CN102269527A - 含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法及系统 - Google Patents

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王龙江
张嘉
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Abstract

本发明公开的含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法是在现有锅炉或炉窑烟气引风机和烟囱之间的烟道内设置旋转式换热器和喷淋装置，旋转式换热器在旋转工作时喷淋装置喷淋出的氢氧化钠或石灰水溶液既能对换热器管束进行清洗的同时吸收低温烟气中的热量、灰尘和硫化物。实现上述方法的系统主要由喷淋管及喷头(3)、旋转式管束换热器(4)、喷淋水循环泵(7)、水池(10)组成，旋转式管束换热器设置在锅炉或炉窑烟气引风机和烟囱之间的烟道(2)内，在旋转式管束换热器的上部及下部设置喷淋管及喷头，在旋转式管束换热器的下部设置有水池，喷淋管通过喷淋水循环泵与水池连通构成循环回路。实现在低温余热回收利用的同时对烟气进行脱硫处理的目的。

Description

含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法及系统
技术领域
本发明属于热交换及烟气脱硫技术领域，主要涉及的是一种含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法及系统，可同时进行低温烟气余热回收利用和烟气的脱硫。
背景技术
在火力发电厂和工业生产中，锅炉的排烟量是十分巨大的。现在的生产工艺为150℃左右的烟气经脱硫工艺脱硫后经烟囱排入大气。由于存在低温冷凝腐蚀和由此产生的黏性灰垢问题，现有的换热器在设计时都要避免换热器出口的排烟温度过低，以保证换热器的使用寿命和安全。因此对于150℃左右的低排烟温度，现有的换热器不能从根本上解决低温冷凝腐蚀和由此产生的黏性灰垢问题，致使含有大量热量的烟气从烟囱中排放到大气而未被充分利用，造成锅炉热效率下降，发电煤耗上升。
另外，现有对烟气中的余热回收利用和烟气脱硫净化是采用不同的设备分别进行的，不仅设备投入大，成本高，而且安装、维护不方便。
发明内容
针对目前低温烟气余热利用及脱硫的现状，本发明提出了一种含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法及系统。通过将低温烟气余热利用与脱硫相结合的方式，有效解决低温冷凝腐蚀和由此产生的黏性灰垢问题，达到在余热回收利用的同时对烟气进行脱硫处理的目的。
本发明实现上述目的采取的技术方案是：一种含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法是在锅炉或炉窑烟气引风机和烟囱之间烟道内设置旋转式换热器和喷淋装置，旋转式换热器在旋转工作时喷淋装置喷淋出的氢氧化钠或石灰水溶液既能对换热器管束进行清洗的同时吸收低温烟气中的热量、灰尘和硫化物。
本发明实现上述方法的系统主要由喷淋管及喷头、旋转式管束换热器、喷淋水循环泵、水池组成，旋转式管束换热器设置在锅炉或炉窑烟气引风机和烟囱之间烟道内，在旋转式管束换热器的上部及下部设置喷淋管及喷头，在旋转式管束换热器的下部设置有水池，喷淋管通过喷淋水循环泵与水池连通。
本发明由于在锅炉或炉窑引风机后部烟道内安装含有脱硫装置的低温烟气余热利用系统，采用将低温烟气余热利用与脱硫吸收塔的功能相结合的方式，在余热利用的同时对烟气进行脱硫处理。在此系统中，烟气与旋转式管束换热器管束直接接触进行气-水热量交换，将热量传递给换热器管束内的冷凝水，同时烟气与喷淋水接触，也将热量传递到水中，而在水池中旋转式管束换热器的下部管束与水接触再次进行水-水热量交换，由此充分回收了烟气的余热，使换热器内的冷凝水温度尽可能提高，管束表面会交替出现有水和无水的情况，同时对管束表面进行清洗，预防了管束表面粘灰结垢。由于在旋转式管束换热器的上下部设置有喷淋管及喷头，并在旋转式管束换热器的下部设置有水池，水池内具有氢氧化钠或石灰水溶液，喷淋管通过喷淋水循环泵与水池连通，由此从喷头中喷出的氢氧化钠或石灰水溶液既能对换热器管束进行清洗，又可吸收低温烟气中的热量、灰尘和硫化物。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图中：1、低温烟气，2、烟道，3、喷淋管及喷头，4、旋转式管束换热器，5、导流板，6、挡水板，7、喷淋水循环泵，8、石膏排出泵，9、水力旋流器，10、水池，11、排污水泵，12、氧化风机，13、供浆泵，14、石灰浆液池。
具体实施方式
结合附图，给出本发明的实施例如下：
如图1所示：一种含有脱硫装置的低温烟气余热利用系统主要由喷淋管及喷头3、旋转式管束换热器4、导流板5、挡水板6、喷淋水循环泵7、石膏排出泵8、水力旋流器9、水池10、排污水泵11、氧化风机12、供浆泵13及石灰浆液池14组成，喷淋管及喷头3、旋转式管束换4、导流板5、挡水板6及水池10设置在锅炉或炉窑烟气引风机和烟囱之间的烟道2中，旋转式管束换热器4(已另案申请专利)，为了提高管束换热器的使用寿命，管束换热器采用耐腐蚀材料或外表面烧结搪瓷。旋转式管束换热器两端的连通轴通过烟道2外部两侧设有的支架支承和固定，连通轴的一端通过变速箱与电机连接。旋转式管束换热器4通过电机及变速箱产带动旋转，低温烟气1沿旋转式管束换热器4连接轴的垂直方向通过换热器上各管束，与管束内的低温水进行气-水热量交换。在烟道2内位于旋转式管束换热器4的上部及侧部设置喷淋管及喷头3，在旋转式管束换热器4的下部设置有水池10，水池10内具有氢氧化钠或石灰水溶液，喷淋管通过喷淋水循环泵7与水池10连通，由此从喷头中喷出的氢氧化钠或石灰水溶液可对低温烟气1中的灰尘和硫化物进行净化和脱硫。设置在旋转式管束换热器4上部的喷头3在喷淋过程中形成水幕向换热器管束进行喷淋，下部的喷头3在喷淋过程中形成水柱向换热器管束进行喷射，水幕及水柱既能对换热器管束进行清洗，又可吸收低温烟气中的热量、灰尘和硫化物。喷淋水沿换热管束向下进入底部的水池10中，水池10内的液面高度可浸没旋转式管束换热器下部的换热管束，使水池10内的热水再次与旋转经过的管束换热器进行水-水热量交换。喷淋水通过喷淋水循环泵7在喷淋管及喷头3与水池10间进行循环使用。为了保证水池10内氢氧化钠或石灰水溶液的浓度(控制在1100～1130kg/m3，pH值控制在5.4～5.6之内，最大不超过6.0，也可根据实际情况经验适当降低)，在烟道2外部设置石灰浆液池14，该石灰浆液池14通过供浆泵13与水池10连通，可通过对水池10内的溶液进行监测，定期或自动向石灰浆液池14内投放氢氧化钠或石灰石，由供浆泵13定期或自动向水池10内补充浆液，使水质保持偏酸性。在水池10下部设有沉淀池，水池10中的水可通过排污水泵11定期排放更换。在水池10外设置氧化风机12，可通过管道向水池10内补充空气(氧气)，以利于水池10内石灰水溶液中的石膏析出；在水池10底部设有石膏排出泵8，可连续将水池10底部的浆液排入水力旋流器9内，将石膏分离析出，其余浆液流回水池10中继续循环使用。在旋转式管束换热器4后部的上方和两侧面设有多个导流板5，其作用是减小旋转式管束换热器4后烟道的截面积，迫使低温烟气1通过旋转式管束换热器4上的管束间隙；挡水板6设置在导流板5的后部，作用是可将烟气中携带的水份过滤下来，并沿带有坡度的烟道2底部流回水池10中。必要时可向水池10中的水中加入专用的阻垢剂，以防止结垢影响通风效果。还可在烟道内安装防腐层进行保护。

Claims (10)

1.一种含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法，其特征是：在现有锅炉或炉窑烟气引风机和烟囱之间的烟道内设置旋转式换热器和喷淋装置，旋转式换热器在旋转工作时喷淋装置喷淋出的氢氧化钠或石灰水溶液既能对换热器管束进行清洗的同时吸收低温烟气中的热量、灰尘和硫化物。
2.一种实现权利要求1所述含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法的系统，其特征是：其主要由喷淋管及喷头(3)、旋转式管束换热器(4)、喷淋水循环泵(7)、水池(10)组成，所述旋转式管束换热器设置在现有锅炉或炉窑烟气引风机和烟囱之间的烟道(2)内，在旋转式管束换热器的上部及下部设置喷淋管及喷头，在旋转式管束换热器的下部设置有水池，喷淋管通过喷淋水循环泵与水池连通构成循环回路。
3.根据权利要求2所述的含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法的系统，其特征是：所述设置在旋转式管束换热器(4)上部的喷头(3)在喷淋过程中呈水幕状，下部的喷头(3)在喷淋过程中呈水柱状。
4.根据权利要求2所述的含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法的系统，其特征是：所述旋转式管束换热器(4)后部的烟道(2)内设有导流板(5)。
5.根据权利要求2所述的含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法的系统，其特征是：所述烟道(2)内导流板(5)的后部设置挡水板(6)。
6.根据权利要求2所述的含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法的系统，其特征是：所述水池(10)内的液面高度浸没旋转式管束换热器(4)上的下部管束。
7.根据权利要求2所述的含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法的系统统，其特征是：所述水池(10)下部设有排污水泵(11)。
8.根据权利要求2所述的含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法的系统，其特征是：所述水池(10)外设置氧化风机(12)。
9.根据权利要求2所述的含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法的系统，其特征是：所述水池(10)外设置石灰浆液池(14)，通过供浆泵(13)与水池(10)连通。
10.根据权利要求2所述的含有脱硫工艺的低温烟气余热利用方法的系统，其特征是：所述水池(10)底部设有石膏排出泵(8)，该石膏排出泵与水力旋流器(9)连通，该水力旋流器通过管道与水池(10)连通。
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