天然气作为清洁能源,在全国能源各领域得到了更广泛的应用。天然气的主要成分是甲烷,在锅炉中完全燃烧后会产生含湿量非常高的烟气。如何合理回收烟气中水蒸气的潜热值,成为提高天然气锅炉热效率的关键。本文应用溶液除湿技术、以氯化锂水溶液作为吸湿性溶液吸收天然气锅炉烟气中的水蒸气,回收其潜热值并加以综合利用,同时对天然气锅炉的溶液循环热回收系统方案进行设计分析,并采用数值模拟的方法研究溶液与烟气在填料塔内热质交换的过程及不同工况下的变化规律。论文的主要内容如下:1、首先介绍了天然气锅炉热回收的研究现状及溶液除湿技术的研究背景和发展现状,对溶液循环热回收系统在天然气锅炉余热回收应用进行了可行性分析。2、根据天然气锅炉的特点,将溶液循环热回收分成三个子系统进行原理分析;通过对溶液循环工质的选择和填料层的筛选建立了逆流式绝热除湿系统的物理数学模型。3、分析了填料塔内传热传质系数、有效浸润面积、溶液表面蒸汽压等关键参数对溶液与烟气热质交换过程的影响,确定了在具体数值模型中的参数取值。基于matlab数值模型,对不同影响参数与入口参数的工况进行传热传质过程模拟,结果表明:在逆流式填料塔中,气液比和填料层高度是传热传质过程的主要影响参数,小幅度的进口烟气温度变化对传热传质过程的影响较小。4、通过对陕北天然气燃烧特性的分析,计算出在过量空气系数为1.1时,定流量锅炉烟气可回收的显热与潜热量。利用数值模拟结果,研究了应用溶液循环热回收后天然气锅炉的热效率增值和热量利用效率,并对其经济环保效益进行了简要分析。