量后，重新生成约20℃的冷水进入烟气凝结式换热器内实现循环。蒸发器内产生的低温水蒸汽则进入吸收器。用热回水端还向吸收器输送热水，吸收器内的溴化锂浓溶液吸收蒸发器内的低温水蒸汽后变成稀溶液，同时放出吸收热，使吸收器内的热水升温，升温后的热水进入冷凝器，经冷剂蒸汽放出吸收热，变成高温水，输送至用热端。
与通常废热锅炉比较，本机组可以大幅度提高热效率，具体如表3所示，为以天然气理论燃烧空燃比计算：
表3
由此可见，本实施例经烟气型溴化锂吸收式热泵机组、烟气/热水换热器和烟气凝结式换热器相组合形成的废热锅炉机组与常规废热锅炉相比，排烟温度大大降低，大大提高了热回收效率，降低环境污染。
1.一种高效烟气废热锅炉机组，其特征在于，包括烟气型溴化锂吸收式热泵机组、烟气/热水换热器和烟气凝结式换热器；所述烟气型溴化锂吸收式热泵机组包括蒸发器、冷凝器、吸收器和发生器；所述发生器连接锅炉烟道，发生器的烟气出口依次连接烟气/热水换热器和烟气凝结式换热器，使烟气逐级降温并回收。
2.根据权利要求1所述的高效烟气废热锅炉机组，其特征在于，所述烟气/热水换热器的进水口管路连接用热回水端，出水口管路连接用热进水端。
3.根据权利要求1所述的高效烟气废热锅炉机组，其特征在于，所述吸收器的进水口管路连接用热回水端，出水口直接接用热进水端，或者出水口经冷凝器换热后连接用热进水端。
4.根据权利要求1或2或3所述的高效烟气废热锅炉机组，其特征在于，所述烟气凝结式换热器的出水口连接蒸发器，作为蒸发器的低温热源；蒸发器的冷水出口连接烟气凝结式换热器的进水口，实现循环。
5.根据权利要求1或2或3所述的高效烟气废热锅炉机组，其特征在于，所述烟气凝结式换热器为板式热交换器、管壳式换热器或循环水喷淋式换热器。
6.根据权利要求5所述的高效烟气废热锅炉机组，其特征在于，所述烟气凝结式换热器为管壳式换热器时，烟气凝结式换热器的外壳和换热管采用耐蚀合金材料，或者其烟气侧采用搪瓷涂层的外壳和换热管；又或烟气侧采用复合耐蚀材料的外壳和换热管。
7.根据权利要求5所述的高效烟气废热锅炉机组，其特征在于，所述烟气凝结式换热器为循环水喷淋式换热器时，所述蒸发器的换热管采用耐蚀的奥氏体不锈钢和钛材料。
8.根据权利要求5所述的高效烟气废热锅炉机组，其特征在于，所述烟气凝结式换热器为板式热交换器或管壳式换热器时，所述蒸发器的换热管采用铜材料。
9.根据权利要求1或2或3所述的高效烟气废热锅炉机组，其特征在于，所述锅炉烟道的烟气温度＞120℃；经发生器换热后输出的烟气温度≤120℃；经烟气/热水换热器换热后输出的烟气温≥58℃；最后经烟气凝结式换热器换热后输出的烟气温度≤30℃。
10.根据权利要求1或2或3所述的高效烟气废热锅炉机组，其特征在于，所述烟气/热水换热器为管壳式换热器；所述烟气型溴化锂吸收式热泵机组采用第一类热泵机组。
技术总结