一种基于膜吸收的烟气余热回收系统

本发明属于燃气锅炉烟气余热回收利用和膜吸收技术领域，涉及一种基于膜吸收的烟气余热回收系统。本系统包括燃气锅炉、真空膜水分回收器、膜束换热器、间接换热器、空气预热器、供热管网、烟囱等；烟气通过真空膜水分回收器中的真空中空纤维膜束，将湿烟气中水蒸气与干烟气分离，分离后的干烟气依次通过间接换热器和空气预热器，通过余热将回水和空气加热，同时分离的水蒸汽进入膜束换热器，将阻水性中空纤维膜束中的一次加热回水进一步加热，送入锅炉或就近的二次管网用户，换热后的水蒸气被冷凝，可直接供锅炉补水。该系统能实现烟气的干湿分离，分离后的水蒸汽和干烟气所带热能均被高效利用，节约了水资源并减少了烟囱冒白烟的现象。

1.一种基于膜吸收的烟气余热回收系统，其特征在于，系统主要由燃气锅炉(1)、真空膜水分回收器(3)、膜束换热器(4)和间接换热器(5)、空气预热器(6)、一次网回水(7)、一次网供水(9)、烟囱(18)以及附属的水泵、风机组成；其中，燃气锅炉(1)、真空膜水分回收器(3)、间接换热器(5)、空气预热器(6)、烟囱(18)依次连接，真空膜水分回收器(3)和膜束换热器(4)为一体连接，真空膜水分回收器(3)中垂直分布的透水性真空中空纤维膜束(19)与膜束换热器(4)的腔体相通，阻水性中空纤维膜束(20)水平分布于膜束换热器(4)的腔体中并且两边分别连接燃气锅炉(1)和一次网回水(7)的管道，膜束换热器(4)的锅炉补水(12)和经过空气预热器(6)的预热后空气(11)通过管道进入锅炉。
2.根据权利要求1所述的基于膜吸收的烟气余热回收系统，其特征在于，所述燃气锅炉(1)为中小型燃气锅炉，以燃气(14)作为燃料，将热量传递到锅炉进水(8)后，形成一次网供水(9)进行供热。
3.根据权利要求1所述的基于膜吸收的烟气余热回收系统，其特征在于，所述真空膜水分回收器(3)采用了具有水分子选择性涂层的中空纤维膜束组成，中空纤维膜束内部为真空，利用膜束内外的压差，将锅炉烟气出口的高温湿烟气(2)进行干湿分离，随后脱湿后的烟气进入间接换热器(5)，分离出的高温水蒸气进入膜束换热器(4)。
4.根据权利要求1或3所述的基于膜吸收的烟气余热回收系统，其特征在于，所述膜束换热器(4)由一种具有阻碍水分子透过的中空纤维膜束组成，利用膜束外侧的水蒸气冷凝放出的热量加热流经间接换热器(5)后被初步加热的一次加热回水(17)，经过进一步加热后变成锅炉进水(8)，而水蒸气冷凝形成的冷凝水作为锅炉补水(12)使用。
5.根据权利要求1或3所述的基于膜吸收的烟气余热回收系统，其特征在于，所述间接换热器(5)为一个烟气与水换热的间接换热器，来自真空膜水分回收器(3)的脱湿后高温烟气(15)与一次网回水(7)进行热量交换，一次网回水(7)经过加热变成一次加热回水(17)，随后进入膜束换热器(4)，而干烟气经过换热降温后变成温度较低的脱湿后低温烟气(16)，随后进入空气预热器(6)。
6.根据权利要求1所述的基于膜吸收的烟气余热回收系统，其特征在于，所述空气预热器(6)为烟气与空气热量交换的间接换热器，脱湿后低温烟气(16)中热量被传递到空气(10)中，预热后空气(11)进入锅炉进行燃烧，换热后的烟气进入烟囱(18)随后被排放到大气中。