直膨式热泵型烟气余热回收与净化系统实验研究

发布时间：2023-03-29 05:40

　　现代社会能源体系向清洁化高效化发展,我国积极优化能源供给结构,促进能源质量提升。近年来,天然气占全国能源消费总量的比重不断提高,2018年已提升至7.8%。而常规燃气锅炉的排烟温度较高,烟气中蕴含大量冷凝潜热亟需回收;且北京市已实行30 mg/Nm³燃气锅炉排烟氮氧化物浓度排放限制,以限制排烟造成的环境污染。为了综合处理烟气余热回收与排烟降氮问题,本文将助燃空气加湿技术与直膨压缩式热泵技术结合,提出直膨式热泵型烟气余热回收与净化系统,处理系统由加湿系统与余热回收系统组成。在加湿系统中,以加湿水为介质,将烟气高温显热传递给助燃空气,其驱动力为换热温差。利用烟气中的高温热可保证预热加湿助燃空气的效果,从而提高锅炉排烟的降氮效果。在余热回收系统中,以热泵为驱动,将中低温烟气的潜热传递到热网回水中,实现烟气的低温排放。为分析助燃空气加湿增加的水蒸气对助燃空气及烟气组成造成的影响,本文首先运用EES软件对单位燃气燃烧需要助燃空气量及产生烟气量进行计算,并对各助燃空气含湿量下烟气氮氧化物浓度折算影响进行探讨。接着以58kW燃气锅炉为烟气源,对直膨式热泵型烟气余热回收与净化系统...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 燃气锅炉烟气余热回收技术研究现状
        1.2.1 间壁式换热
        1.2.2 喷淋直接式换热
        1.2.3 热泵冷凝式换热
        1.2.4 全热换热
    1.3 燃气锅炉降氮技术研究现状
        1.3.1 氮氧化物危害
        1.3.2 低氮燃烧技术
        1.3.3 吸收吸附技术
    1.4 研究内容
第2章 助燃空气加湿对助燃空气及烟气成分影响
    2.1 助燃空气、天然气及烟气成分分析
        2.1.1 助燃空气成分分析
        2.1.2 天然气成分分析
        2.1.3 烟气成分及烟气量计算
    2.2 助燃空气加湿对助燃空气与烟气的组分及体积影响
        2.2.1 助燃空气加湿对助燃空气中氧气含量影响
        2.2.2 助燃空气加湿对助燃空气与烟气体积影响
        2.2.3 助燃空气加湿对湿烟气氧气含量影响
    2.3 助燃空气加湿对氮氧化物折算影响
        2.3.1 两种折算方法对氮氧化物的折算
        2.3.2 干烟气氧含量的拟合计算
    2.4 本章小结
第3章 直膨式热泵型烟气余热回收与净化系统实验台设计
    3.1 直膨式热泵型烟气余热回收与净化系统工作原理
    3.2 直膨式热泵型烟气余热回收与净化系统构建
        3.2.1 系统工作流程
        3.2.2 系统实验台设计
    3.3 直膨热泵型烟气余热回收与净化性能测试系统
    3.4 直膨式热泵型烟气余热回收与净化系统测试方法
    3.5 关键评价指标
    3.6 本章小结
第4章 直膨式热泵型烟气余热回收与净化系统性能及影响因素研究
    4.1 系统氮氧化物减排效果及影响因素研究
        4.1.1 锅炉排烟NOX含量变化
        4.1.2 助燃空气含湿量对锅炉排烟NOX含量影响
        4.1.3 影响助燃空气含湿量因素及变化规律
        4.1.4 锅炉负荷对排烟净化影响
    4.2 系统余热回收效果及影响因素研究
        4.2.1 加湿系统换热分析
        4.2.2 余热回收系统换热分析
        4.2.3 喷淋系统对余热回收增强效果
    4.3 烟气能量去向分析
        4.3.1 加湿系统实验烟气能量去向分析
        4.3.2 余热回收系统实验烟气能量去向分析
        4.3.3 室内通风热损失分析
    4.4 本章小结
第5章 直膨式热泵型烟气余热回收与净化系统技术经济性分析
    5.1 节能性分析
    5.2 经济性分析
    5.3 环保性分析
        5.3.1 氮氧化物减排量
        5.3.2 冷凝水回收量
    5.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢



本文编号：3774115