CN103463965B - 一种低温循环流化床烟气脱硫除尘设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温循环流化床烟气脱硫除尘设备。该设备包括脱硫反应塔、除尘单元和返料单元。该设备内布置有换热模块，该换热模块包括热壁装置，该热壁装置包括至少一组加热屏和保温层。加热屏包含端口开放的通道，以辅助热媒流通；热壁装置覆盖脱硫反应塔和除尘单元的散热壁面，加热屏位于保温层和热壁装置覆盖的散热壁面之间。本发明能够消除脱硫反应塔和除尘单元的结露、结垢和糊袋的后顾之忧，能够将脱硫绝热饱和温差控制在15摄氏度甚至5摄氏度以内，在钙元素与硫元素的摩尔比（Ca/S）小于1.3的条件下，脱硫反应效率高于95%甚至99%，而设备的工作可靠性仍然得以保证。

Description

一种低温循环流化床烟气脱硫除尘设备

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种循环流化床烟气脱硫除尘设备，尤其涉及一种在保证工作可靠性条件下脱硫效率得到提高的循环流化床烟气脱硫除尘设备。

背景技术

在通常的循环流化床烟气脱硫技术中，通过将除尘器收集下来的粉尘，大部分返送回脱硫塔，使其中未参与反应的碱性物质继续同烟气中的酸性气体反应，以达到提高脱硫效率和碱性物质利用率的目的。循环流化床烟气脱硫是通过水滴、固体脱硫剂和烟气的混合，随着水滴的蒸发，固体脱硫剂和烟气越来越湿润，固体脱硫剂含有一定的水分，烟气中的酸性气体通过液膜和固体脱硫剂产生离子反应。脱硫塔烟气温度越低，也就是与烟气的绝热饱和温差越小，固体脱硫剂越湿润，其活性越强，脱硫效率越高。但随着脱硫塔烟气温度的降低，脱硫塔内的水滴蒸发慢，且易凝并聚团，脱硫塔和布袋除尘器的壁面因散热易结露，造成灰的粘结，布袋除尘器滤袋表面上的固体颗粒易结块，形成糊袋。

目前循环流化床烟气脱硫各种技术的脱硫塔和除尘器的四周及顶部散热壁面都仅采用保温的措施，来防止其壁面结露，因散热其壁面温度总是低于烟气温度，为了保证循环流化床烟气脱硫设备运行可靠性，目前循环流化床烟气脱硫各种技术的烟气脱硫绝热饱和温差都只能控制在15～25℃，即在燃煤锅炉烟气脱硫中，其烟气脱硫温度控制在70℃左右，另外由于循环流化床烟气脱硫塔内不布置任何构件，在脱硫塔内烟气同循环物料的两相流动，会产生气泡、沟流、颗粒团以及贴壁等现象，造成脱硫剂在烟气中分布不均匀，气固之间相对运动速度低，传质强度低，造成目前循环流化床烟气脱硫效率，在钙元素与硫元素的摩尔比（Ca/S）小于1.3的条件下，仅为90%左右。

因此，避免在脱硫烟气绝热饱和温差很低的情况下设备出现结露、结垢和糊袋的现象，保证脱硫设备低温运行可靠性，同时提高脱硫剂在脱硫塔烟气中的均匀分布，及它们之间的传质强度的技术，成为提高循环流化床烟气脱硫效率的关键技术，具有极强的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可低温运行脱硫效率高的循环流化床烟气脱硫除尘设备，在脱硫烟气绝热饱和温差很低的情况下，能够避免烟气粉尘在整个循环流化床烟气脱硫除尘设备中结露、结块和糊袋。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，包括脱硫反应塔、除尘单元和返料单元，所述设备内布置有换热模块；所述换热模块包括热壁装置；所述热壁装置包括至少一组加热屏和保温层；所述加热屏包含端口开放的通道，以辅助热媒流通；所述热壁装置覆盖所述脱硫反应塔四周的散热壁面；所述加热屏位于所述保温层和所述热壁装置覆盖的散热壁面之间，以防止所述加热屏的热量散失。

所述设备还包括脱硫物料增湿活化单元，所述脱硫物料增湿活化单元包括高压风进口、脱硫剂进口和水进口；所述脱硫物料增湿活化单元一端与所述返料单元连接，另一端与所述脱硫反应塔的底部连接，内部布置有搅拌器；优选的，所述搅拌器为两级以上。

所述脱硫反应塔的横截面为矩形，与所述除尘单元构造为箱式一体化结构，所述脱硫反应塔中布置有三个纵向通道，分别为中间通道和两个两侧通道，所述中间通道的底部与所述脱硫物料增湿活化单元连接，所述两侧通道与所述除尘单元连接。

所述脱硫反应塔内布置有两级以上的均尘紊流器，以将烟气和脱硫固体颗粒分割成多股气流进行交叉转弯变向运动，使得脱硫固体颗粒均匀地分布在所述脱硫反应塔内。

优选的，所述均尘紊流器包括两级以上的水平均尘紊流器，所述水平均尘紊流器包括至少一个均尘紊流结构，每个所述均尘紊流结构均为由集尘槽、交叉布置的导流板以及纵向布置的隔板水平拼接成一层的结构；所述均尘紊流结构面向气流方向逐层叠加，且相邻层的所述均尘紊流结构之间的集尘槽错列布置，所述均尘紊流结构错列叠加成一级均尘紊流器；所述各级水平均尘紊流器面向气流方向水平交叉布置于所述中间通道中。

进一步优选的，所述均尘紊流器还包括竖直均尘紊流器，所述竖直均尘紊流器内竖直布置有槽形构件，且所述槽形构件错列多层设置；所述竖直均尘紊流器面向气流方向竖直布置于所述两侧通道的顶部。

所述除尘单元包括两个除尘器，所述两个除尘器位于两个独立并列布置的除尘空间中，所述两侧通道分别与两个所述除尘空间连接，并均设有开关风门；所述两个除尘空间分别连接有两个净气箱，所述两个净气箱的出口均设有提升开关阀；优选的，所述除尘单元还包括位于底部的除尘器灰斗。

所述热壁装置还覆盖所述除尘器灰斗。

所述热壁装置还覆盖所述除尘器四周的散热壁面。

所述热壁装置还覆盖所述脱硫反应塔顶部的散热壁面和所述除尘器顶部的散热壁面。

所述热壁装置中，对应于每组所述加热屏和保温层布置有一个保温外护板，所述保温外护板布置在所述保温层外侧，以保护所述保温层；优选的，所述每个加热屏均为由相互平行布置的加热管道、两个第一集箱和第一热媒连接管构成的加热管屏；其中，所述两个第一集箱通过所述第一热媒连接管与所述加热管道的两端连接；优选的，所述加热屏与所覆盖的散热壁面之间含有间隙，以利于热量对流。

所述换热模块还包括位于所述喷吹装置中的反吹气体加热装置；所述反吹气体加热装置包括集气箱、高压气体连接管、高压气体分布管、脉冲阀、喷吹管以及集气箱加热器；所述高压气体分布管和所述集气箱加热器位于所述集气箱内；所述高压气体连接管部分位于所述集气箱中，并与所述高压气体分布管连接；所述高压气体连接管位于所述集气箱中；所述脉冲阀与所述集气箱连接，所述喷吹管的入口端连接所述脉冲阀的输出端；所述集气箱加热器布置于所述集气箱的底部；优选的，所述反吹气体加热装置还包括储气罐和储气罐加热器，所述储气罐设有两开口，分别为储气罐进气口和储气罐出气口；所述储气罐出气口通过所述高压气体连接管连接所述集气箱，所述高压气体连接管旁设有第二热媒连接管，以对所述高压气体连接管进行伴热；优选的，所述集气箱加热器和所述储气罐加热器构造为鳍片管，所述鳍片管的两端口分别为热媒进口和热媒出口。

所述换热模块还包括后置换热器，所述后置换热器包括依次布置的第二吹尘器和第二加热器；所述第二加热器由蛇形鳍片管束、两个第三集箱和第三热媒连接管组成，所述两个第三集箱通过所述第三热媒连接管分别连接所述蛇形鳍片管的两端；所述后置换热器位于所述除尘器之前的烟气通道内。

优选的，所述换热模块还包括前置换热器，所述前置换热器包括依次布置的第一吹灰器和第一加热器；所述第一加热器由蛇形鳍片管束、两个第二集箱和第四热媒连接管组成，所述两个第二集箱通过第四热媒连接管分别连结鳍片管束的两端；所述前置烟气换热器位于所述脱硫反应塔前的烟道内；所述前置换热器的第一加热器的鳍片管束的冷却水出口处设有循环热水泵，并与所述热壁装置、所述反吹气体加热装置和所述后置烟气换热器的热媒进口连接，以将所述前置烟气换热器的冷却水吸收的能量提供给所述热壁装置、所述反吹气体加热装置和所述后置烟气换热器。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：由于设置了换热模块，本发明的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备能够消除脱硫反应塔和除尘单元的结露、结垢和糊袋的后顾之忧，能够将脱硫绝热饱和温差控制在在15摄氏度甚至5摄氏度以内，在钙元素与硫元素的摩尔比（Ca/S）小于1.3的情况下，脱硫反应效率高于95%甚至99%，而该脱硫除尘设备的工作可靠性仍然得以保证。

附图说明

图1是本发明实施例中低温循环流化床烟气脱硫设备的结构示意图；

图2是图1所示实施例的A-A视图；

图3是图1所示实施例的B-B视图；

图4是图1所示实施例的C-C视图；

图5是本发明实施例中水平反应器的结构示意图；

图6是图5所示实施例的D-D视图；

图7是本发明实施例中竖直反应器的结构示意图；

图8是图7所示实施例的俯视图；

图9a是本发明实施例中热壁装置的主视图；

图9b是本发明实施例中热壁装置的左视图；

图10是本发明实施例中储气罐的结构示意图；

图11是本发明实施例中集气箱的结构示意图；

图12是本发明实施例中换热器的结构示意图。

附图中：1、多级搅拌器；2、脱硫反应塔底部烟气转弯流向；3、脏烟气入口；4、前置换热器；5、脱硫反应塔；6、脱硫反应塔中间通道烟气流向；7、水平均尘紊流器；8、开关风门；9、后置换热器；10、竖直均尘紊流器；11、脱硫反应塔两侧通道烟气流向；12、除尘器净气箱；13、喷吹装置；14、提升开关阀；15、除尘器内烟气流向；16、净气烟道；17、滤袋；18、布袋除尘器；19、净烟气出口；20、除尘器灰斗；21、气力斜槽；22、第二插板阀；23、灰出口；24、第一插板阀；25、旋转卸料阀；26、风进口；27、脱硫剂进口；28、水进口；29、脱硫反应塔顶部烟气转弯流向；30、两侧通道；31、脱硫塔两侧风室；32、集尘槽；33、隔板；34、导流板；35、槽形构件；36、第一热媒连接管；37、散热壁面；38、加热管道；39、保温层；40、保温外护板；41、集箱；42、储气罐加热器热媒出口；43、储气罐加热器；44、储气罐加热器热媒进口；45、储气罐；46、储气罐出口；47、储气罐进口；48、脉冲阀；49、集气箱；50、集气箱加热器；51、集气箱加热器热媒进口；52、喷吹管；53、高压气体分布管；54、高压气体连接管；55、集气箱高压风进口；56、集气箱加热器热媒出口；57、高压风喷吹出口；58、鳍片管束；59、烟气流向；60、吹灰器；61、第二热媒连接管；62、第三热媒连接管；63、换热器集箱。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

由于现有技术中提高烟气脱硫设备效率的障碍之一在于脱硫烟气绝热饱和温差较小时容易产生结露、结垢和糊袋的现象，严重影响脱硫设备运行的可靠性。本发明提出了一种能够解决上述问题，在保证设备运行可靠性的前提下，提高脱硫效率的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备。

如图1所示为该低温循环流化床烟气脱硫除尘设备的结构示意图，从中可以看出该设备包括依次连接的脱硫反应塔5、除尘单元、返料单元以及脱硫物料增湿活化单元，此外，脱硫物料增湿活化单元与返料单元和脱硫反应塔5的底部连接。

比起传统的循环流化床烟气脱硫除尘设备，该脱硫除尘设备最大的优势在其中布置有换热模块，在脱硫反应塔5内随着水滴或粉尘内水膜的蒸发，脱硫烟气温度随之降低，换热模块是对脱硫反应塔5和除尘单元散热表面采用的热壁装置，或者是它与其它换热装置的组合。在脱硫烟气绝热饱和温差很低的情况下，该换热模块能够避免烟气粉尘在整个低温循环流化床烟气脱硫除尘设备中结露、结块和糊袋。图2为图1所示实施例的A-A视图，图3为图1所示实施例的B-B视图，图4为图1所示实施例的C-C视图。

脱硫反应塔5的底部与脱硫物料增湿活化单元连接，上部设有文丘里管，文丘里管的外壁与脱硫反应塔5的内壁四周有一定空间，形成风室31。脏烟气在该脱硫除尘设备中的路径为先由脏烟气入口3进入风室31，随后向下流动，沿脱硫反应塔底部烟气转弯流向2进入文丘里管。脱硫反应塔5中布置有三个独立的纵向通道，分别为中间通道和两个两侧通道30，该中间通道为烟气从下向上流动的通道，与文丘里管连接，烟气从文丘里管沿脱硫反应塔中间通道烟气流向6进入中间通道的顶端，再沿脱硫反应塔顶部烟气转弯流向29进入两侧通道30，在两侧通道30中先向下流动，两侧通道30在侧端与除尘单元的除尘器连接，因此烟气转弯后沿脱硫反应塔两侧通道烟气流向11进入除尘器。

除尘单元包括两个除尘器，这两个除尘器位于两个独立并列布置的除尘空间中，脱硫反应塔5的两侧通道分别与这两个除尘空间连接，并均设有开关风门8。除尘单元中还包括与两个除尘空间分别连接的两个除尘器净气箱12，这两个除尘器净气箱12的出口均设有提升开关阀14。在净气箱12的后端布置有净气烟道16，净气烟道16出口为净烟气出口19。此外，在除尘单元的底部还设有除尘器灰斗20。

本发明的除尘器可以是布袋除尘器或静电除尘器，本实施例中采用布袋除尘器，其除尘的核心部件为滤袋17。含尘烟气通过两侧通道进入布袋除尘器18，通过滤袋17的过滤，清洁烟气沿除尘器内烟气流向15进入除尘器净气箱12，通过提升开关阀14，进入净气烟道16，从净烟气出口19排出。喷吹装置13包括高压气体管道和位于高压气体管道中的喷吹气流分布管，该高压气体管道与外部高压气体源连接，引进用于喷吹的高压气体，喷吹气流分布管的各喷嘴对准布袋除尘器18中的各滤袋17。喷吹装置13对滤袋17进行间隔喷吹，剥落的粉尘落入除尘器灰斗20，再滑入气力斜槽21。

由于除尘单元中布置有两个布袋除尘器18，因此当其中一个除尘器的滤袋损坏时，可关闭其对应的开关风门8、提升开关阀14、第一插板阀24和第二插板阀22，进行检修，另一个除尘器继续工作，脱硫除尘设备可不停运。

返料单元包括气力斜槽21、第二插板阀22、灰出口23、第一插板阀24和旋转卸料阀25，它将绝大多数从布袋除尘器18收集下来的粉尘，通过气力斜槽21、第一插板阀24和旋转卸料阀25送至脱硫物料增湿活化单元，随后进入脱硫反应塔5中进行循环脱硫利用，少量的粉尘通过第二插板阀22排出该脱硫除尘设备外。

脱硫物料增湿活化单元包括高压风进口26、脱硫剂进口27和水进口28，该脱硫物料增湿活化单元一端与返料单元的旋转卸料阀25连接，另一端与脱硫反应塔5的底部连接，内部布置有多级搅拌器1。脱硫剂可以是石灰、消石灰、消石灰浆或者其他的碱性物质，进入多级搅拌器1的循环粉尘同风、脱硫剂和水混合，形成含水率为5%～15%的微湿细小粉尘，其中的石灰可得到充分消化，微湿细小粉尘具有很高的脱硫活性，并且可流动松散不粘壁。多级搅拌器1可将水、脱硫剂和循环粉尘搅拌得更加均匀。脱硫物料增湿活化单元出口布置在脱硫反应塔5的底部，通过微风流化筛选，确保微湿细小粉尘进入脱硫反应塔5，由于其蒸发表面很大，可将脱硫烟气温度迅速降到绝热饱和温差15摄氏度甚至5摄氏度以内，在脱硫除尘设备不结露的条件下，不会产生凝并、结团、结垢和糊袋现象。

为了促进脱硫粉尘在脱硫反应塔5中均匀分布，加强传质速度，促进脱硫反应塔5内的脱硫反应高效进行，脱硫反应塔5的中间通道内沿气流方向水平布置有多级水平反应器，从而将烟气和脱硫固体颗粒在水平反应器内被分割成多股气流进行交叉转弯变向运动，脱硫固体颗粒均匀地分布在脱硫反应塔5内。该水平反应器为集尘槽均尘紊流器7，它由多个带有集成槽32的均尘紊流结构组成。每个均尘紊流结构为由集尘槽32、交叉布置的导流板34和纵向布置的隔板33拼接成一层的结构。该水平反应器由多个该均尘紊流结构沿气流方向多层叠加而成，每相邻两层的集尘槽32错列布置，多层均尘紊流结构错列叠加成一级均尘紊流器，在脱硫反应塔烟气向上流动的区域内，相邻的各级均尘紊流器交叉布置，可大大提高脱硫粉尘在脱硫塔各横断面前后左右的均匀度。图5所示为该水平均尘紊流器7的结构示意图，图6为图5所示实施例的D-D视图。

此外，在脱硫反应塔5中的两侧通道顶端面向气流方向均竖直布置有竖直均尘紊流器10，图7所示为其结构示意图，图8为其俯视图。该竖直均尘紊流器10内竖直布置有槽形构件35，该槽形构件35错列多层设置，位于脱硫反应塔顶部烟气转弯流向29中。

在脱硫反应塔5内，气固两相流在经过多级水平均尘紊流器7时，颗粒团在导流板34的作用下被分散均匀，由于集尘槽32的错列布置，气固两相流作S形转弯运动，从而集成槽32可以聚集更高浓度的粉尘，粉尘在水平反应器中停留的时间大大增加。而在竖直均尘紊流器10中，粉尘被逐层分离，之后再逐渐均匀地扩散到向下流动的烟气中，改善脱硫粉尘在脱硫反应塔两侧通道30的均匀性。因此，在脱硫反应塔5内布置水平反应器7和竖直均尘紊流器10可以保证脱硫剂在脱硫反应塔5内始终均匀分布，气固之间传质强烈，提高了脱硫效率。

为了避免脱硫反应塔5和布袋除尘器18内出现结露、结垢和糊袋现象，换热模块包括布置在脱硫反应塔5和除尘单元上降温至接近饱和水露点散热表面的热壁装置，如图9a所示为其主视图，如图9b所示为其左视图。该热壁装置包括位于脱硫反应塔5或者还位于布袋除尘器18散热壁面37外侧的加热管道38、位于加热管道38外侧的保温层39以及位于保温层39外侧的保温外护板40。如图9a所示，加热管道38相互平行布置。加热管道38和第一热媒连接管36分别与集箱41连接，组成加热管屏，热媒在加热管道38中流动。加热屏位于热壁装置覆盖的散热壁面与保温层39之间，加热管道38与散热壁面37之间设有一定间距，以利用热气流的对流，对散热壁面37进行均匀地加热和保温。保温外护板34用于保护所述保温层39，以避免风、雨等外界因素对保温层39造成损害。上述热媒是为热壁装置进行热交换提供能量的介质，可以是热水和蒸汽等。热壁装置中包含至少一组这样的加热屏、保温层和保温外护板的组合。

热壁装置对烟气有一定的加热作用，能提高热壁装置之后烟气的绝热饱和温差，可根据不同脱硫效率的要求，从经济上考虑，热壁装置可以仅包覆脱硫反应塔5四周的散热壁面，或进一步包覆除尘器灰斗20散热壁面，或进一步包覆除尘器四周散热壁面，为了将绝热饱和温差降至最小，尽可能地提高脱硫效率，可进一步包覆脱硫反应塔5顶部的散热壁面和布袋除尘器18顶部的散热壁面，即将脱硫反应塔5和除尘单元的所有散热壁面用热壁装置包覆。加热管屏中的热媒温度控制在高于脱硫烟气饱和水露点温度，最好控制在高于该温度的10摄氏度以上，从而加热管屏的热量一部分向烟气传递，烟气温度得到提高，可防止脱硫反应塔5和除尘单元的散热壁面37结露，即保证散热壁面37不产生粉尘结垢，该设备运行的可靠性得到保证。由于该热壁装置消除了脱硫反应塔5和除尘单元结露和结垢的隐患，可以将脱硫烟气的绝热饱和温差控制在在15摄氏度甚至5摄氏度以内。

本实施例中，脱硫反应塔5的横截面为矩形，与布袋除尘器18组成一个箱式一体化结构。该脱硫反应塔横截面的矩形结构有利于均尘紊流器的布置；同时，由于脱硫反应塔5与布袋除尘器18为一体化箱式结构，两者均有一个侧面位于该箱式结构的内部，因此相对于独立布置来说，两者均减少了一个散热壁面，从而减少了设备的占地面积和散热面积，以及热壁装置的布置面积，大大节省了成本。

布袋除尘器18是通过高压气体反吹的方式对滤袋17上的粉尘进行清理的，在除尘烟气温度接近饱和水露点时会造成结露和糊袋的现象，如高压反吹气体温度较低，会造成滤袋17结露糊袋。为了保证布袋除尘器18不结露不糊袋，换热模块还包括反吹气体加热装置，以对喷吹装置13中的反吹高压气体进行加热，将反吹高压气体温度加热至饱和水露点之上。

该反吹气体加热装置包括储气罐45、高压气体连接管54和集气箱49，在储气罐45和集气箱49中设置加热器，并对连接储气罐45和集气箱49之间的高压气体连接管54用第二热媒连接管61伴热，上述构件的外壁都采取保温措施。第二热媒连接管61中的热媒可以是热水和蒸汽等，为反吹气体加热装置加热高压气体提供能量。

如图10所示为储气罐的结构示意图。储气罐45中包含有储气罐进口47和储气罐出口46，储气罐加热器43位于储气罐45中，由鳍片管束构成，两端口分别为储气罐加热器热媒进口44和储气罐加热器热媒出口42。高压气体从储气罐进口47进入储气罐45中被加热，再从储气罐出口46排出，通过高压气体连接管54进入集气箱49。

如图11所示为集气箱的结构示意图。其中，高压气体连接管54的一端连接储气罐出口46，另一端连接集气箱高压风进口55，再与高压气体分布管53连接，高压气体均匀向下分流在集气箱49中；集气箱加热器50位于集气箱49的底部，由鳍片管构造而成，其一端口为集气箱加热器热媒进口51，另一端口为集气箱加热器热媒出口56，反吹高压气体在储气罐45中被进一步加热。脉冲阀48与集气箱49上端连接，其出口端与喷吹管52的进口端连接，高压风喷吹出口57连接到喷吹气流分布管上，喷吹气流分布管上的喷嘴与滤袋17出口一一对应，对停留在滤袋17外表面上的粉尘进行吹扫。

在除尘烟气温度接近饱和水露点时，为了提高布袋除尘器18工作的可靠性，降低循环粉尘的含水率，有利于脱硫灰的输送储存，以及脱硫除尘后净烟气排放扩散，可在竖直均尘紊流器10之后及除尘单元之前的烟道上，设置后置换热器9。

如图12所示为该后置换热器9的结构示意图，其中，换热器集箱63连接鳍片管束52和第三热媒连接管62，鳍片管束58和吹灰器60布置在烟道内。该后置换热器9包括按烟气流向59依次布置的吹灰器60和鳍片管束58。其中，鳍片管束58作为该后置换热器9的加热器，对脱硫反应后的烟气进行加热，由于脱硫反应后的烟气中含有大量粉尘，这些粉尘会沾污加热器，导致传热量降低，吹灰器60定时工作可保持加热器的传热量基本不变。

设置后置换热器9可将脱硫烟气温度升高10℃左右，可有效防止其之后的散热壁面和除尘器滤袋的结露、结垢和糊袋。

正是因为后置换热器9能够很大程度上加热脱硫反应后的烟气，因此按烟气流动顺序，布置在后置换热器9之后的脱硫反应塔5和布袋除尘器18的散热壁面可不布置热壁装置；此外，因除尘单元中除尘器灰斗20处烟温最低，在后置换热器9之后的脱硫反应塔5和除尘单元的散热壁面中，也可以仅在除尘器灰斗20上布置热壁装置。

为了充分节约能源，在脱硫反应塔5前的烟道内布置有前置换热器4，使其在冷却进口烟气的同时吸收热能，再将这部分热能用于热壁装置、反吹气体加热装置和后置烟气换热器中。

前置换热器4的结构与后置换热器9的结构完全相同。不同的是，前置换热器4的鳍片管束中进入的是用于冷却进口烟气的冷却水，而流出的是被进口烟气加热后的热水。从前置烟气换热器4中流出的热水可根据需要通过设置热水循环泵提供给热壁装置、反吹气体加热装置和后置换热器，从这些装置的热媒入口进入其中，从而可以省去外部热源供应，节约大量高品质能源。

设置前置换热器可将进口脏烟气的温度降低20摄氏度左右，其所吸收的热能可满足热壁装置、反吹气体加热装置和后置换热器的需要，从而这些热壁装置、反吹气体加热装置和后置换热器均不需要使用额外的外部热源。

本发明对脱硫反应塔5和除尘单元的散热壁面，采用热壁装置包覆，脱硫反应塔5和布袋除尘器18的散热壁面结露和结垢的隐患可彻底消除，反吹气体加热装置可确保布袋除尘器滤袋17不结露不糊袋，烟气脱硫绝热饱和温差可控制在在15摄氏度甚至5摄氏度以内。而设置后置换热器可将脱硫脏烟气温度升高10℃左右，进一步提高布袋除尘器18的工作可靠性，降低循环粉尘的含水率，便于脱硫灰的输送储存，以及脱硫除尘后净烟气的排放扩散。此外，在脱硫反应塔之前布置前置换热器，能够充分利用进口脏烟气的余热，节省能源。

综上可知，由于设置了换热模块，本发明的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备能够消除脱硫反应塔和除尘单元的结露、结垢和糊袋的后顾之忧，能够将脱硫绝热饱和温差控制在在15摄氏度甚至5摄氏度以内，在钙元素与硫元素的摩尔比（Ca/S）小于1.3的情况下，脱硫反应效率高于95%甚至99%，而该脱硫除尘设备的工作可靠性仍然得以保证。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，包括脱硫反应塔、除尘单元和返料单元，其特征在于：所述设备内布置有换热模块；所述换热模块包括热壁装置；所述热壁装置包括至少一组加热屏和保温层；所述加热屏包含端口开放的通道，以辅助热媒流通；所述热壁装置覆盖所述脱硫反应塔四周的散热壁面；所述加热屏位于所述保温层和所述热壁装置覆盖的散热壁面之间，以防止所述加热屏的热量散失。

2.根据权利要求1所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述设备还包括脱硫物料增湿活化单元，所述脱硫物料增湿活化单元包括高压风进口、脱硫剂进口和水进口；所述脱硫物料增湿活化单元一端与所述返料单元连接，另一端与所述脱硫反应塔的底部连接，内部布置有搅拌器。

3.根据权利要求2所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述搅拌器为两级以上。

4.根据权利要求2所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述脱硫反应塔的横截面为矩形，与所述除尘单元构造为箱式一体化结构，所述脱硫反应塔中布置有三个纵向通道，分别为中间通道和两个两侧通道，所述中间通道的底部与所述脱硫物料增湿活化单元连接，所述两侧通道与所述除尘单元连接。

5.根据权利要求4所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述脱硫反应塔内布置有两级以上的均尘紊流器，以将烟气和脱硫固体颗粒分割成多股气流进行交叉转弯变向运动，使得脱硫固体颗粒均匀地分布在所述脱硫反应塔内。

6.根据权利要求5所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述均尘紊流器包括两级以上的水平均尘紊流器，所述水平均尘紊流器包括至少一个均尘紊流结构，每个所述均尘紊流结构均为由集尘槽、交叉布置的导流板以及纵向布置的隔板水平拼接成一层的结构；所述均尘紊流结构面向气流方向逐层叠加，且相邻层的所述均尘紊流结构之间的集尘槽错列布置，所述均尘紊流结构错列叠加成一级均尘紊流器；所述各级水平均尘紊流器面向气流方向水平交叉布置于所述中间通道中。

7.根据权利要求6所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述均尘紊流器还包括竖直均尘紊流器，所述竖直均尘紊流器内竖直布置有槽形构件，且所述槽形构件错列多层设置；所述竖直均尘紊流器面向气流方向竖直布置于所述两侧通道的顶部。

8.根据权利要求4所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述除尘单元包括两个除尘器，所述两个除尘器位于两个独立并列布置的除尘空间中，所述两侧通道分别与两个所述除尘空间连接，并均设有开关风门；所述两个除尘空间分别连接有两个净气箱，所述两个净气箱的出口均设有提升开关阀。

9.根据权利要求8所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述除尘单元还包括位于底部的除尘器灰斗。

10.根据权利要求9所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述热壁装置还覆盖所述除尘器灰斗。

11.根据权利要求10所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述热壁装置还覆盖所述除尘器四周的散热壁面。

12.根据权利要求11所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述热壁装置还覆盖所述脱硫反应塔顶部的散热壁面以及所述除尘器顶部的散热壁面。

13.根据权利要求1、10、11、12中任一项所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述热壁装置中，对应于每组所述加热屏和保温层布置有一个保温外护板，所述保温外护板布置在所述保温层外侧，以保护所述保温层。

14.根据权利要求13所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述每个加热屏均为由相互平行布置的加热管道、两个第一集箱和第一热媒连接管构成的加热管屏；其中，所述两个第一集箱通过所述第一热媒连接管与所述加热管道的两端连接。

15.根据权利要求13所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述加热屏与所覆盖的散热壁面之间含有间隙，以利于热量对流。

16.根据权利要求1、10、11、12中任一项所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述换热模块还包括位于所述喷吹装置中的反吹气体加热装置；所述反吹气体加热装置包括集气箱、高压气体连接管、高压气体分布管、脉冲阀、喷吹管以及集气箱加热器；

所述高压气体分布管和所述集气箱加热器位于所述集气箱内；所述高压气体连接管部分位于所述集气箱中，并与所述高压气体分布管连接；所述高压气体连接管位于所述集气箱中；所述脉冲阀与所述集气箱连接，所述喷吹管的入口端连接所述脉冲阀的输出端；所述集气箱加热器布置于所述集气箱的底部。

17.根据权利要求16所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述反吹气体加热装置还包括储气罐和储气罐加热器，所述储气罐设有两开口，分别为储气罐进气口和储气罐出气口；所述储气罐出气口通过所述高压气体连接管连接所述集气箱，所述高压气体连接管旁设有第二热媒连接管，以对所述高压气体连接管进行伴热。

18.根据权利要求17所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述集气箱加热器和所述储气罐加热器构造为鳍片管，所述鳍片管的两端口分别为热媒进口和热媒出口。

19.根据权利要求16所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述换热模块还包括前置换热器，所述前置换热器包括依次布置的第一吹灰器和第一加热器；所述第一加热器由蛇形鳍片管束、两个第二集箱和第四热媒连接管组成，所述两个第二集箱通过所述第四热媒连接管分别连结鳍片管束的两端；所述前置烟气换热器位于所述脱硫反应塔前的烟道内；

所述前置换热器的第一加热器的鳍片管束的冷却水出口处设有循环热水泵，并与所述热壁装置和所述反吹气体加热装置的热媒进口连接，以将所述前置烟气换热器的冷却水吸收的能量提供给所述热壁装置和所述反吹气体加热装置。

20.根据权利要求1、10、11、12中任一项所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述换热模块还包括后置换热器，所述后置换热器包括依次布置的第二吹尘器和第二加热器；

所述第二加热器由蛇形鳍片管束、两个第三集箱和第三热媒连接管组成，所述两个第三集箱通过所述第三热媒连接管分别连接所述蛇形鳍片管的两端；

所述后置换热器位于所述除尘器之前的烟气通道内。

21.根据权利要求20所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述换热模块还包括前置换热器，所述前置换热器包括依次布置的第一吹灰器和第一加热器；所述第一加热器由蛇形鳍片管束、两个第二集箱和第四热媒连接管组成，所述两个第二集箱通过所述第四热媒连接管分别连结鳍片管束的两端；所述前置烟气换热器位于所述脱硫反应塔前的烟道内；

所述前置换热器的第一加热器的鳍片管束的冷却水出口处设有循环热水泵，并与所述热壁装置和所述后置烟气换热器的热媒进口连接，以将所述前置烟气换热器的冷却水吸收的能量提供给所述热壁装置和所述后置烟气换热器。

22.根据权利要求16所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述换热模块还包括后置换热器，所述后置换热器包括依次布置的第二吹尘器和第二加热器；

所述第二加热器由蛇形鳍片管束、两个第三集箱和第三热媒连接管组成，所述两个第三集箱通过所述第三热媒连接管分别连接所述蛇形鳍片管的两端；

所述后置换热器位于所述除尘器之前的烟气通道内。

23.根据权利要求22所述的低温循环流化床烟气脱硫除尘设备，其特征在于：所述换热模块还包括前置换热器，所述前置换热器包括依次布置的第一吹灰器和第一加热器；所述第一加热器由蛇形鳍片管束、两个第二集箱和第四热媒连接管组成，所述两个第二集箱通过所述第四热媒连接管分别连结鳍片管束的两端；所述前置烟气换热器位于所述脱硫反应塔前的烟道内；

所述前置换热器的第一加热器的鳍片管束的冷却水出口处设有循环热水泵，并与所述热壁装置、所述反吹气体加热装置和所述后置烟气换热器的热媒进口连接，以将所述前置烟气换热器的冷却水吸收的能量提供给所述热壁装置、所述反吹气体加热装置和所述后置烟气换热器。