本发明提供一种冷凝回收排放气体化学成分并利用余热发电的方法和装置。液态空气储罐通过液态空气管、低温泵与超低温冷凝器相连，超低温冷凝器通过高压冷气管、超低温气管分别与低温冷凝器、预冷冷凝器相连，低温冷凝器通过低温烟气管与超低温冷凝器相连，低温冷凝器通过高压气管与膨胀机相连，膨胀机分别与发电机、低温乏气管相连，低温乏气管通过常温空气管与涡轮增压器相连，涡轮增压器通过乏气管与回气管相连，烟气入管与涡轮增压器相连，涡轮增压器通过增压烟气管与预冷换热器相连，预冷换热器通过降温烟气管与预冷冷凝器相连。本发明可以将尾气所含的显热、潜热部分转换为电能、机械能。
1.冷凝回收排放气体化学成分并发电的装置，其特征在于，包括液态空气储罐(1)、低温泵(2)、超低温冷凝器(3)、低温冷凝器(4)、常温冷凝器(5)、预冷冷凝器(6)、涡轮增压器(7)、增压烟气管(12)、降温烟气管(13)、预冷烟气管(14)、冷烟气管(15)、低温烟气管(16)、超低温气管(17)、回气管(18)、排气管(19)、烟气入管(20)、液态空气管(21)、高压液态空气管(22)、高压冷气管(23)、高压气管(24)、低温乏气管(25)、常温空气管(26)、膨胀机(35)、发电机(36)、乏气管(37)和预冷换热器(38)，液态空气储罐(1)通过液态空气管(21)、低温泵(2)与超低温冷凝器(3)相连，超低温冷凝器(3)通过高压冷气管(23)、超低温气管(17)分别与低温冷凝器(4)、预冷冷凝器(6)相连，低温冷凝器(4)通过低温烟气管(16)与超低温冷凝器(3)相连，低温冷凝器(4)通过高压气管(24)与膨胀机(35)相连，膨胀机(35)分别与发电机(36)、低温乏气管(25)相连，低温乏气管(25)通过常温空气管(26)与涡轮增压器(7)相连，涡轮增压器(7)与乏气管(37)相连，乏气管(37)与回气管(18)均连接预冷换热器(38)，烟气入管(20)与涡轮增压器(7)相连，涡轮增压器(7)通过增压烟气管(12)与预冷换热器(38)相连，预冷换热器(38)通过降温烟气管(13)与预冷冷凝器(6)相连，预冷冷凝器(6)通过回气管(18)与预冷换热器(38)相连，预冷换热器(38)与排气管(19)相连，预冷冷凝器(6)通过预冷烟气管(14)与常温冷凝器(5)相连。
2.根据权利要求1所述的冷凝回收排放气体化学成分并发电的装置，其特征在于，所述的超低温冷凝器(3)通过超低温排液阀(31)、超低温液体管(27)与超低温储液罐(8)相连，所述的低温冷凝器(4)通过低温排液阀(32)、低温液体管(28)与低温储液罐(9)相连；所述的常温冷凝器(5)通过常温排液阀(33)、常温液体管(29)与常温储液罐(10)相连；所述的预冷冷凝器(6)通过中温排液阀(34)、冷凝液体管(30)与中温储液罐(11)相连，且中和液管(39)与中温储液罐(11)相连。
3.根据权利要求1所述的冷凝回收排放气体化学成分并发电的装置，其特征在于，所述的预冷换热器(38)为板翅热回收换热器。
4.利用权利要求1-3任一所述的冷凝回收排放气体化学成分并发电的装置的方法，其特征在于，其包括以下步骤：烟气从烟气入管(20)进入涡轮增压器(7)中，然后依次进入预冷换热器(38)、预冷冷凝器(6)进行预冷换热，其中乏气和回气混合后再次进入到预冷换热器(38)中预冷换热；烟气中的部分沸点高的二氧化氮、硫化氢、丙烯、丁烯气体成分冷凝后进入到中温储液罐(11)中储备利用；经过预冷冷凝器(6)中的预冷烟气再依次通过常温冷凝器(5)、低温冷凝器(4)、超低温冷凝器(3)依次进行冷凝降温处理，其中低温气体进入超低温冷凝器(3)后再通入到超低温储液罐(8)中进行备用；其中常温气体进入到低温冷凝器(4)冷凝后部分沸点低的一氧化氮、一氧化碳、甲烷气体成分冷凝后通入到低温储液罐(9)备用；其中预冷气体进入到常温冷凝器(5)进行部分沸点处于常温范围的气体成分冷凝再通入到常温储液罐(10)备用，低温冷凝器(4)还通过高压气管(24)将高压气体通入到膨胀机(35)膨胀做功带动发电机(36)进行备用发电。
冷凝回收排放气体化学成分并发电的方法和装置
技术领域
[0001] 本发明涉及烟气处理技术领域，特别是指一种冷凝回收排放气体化学成分并发电的方法和装置。
背景技术
[0002] 目前主要的尾气处理主要采用以下方法：吸收吸附、催化反应、燃烧处理等等，这些常规方法存在以下缺陷：1、对尾气的成分不稳定，成分复杂不利于处理；2、废气所含热量难以利用；3、部分化学成分无法回收再利用；4难以实现零排放。
[0003] 气体冷凝收集虽然是一种常用的手段，但是采用极低的温度来对沸点很低的废气、污染气体进行吸收的具体应用还不多。综上所述，需要设计一种冷凝液化废气成分全回收并利用余热发电的方法和装置，以彻底处理废气，通过一种简单、方便的方法，用分段冷凝的手段，收集所有尾气、废气中的复杂化学物质，实现零排放。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供冷凝回收排放气体化学成分并发电的方法和装置，采用液态空气作为冷源，对成分复杂的锅炉烟气进行分级冷却、冷凝处理，将尾气中所含的化学气体液化，初步分离、分类存放，可以变废为宝，进一步集中处理、再利用。实现锅炉烟气零排放。同时可以将尾气所含的显热、潜热部分转换为电能、机械能。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新的实施例提供冷凝回收排放气体化学成分并发电的装置，包括液态空气储罐、低温泵、超低温冷凝器、低温冷凝器、常温冷凝器、预冷冷凝器、涡轮增压器、增压烟气管、降温烟气管、预冷烟气管、冷烟气管、低温烟气管、超低温气管、回气管、排气管、烟气入管、液态空气管、高压液态空气管、高压冷气管、高压气管、低温乏气管、常温空气管、膨胀机、发电机、乏气管和预冷换热器，液态空气储罐通过液态空气管、低温泵与超低温冷凝器相连，超低温冷凝器通过高压冷气管、超低温气管分别与低温冷凝器、预冷冷凝器相连，低温冷凝器通过低温烟气管与超低温冷凝器相连，低温冷凝器通过高压气管与膨胀机相连，膨胀机分别与发电机、低温乏气管相连，低温乏气管通过常温空气管与涡轮增压器相连，涡轮增压器与乏气管相连，乏气管与回气管连接预冷换热器，烟气入管与涡轮增压器相连，涡轮增压器通过增压烟气管与预冷换热器相连，预冷换热器通过降温烟气管与预冷冷凝器相连，预冷冷凝器通过回气管与预冷换热器相连，预冷换热器与排气管相连，预冷冷凝器通过预冷烟气管与常温冷凝器相连。
[0006] 所述的超低温冷凝器通过超低温排液阀、超低温液体管与超低温储液罐相连，所述的低温冷凝器通过低温排液阀、低温液体管与低温储液罐相连；所述的常温冷凝器通过常温排液阀、常温液体管与常温储液罐相连；所述的预冷冷凝器通过中温排液阀、冷凝液体管与中温储液罐相连，且中和液管与中温储液罐相连。
[0007] 所述的预冷换热器为板翅热回收换热器。
[0008] 冷凝回收排放气体化学成分并发电的方法，其包括以下步骤：烟气从烟气入管进入涡轮增压器中，然后依次进入预冷换热器、预冷冷凝器进行预冷换热，烟气中的部分沸点高的二氧化氮、硫化氢、丙烯、丁烯气体成分冷凝后进入到中温储液罐中储备利用；经过预冷冷凝器中的预冷烟气再依次通过常温冷凝器、低温冷凝器、超低温冷凝器依次进行冷凝降温处理，其中低温气体进入超低温冷凝器后再通入到超温储液罐中进行备用；其中常温气体进入到低温冷凝器冷凝后部分沸点低的一氧化氮、一氧化碳、甲烷气体成分冷凝后通入到低温储液罐备用；其中预冷气体进入到常温冷凝器进行部分沸点处于常温范围的气体成分冷凝再通入到常温储液罐备用，低温冷凝器还通过高压气管将高压气体通入到膨胀机膨胀做功带动发电机进行备用发电。
[0009] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0010] 1、利用热量发电；
[0011] 2、化学成分的气体可以回收再利用；
[0012] 3、实现“零排放”；
[0013] 4、采用板翅热回收换热器模式，提高冷源冷量利用率。
附图说明
[0014] 图1为本发明的结构示意图。
[0015] 图中：1、液态空气储罐；2、低温泵；3、超低温冷凝器；4、低温冷凝器；5、常温冷凝器；6、预冷冷凝器；7、涡轮增压器；8、超低温储液罐；9、低温储液罐；10、常温储液罐；11、中温储液罐；12、增压烟气管；13、降温烟气管；14、预冷烟气管；15、冷烟气管；16、低温烟气管；17、超低温气管；18、回气管；19、排气管、20、烟气入管；21、液态空气管；22、高压液态空气管；23、高压冷气管；24、高压气管；25、低温乏气管；26、常温空气管；27、超低温液体管；28、低温液体管；29、常温液体管；30、冷凝液体管；31、超低温排液阀；32、低温排液阀；33、常温排液阀；34、中温排液阀；35、膨胀机；36、发电机；37、乏气管；38、预冷换热器；39、中和液管。
具体实施方式
[0016] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0017] 参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：提供一种冷凝回收排放气体化学成分并发电的装置，包括液态空气储罐1、低温泵2、超低温冷凝器3、低温冷凝器4、常温冷凝器5、预冷冷凝器6、涡轮增压器7、增压烟气管12、降温烟气管13、预冷烟气管14、冷烟气管15、低温烟气管16、超低温气管17、回气管18、排气管19、烟气入管20、液态空气管21、高压液态空气管22、高压冷气管23、高压气管24、低温乏气管25、常温空气管26、膨胀机35、发电机36、乏气管37和预冷换热器38，液态空气储罐1通过液态空气管21、低温泵2与超低温冷凝器3相连，超低温冷凝器3通过高压冷气管23、超低温气管17分别与低温冷凝器4、预冷冷凝器6相连，低温冷凝器4通过低温烟气管16与超低温冷凝器3相连，低温冷凝器4通过高压气管24与膨胀机35相连，膨胀机35分别与发电机36、低温乏气管25相连，低温乏气管25通过常温空气管26与涡轮增压器7相连，涡轮增压器7通过乏气管37与回气管18相连，烟气入管20与涡轮增压器7相连，涡轮增压器7通过增压烟气管12与预冷换热器38相连，预冷换热器38通过降温烟气管13与预冷冷凝器6相连，预冷冷凝器6通过回气管18与预冷换热器38相连，预冷换热器38与排气管19相连，预冷冷凝器6通过预冷烟气管14与常温冷凝器5相连。
[0018] 所述的超低温冷凝器3通过超低温排液阀31、超低温液体管27与超低温储液罐8相连，所述的低温冷凝器4通过低温排液阀32、低温液体管28与低温储液罐9相连；所述的常温冷凝器5通过常温排液阀33、常温液体管29与常温储液罐10相连；所述的预冷冷凝器6通过中温排液阀34、冷凝液体管30与中温储液罐11相连，且中和液管39与中温储液罐11相连。
[0019] 所述的预冷换热器38为板翅热回收换热器。
[0020] 冷凝回收排放气体化学成分并发电的方法，其包括以下步骤：烟气从烟气入管20进入涡轮增压器7中，然后依次进入预冷换热器38、预冷冷凝器6进行预冷换热，其中乏气和回气混合后再次进入到预冷换热器38中预冷换热；烟气中的部分沸点高的二氧化氮、硫化氢、丙烯、丁烯气体成分冷凝后进入到中温储液罐11中储备利用；经过预冷冷凝器6中的预冷烟气再依次通过常温冷凝器5、低温冷凝器4、超低温冷凝器3依次进行冷凝降温处理，其中低温气体进入超低温冷凝器3后再通入到超温储液罐8中进行备用；其中常温气体进入到低温冷凝器4冷凝后部分沸点低的一氧化氮、一氧化碳、甲烷气体成分冷凝后通入到低温储液罐9备用；其中预冷气体进入到常温冷凝器5进行部分沸点处于常温范围的气体成分冷凝再通入到常温储液罐10备用，低温冷凝器4还通过高压气管24将高压气体通入到膨胀机35膨胀做功带动发电机36进行备用发电。
[0021] 本具体实施方式的超低温冷凝器3是将气体冷凝到-100℃ -200℃并存储到超温~储液罐8中备用；低温冷凝器4将气体冷凝到0℃ -100℃并存储到低温储液罐9进行备用，常~
温冷凝器5将气体冷凝到-100℃ 20℃并存储到常温储液罐10进行备用，预冷冷凝器6将气~
体冷凝到-20℃ 30℃并存储到中温储液罐11进行备用。本具体实施方式中的液态空气储罐~
1可是有液氮或者液态空气，也可根据废气含量增加冷凝装置，进一步细分温段，可以利用压缩空气推动低温泵工作，进一步节省电力消耗；采用传统冷凝蒸发器和新型蒸发器，如降膜蒸发器效应相同，不影响本发明的保护；不同种类膨胀机均不影响本发明保护。
[0022] 本具体实施方式的化学物质几乎全部回收，分级浓缩便于处理；热量再利用输出电能；过程仅仅用泵，能耗低；节能可以利用垃圾电制作液态空气，零排放，减排；液态空气置换各种化学原料，二氧化碳、二氧化氮，一氧化氮，可以增加收入；回热方式提高效率，降低回收成本。
[0023] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
