煙氣回收技術(shù)

1、煙氣的熱能回收煙氣由天然氣燃燒而來,天然氣的主要成分為烴類物質(zhì)，純天然氣的成分理論上認(rèn)為98%的甲烷，1%的其他烴類，還有1%的氮?dú)?。在?shí)際使用中，由于天然氣的產(chǎn)地不同，其成分略有差異，在工程計(jì)算中，可根據(jù)純天然氣成分計(jì)算，會簡化計(jì)算過程及數(shù)據(jù)處理難度，計(jì)算結(jié)果對工程參數(shù)影響很小，此處將在下文闡述。燃?xì)忮仩t的排煙溫度一般在200C300C之間，所攜帶的熱量大約為天然氣低位發(fā)熱量的10%-15%。如果回收這部分熱量，鍋爐效率理論上將提高10%-15%，從理論上講，鍋爐效率可達(dá)110%。（由于鍋爐效率大多以燃料的低位發(fā)熱量來計(jì)算的，所謂低位發(fā)熱量，即燃料燃燒時會產(chǎn)生大量的水蒸氣，去除水蒸氣所攜帶的

2、這部分熱量即為低位發(fā)熱量）煙氣回收的目的就是要回收這10%-15%的熱量，在熱量回收的效果上可分為兩種情況：（露點(diǎn)：天然氣燃燒后煙氣中會含有大量的水蒸氣，這部分蒸氣以過熱蒸氣的狀態(tài)存在于煙氣中，當(dāng)煙氣溫度降低到一定溫度時，這部分蒸氣會冷凝，這個溫度點(diǎn)，稱之為露點(diǎn)）1、高于露點(diǎn)回收：將煙氣溫度降低到一定的溫度，但還未到達(dá)煙氣中蒸氣的冷凝點(diǎn)，僅僅回收煙氣及過熱蒸汽因溫度降低的顯熱，此種回收方式，稱之為高于露點(diǎn)回收。2、低于露點(diǎn)回收（或稱之為冷凝式煙氣回收）：即將煙氣的溫度降低到冷凝點(diǎn)以下，可回收顯熱及蒸汽中的潛熱部分，回收效果巨大。對于以上兩種回收效果，很明顯，低于露點(diǎn)回收其效果潛力非常巨大，可從

3、以下圖表表明：在露點(diǎn)處，鍋爐的效率會迅速提升。杭州瓦特節(jié)能工程有限公司發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)使用中存在以下問題：1、天然氣的品質(zhì)，如果天然氣品質(zhì)不是很好，如含有一些硫元素，燃燒后會產(chǎn)生二氧化硫，二氧化硫溶解在冷凝后的水中，形成酸性物質(zhì)，對換熱設(shè)備及碳鋼煙囪等鍋爐煙道設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。2、如果天然氣品質(zhì)較好，可考慮低于露點(diǎn)回收，但需要較低的冷介質(zhì)帶走煙氣的熱量，如：當(dāng)露點(diǎn)為60攝氏度時，如要將煙氣冷卻到40攝氏度時，可迅速提高鍋爐的效率，但是，煙氣成分：表2天然氣燃燒特性名稱單位計(jì)算公式及數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果ho2容積Nm3-(Nm3)-0.01(+SrnCnH11+HS)1.02水蒸氣理論容積NmJ-(AV)_10.

4、01Hj+HjS+H+120(dt+2.01氮?dú)馊莘eNrn3Nm3)0.79+0.01N27.63理論空氣址NmJ(Nm3)1/210.SHa+0.5CO+S(m+n/4)C.H,+1.5H.S-O39.64過曲空氣系數(shù)選取1.1實(shí)際水蒸氣量Nn?”(Nm3)_1喀q+0.0161(-1)2.02水蒸氣容積份額0.174煙氣總?cè)莘eNm3(Nm5)-1卩憐+珞+V+(1+0.0161)51)訊11.64露點(diǎn)溫度查表57.0上表為天然氣成分詳細(xì)的計(jì)算表格，可根據(jù)具體地點(diǎn)的天然氣成分計(jì)算出每份物質(zhì)的含量，計(jì)算工作量巨大繁瑣。仔細(xì)查看公式，可發(fā)現(xiàn)以上計(jì)算公式是根據(jù)天燃?xì)饷糠N元素的含量來確定每種燃燒產(chǎn)物

5、的成分的。如：R02（二氧化物含量），如果假設(shè)天然氣的成分中未含H2S,并且未含有其他烴類物質(zhì)，即全部成分為CH4,則計(jì)算就變得相當(dāng)簡單，經(jīng)過比較，誤差很小。所以，實(shí)際計(jì)算中，可將天然氣理解為100%的CH4燃燒，側(cè)只生成CO2和H2O。則可通過下列方式計(jì)算煙氣中的CO2和H2O的量：CH4+2O2=CO2+2H2O即：1體積CH4燃燒，|需要2體積02的氧氣，生成1體積的CO2和2體積的H20.t鍋爐燃燒鼓入的是空氣，而非氧氣，所以2體積02的氧氣，大約需要10體積的空氣。所以1體積天然氣燃燒后的煙氣成分為：CO2計(jì)）1體積（由燃燒生成，空氣中帶入的CO2可忽略不H2O計(jì)）2體積（由燃燒生成

6、，空氣中帶入的H2O可忽略不N28體積（由空氣帶入）即1體積的天然氣燃燒后生成11體積的煙氣。由于鍋爐在運(yùn)行時，考慮到將燃料完全燃燒，會鼓入較大的空氣，稱為過量空氣系數(shù)，如果考慮1.3的過量空氣系數(shù)，側(cè)煙氣將近14體積。此值非常由于，可根據(jù)每小時的燃?xì)饬縼砉浪銦煔饬?，是換熱器選型的重要數(shù)據(jù)。露點(diǎn)計(jì)算：上面有提到露點(diǎn)對于系統(tǒng)安全及回收效果的巨大影響，有必要闡述露點(diǎn)的計(jì)算。從煙氣的成分中，我們可以得知煙氣中蒸汽的含量，計(jì)算露點(diǎn)可進(jìn)行簡單的假設(shè)，其計(jì)算結(jié)果對工程參數(shù)影響不大。假設(shè)：高于露點(diǎn)時，隨著溫度的變化，煙氣中各個成分的體積百分比不發(fā)生變化。根據(jù)煙氣特性中，水蒸氣的成分百分比大約為：2/14=1

7、4%假設(shè)：煙囪內(nèi)的壓力為大氣壓則蒸汽的分壓力為：1X14%=0.14bar（絕對壓力）查表，露點(diǎn)大約為60攝氏度。此值與詳細(xì)計(jì)算誤差較小，同時個人認(rèn)為大多數(shù)燃?xì)忮仩t露點(diǎn)此溫度左右。換熱器壓降煙氣回收中最為重要的參數(shù)，關(guān)系到鍋爐是否能夠正常點(diǎn)火。方法：1、咨大多數(shù)情況下，鍋爐生產(chǎn)商可給出從爐膛燃燒后，經(jīng)過幾個回程，到排煙后的壓降，再可咨詢?nèi)紵鲝S家，可以給出燃燒器較為詳盡的參數(shù)，如燃燒器調(diào)壓范圍等，對換熱器的壓降選型有很大幫助。2、實(shí)測發(fā)，如果煙囪上安裝有蝶閥等類似閥門，可在蝶閥前后各打一個小孔，安裝壓差變送器，同時，控制蝶閥開關(guān)，觀察鍋爐點(diǎn)火情況，確定換熱器壓降，恰到好處的壓降可大幅降低投資，

8、并確保正常燃燒。（此方法需要咨詢壓差變送器生產(chǎn)商，要有較小的壓差，壓差變送器是否能夠使用）3、估算:壓降小于100pa時，基本不會對鍋爐燃燒產(chǎn)生影響。4、在方法2中，如果煙道沒有安裝蝶閥，可根據(jù)方法3大概選型，如客戶有較大興趣做，可在煙道上開一條較窄的一段縫，插入一片薄鐵片來，由鐵片測試壓降。能效果計(jì)算以下摘錄了別人的一段計(jì)算，是將煙氣降低到45攝氏度，（煙氣溫度降低到露點(diǎn)以上的計(jì)算）1、200C下煙氣成分（折算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）：Vy1=11.518m3/Nm3；（1立方天然氣燃燒后的煙氣體積）VH20=2.139m3/Nm3;（水的體積）VCO2=0.994m3/Nm3；VN2=7.459m3/

9、Nm32、200C下各煙氣成分的焓值（Kcal/m3）（這個我是直接拿來用的，還沒有找到這個焓值表）C200N2=62.08C200CO2=85.38C200H2O=405.2（過熱狀態(tài)）3、200C下煙氣焓值（Kcal/m3天然氣）1200=7.459x62.08+0.994x85.38+2.139x405.2=1414.6Kcal/m34、45C下煙氣成分（折算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）：Vy1=9.603m3/Nm3；VH2O=1.15m3/Nm3；VRO2=0.994m3/Nm3；VN2=7.459m3/Nm3（45C時，煙氣中水蒸汽的容積份額為0.12）5、45C下各煙氣成分的焓值（Kcal/m3）C45N2=13.92C45R02=17.7C45H2O=363.5（飽和狀態(tài)）6、45C下煙氣焓值（Kcal/m3天然氣）145=13.92x7.459+17.7x0.994+363.5x1.15=539.4Kcal/m37、回收煙氣余熱量（顯熱+潛熱）（Kcal/m3天然氣）AI=I200-145=1414.6-539.4=875.