目前,我国的能源结构主要以化石燃料作为主。不过,随着社会的发展进步,进一步提高能源的利用效率,以及采用可再生能源来替代传统化石能源,越来越受到人们重视。提高能源利用效率的最直接且有效的办法就是将低温烟气的余热进行回收。迄今为止,国外已有很多研究将低温烟气余热冷凝回收技术应用于生物质锅炉,进而大大提高了其生物质能源的利用效率。相比而言,国内对于该领域的研究仍然非常少,这限制了生物质能源的在中国的推广利用。为了探究低温烟气回收技术在生物质锅炉上应用的可行性,首先针对含水率不同的松木、稻秆两种生物质理论燃烧计算,获得了过量空气系数分别为1.05和1.4时生物质燃烧烟气中水蒸汽含量的体积份额情况,并据此估算了烟气中可回收的水蒸汽潜热量及其对于锅炉热效率的影响。理论计算表明,回收生物质燃烧烟气中水蒸汽凝结热的方法,可以显著提高锅炉的热效率,当过量空气系数为1.4,排烟温度为50℃,燃料的含水率为9%时,提高的锅炉热效率是最低的,但是也能提高6%以上。当过量空气系数为1.4,排烟温度为20℃,燃料的含水率为30%时,锅炉的热效率提高最高,均能提高20%以上。为了能够更真实的反映工程实际,本文中自行设计并制造了一台由透明亚克力板做壳体的冷凝式换热器,可以直接观察实验进行的情况和烟气中水蒸汽的冷凝情况。冷凝式换热器的设计也考虑到了腐蚀的问题,并采用了厚度为0.3mm的薄壁聚丙烯热缩管的防腐蚀方案。聚丙烯管热缩紧后可以紧紧地套在金属换热管外面,与单纯的金属管或塑料管相比,可同时解决降低传热热阻、耐低温腐蚀以及足够的承压能力三个问题。随后,通过利用水蒸汽/空气混合气体模拟低温生物质烟气的方法,进行了一系列模拟烟气低温余热冷凝回收实验,探究了烟气的温度和流速,冷却水的温度和流速,烟气中水蒸汽含量等多个参数对低温烟气回收效果的影响。此外,还利用comsol软件对于烟气凝结换热过程进行了模拟仿真。模拟仿真结果与实验测试的对照显示两者具有很好的一致性,验证了本次模拟结果的准确性,从而更加全面的确定了各种参数的具体影响。。实验和仿真模拟的结果表明,用冷凝式换热器对低温烟气进行余热回收可以明显地提高生物质能源的热效率。其中,烟气流速、冷却水流速,以及烟气中水蒸汽的含量增加都会使冷凝换热系数增加,并且提高的热效率增加,而烟气温度和冷却水温度的增加则会使提高的热效率有所下降。实验中,当烟气流速为4.5m/s时,提高的锅炉热效率能达到16%;当冷却水流速为0.4246m/s时,锅炉提高的热效率为15%;当水蒸汽的含量在30%时,锅炉提高的热效率为19%。而通过模拟仿真的结果来看,当冷却水温度在10℃时,可以提高的锅炉热效率为13%。总体而言,可提高的总的热效率基本都在10%以上,加上本次设计的冷凝式换热器可以很方便的加装在现有烟气尾部的设备上,因此生物质低温烟气余热冷凝回收技术具有非常可观的应用前景。