專利名稱：一種垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于余熱回收技術(shù)領域，涉及一種垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置。
背景技術(shù)：
垃圾焚燒爐出來的煙氣溫度高達1000 1200°C，煙氣凈化系統(tǒng)的急冷塔要求的入口溫度大于500°C，因此從垃圾焚燒爐出來的高溫煙氣可回收利用的溫降達到450 650°C，現(xiàn)在一般的余熱回收系統(tǒng)配置方法是:I)直接在垃圾焚燒爐出口安裝余熱鍋爐來回收余熱；2)部分垃圾焚燒爐在余熱鍋爐出口安裝空氣預熱器，通過空氣預熱器加熱垃圾焚燒爐助燃風。也有小型垃圾焚燒爐不安裝余熱鍋爐，只安裝空氣預熱器來加熱助燃風，部分回收余熱。垃圾焚燒煙氣中含有大量的HC1，HC1對金屬具有強腐蝕性。在500 700°C下對金屬產(chǎn)生高溫腐蝕，在酸露點溫度下，會對金屬產(chǎn)生電化學腐蝕。直接回收煙氣中余熱的余熱鍋爐運行時，煙氣會與余熱鍋爐的受熱面接觸，由于HCl具有高腐蝕性，鍋爐的受熱面很容易受HCl的腐蝕而損壞。系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率低、維護工作量大，給垃圾焚燒爐煙氣余熱回收利用帶來很大的困擾。因此為了避免余熱鍋爐和空氣預熱器腐蝕，換熱面一般采用的以下設計:I)采用耐腐蝕性能的合金材料；2)在鍋爐的受熱面涂耐腐蝕材料；3)采用耐火材料包裹在換熱面的表面，避免腐蝕。采用耐腐蝕的合金材料會大幅度增加鍋爐建設成本，表面涂耐腐蝕材料可以適當降低鍋爐建設成本，這兩種技術(shù)均不能完全解決腐蝕問題，只能是延長鍋爐換熱部件的使用壽命，鍋爐還是需要經(jīng)常大修。采用耐火材料包裹在換熱器的表面可以有效防止腐蝕，但是換熱效率會大幅度下降。李春遷等在申請?zhí)枮?01050778的中國專利中介紹了一種用于垃圾焚燒爐余熱鍋爐的防腐蝕過熱裝置，專利中介紹過熱裝置表面覆蓋耐高溫防腐涂料。雖然耐高溫防腐涂料可以減緩過熱器的腐蝕，但并不能完全解決過熱器的腐蝕，鍋爐的其他位置也同樣在在腐蝕問題。龔菲在申請?zhí)枮?02313293的中國專利中介紹了一種垃圾焚燒鍋爐的煙氣空氣預熱器，專利中介紹在金屬材質(zhì)的空氣預熱器的換熱管外面焊接外凸銷釘，耐火材料覆蓋換熱管的外壁，以達到防腐作用。耐火材料可以有效地將煙氣與換熱管隔離，但是耐火材料會大幅度增加換熱阻力。需要大幅度增加空預熱器的換熱面積，該專利只涉及到空氣預熱器，未考慮余熱鍋爐防腐問題。項光明在申請?zhí)枮?01010210189.9的專利中介紹了一種垃圾焚燒鍋爐，專利中介紹了鍋爐的各部分組成及結(jié)構(gòu)，里面介紹的鍋爐可以延緩結(jié)焦、腐蝕、積灰問題，但是還是不能完全解決鍋爐的腐蝕問題。
由于垃圾焚燒爐煙氣在200 500°C下容易生產(chǎn)二噁英，所以要求余熱鍋爐出來的煙氣溫度不得低于500°C。受垃圾焚燒量、垃圾熱值、垃圾含水量的影響，垃圾焚燒爐出口的煙氣溫度也是波動的，安裝在垃圾焚燒爐出口的余熱鍋爐無法調(diào)節(jié)換熱量，所以為了抑制二噁英的產(chǎn)生，考慮到煙氣溫度的波動，余熱鍋爐出口煙氣溫度一般不會小于650°C。因此有150°C的余熱無法得到有效利用。由于余熱鍋爐直接安裝在垃圾焚燒爐出口，整體換熱量可調(diào)節(jié)能力十分有限，當實際需要的蒸汽量小，鍋爐產(chǎn)生的多余蒸汽只有放空，造成極大的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題在于提供一種垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，以解決垃圾焚燒煙氣的腐蝕問題，并進一步考慮垃圾焚燒爐的生產(chǎn)負荷和實際需要的蒸汽負荷靈活調(diào)節(jié)換熱量，使整個裝置工作在最佳狀態(tài)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，包括陶瓷換熱器和余熱鍋爐；陶瓷換熱器設有進氣口和出氣口，進氣口和出氣口之間設有陶瓷換熱管；進氣口與垃圾焚燒爐出口煙道相連接，出氣口排出降溫后的垃圾焚燒爐煙氣；管道連接陶瓷換熱器、余熱鍋爐和空氣循環(huán)風機，管道內(nèi)填充有干凈的空氣，空氣循環(huán)風機驅(qū)動空氣在陶瓷換熱器與余熱鍋爐之間循環(huán)流動；陶瓷換熱管先與垃圾焚燒爐煙氣進行熱交換，陶瓷換熱管內(nèi)的空氣被加熱后，流動至余熱鍋爐，與余熱鍋爐進行熱交換。所述的換熱器進氣口與垃圾焚燒爐出口煙道之間設有第一溫度傳感器，出氣口設置有第二溫度傳感器。所述的陶瓷換熱器為空空換熱器，與垃圾焚燒煙氣接觸部位均為耐腐蝕的非金屬材料，換熱器的換熱管為碳化硅換熱管，垃圾焚燒煙氣從碳化硅換熱管外壁通過，碳化硅管內(nèi)通過干凈的空氣。所述的換熱器除碳化硅換熱管外，陶瓷換熱器與煙氣接觸的其他部位均為耐火材料。所述的陶瓷換熱器熱風進口管道上安裝有空氣入口閥，陶瓷換熱器熱風出口管道上安裝有空氣出口閥，空氣出口閥與余熱鍋爐的進風口通過管道相連接，余熱鍋爐的出風口與空氣出口閥通過管道相連接，空氣循環(huán)風機設置在空氣出口閥前的管道上。所述的與空氣進口閥、出口閥之間設置熱風旁通管道，旁通管道上設有旁通閥，旁通閥為調(diào)節(jié)型閥門，空氣循環(huán)風機由可變轉(zhuǎn)速的電機驅(qū)動。所述通過調(diào)節(jié)旁通閥的開度和空氣循環(huán)風機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)換熱量:增大旁通閥的開度或減少空氣循環(huán)風機的轉(zhuǎn)速則減少系統(tǒng)換熱量，減少旁通閥的開度或增加空氣循環(huán)風機的轉(zhuǎn)速則增加系統(tǒng)的換熱量。所述的余熱鍋爐的出氣閥前設有第三溫度傳感器，余熱鍋爐出氣閥后設有第四溫度傳感器。通過調(diào)節(jié)管道內(nèi)的總空氣流量和通過陶瓷換熱器的空氣流量，達到調(diào)節(jié)系統(tǒng)換熱量的目的，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的換熱量的目的是調(diào)節(jié)陶瓷換熱器出氣口排出的垃圾焚燒爐煙氣溫度、或調(diào)節(jié)余熱鍋爐的蒸汽產(chǎn)生量。所述的余熱鍋爐為熱管式或水管式鍋爐，其受熱面為帶翅片的管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:本發(fā)明提供的垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，主要由陶瓷換熱器、余熱鍋爐、空氣循環(huán)風機和管道組成。陶瓷換熱器安裝在垃圾焚燒爐出口煙道上，陶瓷換熱器先將垃圾焚燒煙氣中的熱量交換給干凈的空氣，空氣再熱量交換給余熱鍋爐，讓余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽。進一步，由于陶瓷換熱器先將煙氣中熱量交換給空氣，陶瓷換熱器內(nèi)安裝的換熱管為碳化硅材質(zhì)，不僅換熱效率高、硬度高、耐溫性能好，而且不會受煙氣中HCl的腐蝕，煙氣中高腐蝕性的HCl基本對陶瓷換熱器運行無任何影響，可長期穩(wěn)定運行；而且還能夠抗煙氣中粉塵磨損，工作壽命極長，完全避免了常見的垃圾焚燒余熱鍋爐問題。由于余熱鍋爐通過的介質(zhì)為干凈熱空氣，受熱面可以采用帶翅片的管，大幅度縮小了余熱鍋爐的體積，節(jié)省余熱鍋爐的投資，余熱鍋爐不存在任何腐蝕、粘結(jié)、磨損，檢修維護工作量極小，壽命長。而且，還通過調(diào)節(jié)總空氣流量來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的換熱量，當垃圾焚燒爐負荷小時，為了避免陶瓷換熱器出口溫度過低、防止二噁英產(chǎn)生，可以通過增加旁通閥的開度或降低風機的轉(zhuǎn)速來減少換熱器的換熱量，同時余熱鍋爐蒸汽產(chǎn)生量降低；當需要調(diào)節(jié)余熱鍋爐蒸汽產(chǎn)生量時，也可通過調(diào)節(jié)旁通閥的開度和風機的轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)余熱鍋爐的蒸汽產(chǎn)生量。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1為陶瓷換熱器，2為余熱鍋爐，3為空氣循環(huán)風機，4為空氣入口閥，5為空氣出口閥，6為旁通閥，7為管道，8為第一溫度傳感器，9為第二溫度傳感器，10為第三溫度傳感器，11為第四溫度傳感器。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。本發(fā)明的余熱回收系統(tǒng)由陶瓷換熱器1、余熱鍋爐2、空氣循環(huán)風機3、熱風管道7、換熱器熱風入口閥4、出口閥5、旁通閥6、儀表、控制系統(tǒng)等組成。其中安裝在垃圾焚燒煙道及熱風管道上的儀表主要有測量垃圾焚燒入口煙氣溫度的第一溫度傳感器8、測量垃圾焚燒出口煙氣溫度的第二溫度傳感器9、測量余熱鍋爐熱風入口溫度的第三溫度傳感器10、測量余熱鍋爐熱風出口溫度的第四溫度傳感器11等。陶瓷換熱器I安裝在垃圾焚燒爐出口煙道上，熱風管道7連接陶瓷換熱器1、余熱鍋爐2、空氣循環(huán)風機3，在陶瓷換熱器I熱空氣進口、出口上安裝有空氣入口閥4、空氣出口閥5、旁通閥6。旁通閥6采用調(diào)節(jié)型閥門，空氣循環(huán)風機3由可變轉(zhuǎn)速的電機驅(qū)動。本發(fā)明采用干凈的空氣作為熱交換中間介質(zhì)，陶瓷換熱器I先將垃圾焚燒煙氣中的熱量交換給空氣，空氣再熱量交換給余熱鍋爐2。避免余熱鍋爐2直接接觸煙氣，避免煙氣腐蝕余熱鍋爐2。通過調(diào)節(jié)通過陶瓷換熱器I的空氣流量和熱風管道7內(nèi)的總空氣流量，可很靈活、精確地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的換熱量，從而可很方便地調(diào)節(jié)陶瓷換熱器I出口垃圾焚燒煙氣溫度，也可很方便地調(diào)節(jié)余熱鍋爐2的蒸汽產(chǎn)生量。 下面對各個主要部件進行詳細的說明。1、陶瓷換熱器陶瓷換熱器I為空空換熱器，與煙氣接觸部位均為耐腐蝕的非金屬材料，核心的換熱管材質(zhì)為碳化硅，煙氣從碳化硅管外壁通過，碳化硅管內(nèi)通過空氣，垃圾焚燒煙氣中的熱量通過碳化硅管壁交換給空氣，將空氣加熱。除碳化硅外，陶瓷換熱器I與煙氣接觸的其他部位均為耐火材料。由于碳化硅具有硬度高、熱導率高、熱穩(wěn)定性好、耐腐蝕等優(yōu)點，所以陶瓷換熱器I不僅耐垃圾焚燒爐煙氣腐蝕，而且也耐煙塵的磨損，壽命極長。陶瓷換熱器I的其他與煙氣接觸部位均為耐火材料，因此陶瓷換熱器I完全不會受垃圾焚燒煙氣的腐蝕。2、余熱鍋爐余熱鍋爐2內(nèi)通過從陶瓷換熱器交換過來的高溫熱風，由于高溫熱風內(nèi)不包含腐蝕性、粘結(jié)性、磨損性物質(zhì)，所以余熱鍋爐2可采用普通鍋爐鋼制造，受熱面可采用帶翅片的管，這樣大幅度增加換熱面積，縮小余熱鍋爐2的體積。余熱鍋爐2可采用熱管式或水管式鍋爐。由于余熱鍋爐不會受到腐蝕、粘結(jié)、磨損，所以檢修維護工作量極小，壽命長。3、空氣循環(huán)風機本發(fā)明中采用的空氣循環(huán)風機3采用可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的電機驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，則可調(diào)節(jié)管道7內(nèi)流動的空氣總流量，與陶瓷換熱器I熱風旁通5配合，就可以調(diào)節(jié)陶瓷換熱器I的換熱量。4、閥門陶瓷換熱器I的熱風進口安裝有進口閥4，熱風出口安裝有出口閥5，熱風進口與出口之間安裝有旁通閥6，旁通閥6采用調(diào)節(jié)型閥門。關閉進口閥4、出口閥5就方便在線檢修整個余熱回收系統(tǒng)，避免高溫傷害。調(diào)節(jié)旁通閥6的開度就可控制進入陶瓷換熱器I內(nèi)的空氣量，與調(diào)節(jié)空氣循環(huán)風機3轉(zhuǎn)速配合，通過調(diào)節(jié)總循環(huán)風量和進入陶瓷換熱器I換熱管的風量來調(diào)節(jié)整個系統(tǒng)的換熱量。5、儀表及控制安裝在垃圾焚燒煙道及熱風管道上的儀表主要有測量垃圾焚燒入口煙氣溫度的第一溫度傳感器8、測量垃圾焚燒出口煙氣溫度的第二溫度傳感器9、測量余熱鍋爐熱風入口溫度的第三溫度傳感器10、測量余熱鍋爐熱風出口溫度的第四溫度傳感器11?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)傳感器或儀表的檢測來控制整個系統(tǒng)的運行:I)為盡量提高煙氣熱量回收效率、抑制二噁英的產(chǎn)生，需要準確控制陶瓷換熱器I出口溫度，可通過調(diào)節(jié)旁通閥5的開度或調(diào)節(jié)空氣循環(huán)風機3的轉(zhuǎn)速，準確、快速地調(diào)節(jié)系統(tǒng)換熱量，很穩(wěn)定、快速的控制陶瓷換熱器I出口溫度。2)當需要調(diào)節(jié)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量時，可通過調(diào)節(jié)旁通閥5的開度或調(diào)節(jié)空氣循環(huán)風機3的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)系統(tǒng)換熱量，達到調(diào)節(jié)余熱鍋爐2蒸汽產(chǎn)生量的目的。
權(quán)利要求
1.一種垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，其特征在于，包括陶瓷換熱器(I)和余熱鍋爐(2);陶瓷換熱器(I)設有進氣口和出氣口，進氣口和出氣口之間設有陶瓷換熱管；進氣口與垃圾焚燒爐出口煙道相連接，出氣口排出降溫后的垃圾焚燒爐煙氣； 管道(7)連接陶瓷換熱器(I)、余熱鍋爐(2)和空氣循環(huán)風機(3)，管道(7)內(nèi)填充有干凈的空氣，空氣循環(huán)風機(3)驅(qū)動空氣在陶瓷換熱器(I)與余熱鍋爐(2)之間循環(huán)流動； 陶瓷換熱管先與垃圾焚燒爐煙氣進行熱交換，陶瓷換熱管內(nèi)的空氣被加熱后，流動至余熱鍋爐(2 )，與余熱鍋爐(2 )進行熱交換。
2.如權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，其特征在于，所述的進氣口與垃圾焚燒爐出口煙道之間設有第一溫度傳感器(8 )，出氣口設置有第二溫度傳感器(9 )。
3.如權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，其特征在于，所述的陶瓷換熱器(O為空空換熱器，與垃圾焚燒煙氣接觸部位均為耐腐蝕的非金屬材料，陶瓷換熱器(I)內(nèi)換熱管為碳化硅換熱管，垃圾焚燒煙氣從碳化硅換熱管外壁通過，碳化硅管內(nèi)通過干凈的空氣。
4.如權(quán)利要求3所述的垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，其特征在于，除碳化硅換熱管外，陶瓷換熱器(I)與煙氣接觸的其他部位均為耐火材料。
5.如權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，其特征在于，所述的陶瓷換熱器(1)熱風進口管道上安裝有空氣入口閥(4)，陶瓷換熱器(I)熱風出口管道上安裝有空氣出口閥(5 )，空氣出口閥(5 )與余熱鍋爐(2 )的進風口通過管道(7 )相連接，余熱鍋爐(2 )的出風口與空氣出口閥(4 )通過管道(7 )相連接，空氣循環(huán)風機(3 )設置在空氣出口閥(4 )前的管道上。
6.如權(quán)利要求5所述的垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，其特征在于，所述的空氣進口閥(4)與出口閥(5)之間設熱風旁通管道，旁通管道上還設有旁通閥(6)，旁通閥(6)為調(diào)節(jié)型閥門，空氣循環(huán)風機(3)由可變轉(zhuǎn)速的電機驅(qū)動。
7.如權(quán)利要求6所述的垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，其特征在于，通過調(diào)節(jié)旁通閥(6)的開度和空氣循環(huán)風機(3)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)換熱量: 增大旁通閥(6)的開度或減少空氣循環(huán)風機(3)的轉(zhuǎn)速則減少系統(tǒng)換熱量， 減少旁通閥(6)的開度或增加空氣循環(huán)風機(3)的轉(zhuǎn)速則增加系統(tǒng)的換熱量。
8.如權(quán)利要求5所述的垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，其特征在于，所述的余熱鍋爐(2)的出氣閥前設有第三溫度傳感器(10)，余熱鍋爐(2)出氣閥后設有第四溫度傳感器(11)。
9.如權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，其特征在于，通過調(diào)節(jié)管道(7)內(nèi)的總空氣流量和通過陶瓷換熱器(I)的空氣流量，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的換熱量、調(diào)節(jié)陶瓷換熱器(I)出氣口排出的垃圾焚燒爐煙氣溫度、或調(diào)節(jié)余熱鍋爐(2)的蒸汽產(chǎn)生量。
10.如權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，其特征在于，所述的余熱鍋爐(2)為熱管式或水管式鍋爐，其受熱面為帶翅片的管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種垃圾焚燒煙氣余熱回收裝置，包括陶瓷換熱器和余熱鍋爐；陶瓷換熱器設有進氣口和出氣口，進氣口和出氣口之間設有陶瓷換熱管；進氣口與垃圾焚燒爐出口煙道相連接，出氣口排出降溫后的垃圾焚燒爐煙氣；管道連接陶瓷換熱器、余熱鍋爐和空氣循環(huán)風機，管道內(nèi)填充有干凈的空氣，空氣循環(huán)風機驅(qū)動空氣在陶瓷換熱器與余熱鍋爐之間循環(huán)流動。本發(fā)明耐HCl腐蝕，煙氣中高腐蝕性的HCl基本對陶瓷換熱器運行無任何影響，可長期穩(wěn)定運行。而且余熱鍋爐體積小、維護工作量極小?？刂葡到y(tǒng)換熱量方便。
文檔編號F23G5/46GK103104922SQ201310048000
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者黎七中, 潘永俊, 朱曉亮 申請人:西安宇清環(huán)境工程科技有限責任公司