本發(fā)明涉及一種基于中空陶瓷膜回收煙氣水分與余熱的裝置及方法，尤其適用于回收火電廠鍋爐排煙中水蒸氣及余熱，屬于火力發(fā)電廠的節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

燃煤鍋爐排煙水分平均值約10%，燃?xì)忮仩t排煙水分平均值在15%以上。按2013年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)火電機(jī)組煙氣水分年排放總量約10.1億噸/年，而火電用水總量約84.4億噸/年，廢水排放總量約3.9255億噸/年。由此可見(jiàn)，我國(guó)每年有大量水資源伴隨火電廠煙氣排入大氣中，如能采取有效措施回收這部分水資源供電廠使用，那么電廠每年節(jié)能方面收益可觀。

國(guó)內(nèi)外有已有大量關(guān)于使用換熱器降低煙氣溫度至露點(diǎn)溫度以下從而回收煙氣余熱以及凝結(jié)水的研究。作為一種新型“綠色技術(shù)”，膜分離方法也在脫濕與回收水分等領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。但目前研究的膜法分離及捕集水分多集中在有機(jī)膜的研究。有機(jī)膜多有高水蒸氣滲透系數(shù)與較好的水蒸氣與氮?dú)夥蛛x性。但是總體來(lái)看，有機(jī)膜的滲透通量多比無(wú)機(jī)膜要低。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)處理大流量氣體來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)膜有更大的應(yīng)用潛力。多孔陶瓷膜屬于無(wú)機(jī)膜，其在高溫及酸堿環(huán)境和微生物侵蝕環(huán)境下均表現(xiàn)出高度的穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定性使得其在電廠煙氣這種復(fù)雜環(huán)境下?lián)碛泻軓?qiáng)的適用性。

國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有中空陶瓷膜技術(shù)應(yīng)用在火電廠煙氣水分回收上做深入研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于中空陶瓷膜回收煙氣水分與余熱的裝置及方法，其特征在于：該裝置由中空陶瓷膜組件、真空系統(tǒng)和熱交換冷凝系統(tǒng)，并通過(guò)閥門、真空調(diào)節(jié)閥、真空管道、換熱管道、排水管道等連接而成；由多根中空陶瓷膜錯(cuò)列布置在矩形煙道中，組成中空陶瓷膜組件，中空陶瓷膜上下端分別被固定在煙道左右兩側(cè)，接觸面使用耐高溫橡膠塞進(jìn)行密封；煙道上側(cè)與真空漸縮管連接，漸縮管通過(guò)真空管道與熱交換冷凝系統(tǒng)相連；熱交換冷凝管道系統(tǒng)有換熱管道、帶調(diào)節(jié)閥真空泵及帶閥門排水管道；真空泵使中空陶瓷膜外部形成真空，并通過(guò)真空調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)真空大小，使得水蒸氣在中空陶瓷管內(nèi)外形成合適的壓差，水蒸氣通過(guò)管內(nèi)滲透出管外被回收。

所述基于空陶瓷膜回收煙氣水分與余熱的裝置的方法，其特征在于：煙氣流經(jīng)矩形煙道，進(jìn)入中空陶瓷管內(nèi)；同時(shí)真空泵開(kāi)始工作，并通過(guò)使用真空調(diào)節(jié)閥在整個(gè)矩形煙道內(nèi)（即所有中空陶瓷管外側(cè)）造成合適真空，使得中空陶瓷管內(nèi)外具有壓力差；煙氣中水蒸氣在壓力差的作用下透過(guò)中空陶瓷膜，由于控制壓力差維持在較小數(shù)值且陶瓷膜具有較強(qiáng)的親水性，煙氣中的其他組分較難通過(guò)中空陶瓷膜；進(jìn)入漸縮管的水蒸氣在壓力差的作用下，從真空端流向熱交換冷凝系統(tǒng)；水蒸氣在熱交換冷凝系統(tǒng)中被冷凝為液態(tài)水并向熱交換系統(tǒng)中冷端釋放出潛熱；最后煙氣中水分及其潛熱被回收利用。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明可回收火電廠排煙水分，回收率最高可達(dá)55%。達(dá)到火電廠節(jié)水目的，同時(shí)回收部分煙氣余熱資源，為火電廠節(jié)能。

附圖說(shuō)明

圖1為中空陶瓷膜的煙氣水分余熱回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為中空陶瓷膜組件在煙道中的裝配示意圖。

圖3為中空陶瓷膜兩端固定示意圖。

編號(hào)說(shuō)明： 1為中空陶瓷膜，2為中空陶瓷膜組件，3漸縮管，4為真空管道，5為熱交換冷凝系統(tǒng)，6為真空泵，7為調(diào)節(jié)閥，8為閥門，9為排水管道，10為換熱管道，11為耐高溫密封圈。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種基于中空陶瓷膜回收煙氣水分與余熱的裝置及方法，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1所示為中空陶瓷膜的煙氣水分余熱回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置由中空陶瓷膜組件、真空系統(tǒng)和熱交換冷凝系統(tǒng)，并通過(guò)閥門、真空調(diào)節(jié)閥、真空管道、換熱管道、排水管道組成；由多根中空陶瓷膜1錯(cuò)列布置在矩形煙道中，組成中空陶瓷膜組件2，中空陶瓷膜上下端分別被固定在煙道左右兩側(cè)，接觸面使用耐高溫橡膠塞11進(jìn)行密封；煙道上側(cè)與漸縮管3連接，漸縮管3通過(guò)真空管道4與熱交換冷凝系統(tǒng)5相連；熱交換冷凝管道系統(tǒng)5有換熱管道10、帶調(diào)節(jié)閥7真空泵6及帶閥門8排水管道9；真空泵6使中空陶瓷膜1外部形成真空，并通過(guò)真空調(diào)節(jié)閥7調(diào)節(jié)真空大小，使得水蒸氣在中空陶瓷膜1管內(nèi)外形成合適的壓差，水蒸氣通過(guò)管內(nèi)滲透出管外被回收。

在圖1中，煙氣流經(jīng)矩形煙道，進(jìn)入中空陶瓷膜1管內(nèi)；同時(shí)真空泵6開(kāi)始工作，并通過(guò)使用真空調(diào)節(jié)閥7在整個(gè)矩形煙道內(nèi)（即所有中空陶瓷膜1管外側(cè)）造成合適真空，使得中空陶瓷膜1管內(nèi)外具有壓力差；煙氣中水蒸氣在壓力差的作用下透過(guò)中空陶瓷膜1，由于控制壓力差維持在較小數(shù)值且陶瓷膜具有較強(qiáng)的親水性，煙氣中的其他組分較難通過(guò)中空陶瓷膜1；進(jìn)入漸縮管3的水蒸氣在壓力差的作用下，從真空端流向熱交換冷凝系統(tǒng)5；水蒸氣在熱交換冷凝系統(tǒng)5中被冷凝為液態(tài)水并向熱交換系統(tǒng)5冷端釋放出潛熱；最后煙氣中水分及其潛熱被回收利用。