喷淋吸收式烟气余热回收利用技术

一、技术名称：

喷淋吸收式烟气余热回收利用技术

二、技术所属领域及适用范围：

建筑领域供热行业，针对燃气锅炉、燃气热电联产、燃气热电冷联供系统烟气余热回收。

三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

目前，我国供热领域的天然气供热方式包括燃气锅炉、燃气热电联产、燃气热电冷联供三种方式，其中最主要的是燃气锅炉和燃气热电联产，燃气锅炉供热能耗约31.7Nm3天然气/GJ，燃气热电联产约11.4Nm3/GJ，对应单位GJ供热量的CO2排放量为22-61kg/GJ。燃气锅炉的排烟温度普遍在100℃左右，排烟热损失约占总能耗的15%左右。

四、技术内容

1.技术原理

该技术是采用直接接触式换热与吸收式热泵相结合的方式对天然气烟气余热进行深度回收利用的新工艺。利用天然气燃烧过程中的不可逆损失，增设吸收式热泵与直接接触式烟气冷凝换热器(烟气换热塔)，以天然气为驱动能源，驱动吸收式热泵产生冷介质，该冷介质与烟气在喷淋式直接接触式换热装置中换热，冷介质温度升高后送入吸收式热泵中放热。直接接触式换热方式极大地增加了气-液两相接触面积，能够快速完成传热和传质，烟气和水在很小温差下即可实现稳定接触换热,无需金属换热面，降低了烟气侧阻力，减小了换热器的体积，大幅度降低了换热器成本。烟气的排烟温度最低可达20℃以下。同时，通过深度回收冷凝热，使冷凝水回收再利用成为可能，减少了废气中NOx等污染物排放。

2.关键技术

(1)大功率直接接触式烟气冷凝换热器的设计和制造;

(2)专用吸收式热泵的流程优化、设计和制造;

(3)喷淋吸收式烟气全热回收利用系统的集成与优化运行。

3.工艺流程

以在燃气锅炉房中的应用为例，在燃气锅炉房增设专用吸收式热泵与直接接触式烟气冷凝换热器，吸收式热泵以天然气为驱动能源，驱动吸收式热泵产生冷介质，该冷介质与烟气在烟气冷凝换热器中换热，换热过程采用喷淋式直接接触式换热装置，使系统排烟降温至露点温度以下，烟气中的水蒸汽凝结放热，达到回收烟气余热及水分的目的，热网回水首先进入吸收式热泵中被加热，然后进入燃气锅炉加热至设计温度后送出，完成热网水的加热过程。燃气锅炉的排烟从与吸收式热泵的排烟混合后进入烟气冷凝换热器中，系统排烟温度降低到20℃以下后送回烟囱中排放至大气。喷淋吸收式烟气余热回收系统流程图见图1。

(注：在燃气电厂中应用时，可利用燃气热电厂的抽汽作为专用吸收式热泵的驱动热源;在燃气热电冷联供系统中应用时，可利用发电机排出的高温烟气作为热泵的驱动热源。)

五、主要技术指标

1.在避免了露点腐蚀的情况下，燃气锅炉的排烟温度可达20-30℃。

2.燃气锅炉房可节能10%-15%;在燃气热电联产及热电冷联供系统中，供热节能20%-26%。

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

该技术获得5项国家发明专利，并于2007年3月通过了教育部组织的科技成果鉴定。专用吸收式热泵、直接接触式换热塔、全热回收型补燃换热机组等多项产品已初步实现了产业化。目前该技术已经在北京、天津燃气锅炉房和燃气热电厂成功应用，回收烟气余热量超过50MW;在太原市燃气热电厂及换热站共安装70余台该类型机组，烟气余热回收量达130MW。

七、推广前景及节能减排潜力

预计到2020年，该技术在全国燃气锅炉余热回收领域的推广比例将达到10%，可形成的年节能能力约为340万tce，年碳减排能力为554万tCO2。