CN104154552B - 一种烟气处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种烟气处理装置,特别是对湿法烟气脱硫工艺后的烟气进行处理的装置。具体的,一种烟气处理装置,其特征在于,所述的烟气处理装置为包括第一换热器的蒸汽压缩循环系统,所述的第一换热器设置在湿式脱硫装置与烟囱之间的烟道中;所述的第一换热器作为蒸汽压缩循环系统的蒸发器。本发明使烟气经过蒸发器的降温除湿,降低了烟气的绝对湿度,避免了结露,防止了石膏雨的发生,很好地保护了环境。

Description

一种烟气处理装置
技术领域
本发明涉及一种烟气处理装置,特别是对湿法烟气脱硫工艺后的烟气进行处理的装置。
背景技术
目前,大多数发电厂都安装了烟气脱硫系统。采用湿法烟气脱硫工艺,具体如采用石灰石-石膏脱硫工艺,在烟气从烟囱中排放过程中易出现石膏雨现象,即“湿烟囱”的情况,不仅对发电厂的运作安全带来一定的危害,而且对周围的生态环境带来污染。现行的解决方法多数都采用烟气换热器(GGH),还有的采用锅炉二次风加热净烟气、增加电加热装置、控制烟气流速、强化除雾器效果。但是问题诸多,如达不到预期效果、耗能高、运行不稳定、后期维护量大等。因此,寻找合理有效的治理措施,从而可以最大程度减少石膏雨现象的产生,无论是当前还是未来都是迫切需要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:解决上述现有技术存在的问题,而提供一种新型的、有效防止石膏雨产生的烟气加热系统。
本发明采用的技术方案为一种烟气处理装置,所述的烟气处理装置为包括第一换热器的蒸汽压缩循环系统,所述的第一换热器设置在湿式脱硫装置与烟囱之间的烟道中;所述的第一换热器作为蒸汽压缩循环系统的蒸发器。
所述的第一换热器的冷媒入口与节流部件连接,第一换热器的冷媒出口与压缩机连接,且压缩机和节流部件之间还连接有第二换热器。
所述的蒸汽压缩循环系统采用的冷媒工质为CO2,且在所述第一换热器中的CO2为亚临界状态。
所述的第一换热器设置在烟气通道中,且第一换热器的冷媒换热管为竖直设置。
所述的第一换热器设置在一旁通烟道中,处理后的烟气在汇合处与其他烟气混合。
所述的蒸汽压缩循环系统中设置有四通阀,该四通阀对第一换热器的冷媒流向进行控制;所述蒸汽压缩循环系统包括第一换热器作为蒸发器的第一状态;所述蒸汽压缩循环系统包括第一换热器作为冷凝器的第二状态。
所述的蒸汽压缩循环系统中的第二换热器为空气换热器,在第一状态情况下,第二换热器作为冷凝器;在第二状态下情况下,第二换热器为蒸发器。
所述的蒸汽压缩循环系统中还有作为冷凝器使用的第二换热器,该第二换热器设置在第一换热器与烟囱之间的烟道中。
另一方面,本发明还提供一种烟气处理装置的控制方法,具体的,在烟气处理装置中还设置有检测进入第一换热器前烟气温度T1的温度传感器,获得其湿度T2的传感器,以及检测烟囱外部环境温度T3的温度传感器。包括如下控制步骤:
读取T1,T2,T3;
计算加热需要的能耗QH=f(T1,T2,T3);
计算蒸发除湿需要的能耗QC=f(T1,T2,T3);
比较两者的大小,切换四通阀的方向,按照能耗小的运行方式运行。这样既可以减少能耗,又可以避免过多的热能对外部环境的污染。
其中,石灰石-石膏法烟气脱硫或者氨法烟气脱硫都属于湿法烟气脱硫,经湿法脱硫,烟气湿度增加,温度降低,烟气极易在烟囱内壁结露。主要因为,脱硫后的烟气湿度大于饱和湿度,进入烟囱时,烟囱外的大气温度要低于烟气的露点温度,所以,就会使烟囱中的烟气产生凝露,本发明就是通过第一换热器对烟气进行降温除湿,降低烟气的绝对湿度,或者在某些情况下经过加热降低烟气的相对湿度;或者除湿和提高烟气温度相结合,使烟囱中的烟气还没有达到露点温度的情况下就离开烟囱,避免出现湿烟囱的现象。
附图说明
图1是本发明第一实施例的结构示意图;
图2是本发明第二实施例的结构示意图;
图3是本发明第三实施例的结构示意图;
图4是本发明第三实施例另一种实施形式的结构示意图
图5为本发明另一种实施例的示意图。
其中:1.烟气处理装置,2.湿式脱硫装置,3.烟道,4.烟囱,5.第一换热器,6.第二换热器,7.压缩机,8. 节流部件,9. 四通阀,10.换热风扇,11.旁通烟道,12.汇合处。
具体实施方式
下面通过具体实施方式详细介绍本发明
实施例一
如图1所示,虚线框中的为烟气处理装置1,该装置1包括蒸汽压缩循环系统,即图1中由冷媒管道顺序连接的压缩机7、第二换热器6、节流部件8和第一换热器5,冷媒按照压缩机7的排出口方向顺序通过第二换热器6、节流部件8和第一换热器5后,回到压缩机7。即第一换热器5的冷媒入口与节流部件8连接,冷媒出口与压缩机7连接,且压缩机7和节流部件8之间还连接有第二换热器6。
具体的,第一换热器5设置在湿式脱硫装置2与烟囱4之间的烟道3中,第一换热器5作为蒸汽压缩循环系统的蒸发器,对烟气进行降温除湿,第一换热器5外侧为烟气,通过冷媒工质在蒸汽压缩循环系统中循环往复,从而实现对烟气的降温除湿处理。这里提到的蒸发器是指,冷媒在换热器中进行蒸发,由低压的液体变成低压的气体,吸收大量的热,在这里是指冷媒吸收烟气的热量,从而把烟气中的水蒸气和水滴冷凝成冷凝水,以液体的形式排出到烟气之外,从而降低烟气的绝对湿度,从而减小烟气在烟囱内冷凝的情况。
在本实施例中,换热器作为蒸汽压缩循环系统中的蒸发器,经过节流的低压液体在第一换热器中蒸发成低压气体,从蒸发器周围的烟气中吸收大量的热,降温除湿后的烟气绝对湿度会显著降低,这样的烟气与未处理的高温烟气混合,就会形成低露点温度的,能避免在烟囱中产生凝露的烟气。具体的,经过湿式脱硫后,烟气的实际温度为t1=52度,但是当时的露点温度为t2=62度,也即在烟气中水分含量已经超出了饱和湿空气的含湿量,烟气中存在的液滴非常易于经过蒸发器的降温除湿而实现冷凝,成为冷凝水与烟气分离。在实际生产中,湿式脱硫后的露点温度t2为烟气当前温度t1+δ,其中δ的范围在-5至15度之间,在本实施例中δ等于10度。烟囱在传送烟气的上升过程中,烟囱的外壁会和外部空气进行换热,当垂直高度越高时,烟囱外空气的温度会降低。在本实施例中,第一换热器作为蒸发器,其工作温度设定在15度,蒸发器可以直接把烟气中的水份冷凝掉,从而降低露点温度,降温后的烟气温度为35度,露点温度为35度;该状态的烟气和另外一部分未处理的烟气混合,产生温度为43度,露点温度为40度的烟气,由于43度已经较接近外部空气的温度,所以传热温差小,并不会在烟囱内产生凝露。
进一步的,本实施例的蒸汽压缩循环系统采用的冷媒工质为CO2,由于第一换热器作为蒸发器的实际温度较低,在第一换热器中的CO2为亚临界状态。亚临界状态的CO2在做管内流动时,温度对CO2的比重的影响较为明显,特别是在换热管竖直设置的情况下,经过降温后的超临界状态的CO2会形成管道侧壁与管道中的相互置换,从而在竖直管上形成外壁温度间隔变化的情况,从而提高了换热效果。具体的,在本实施例中,第一换热器5中的冷媒换热管采用竖直设置,管外强化换热的肋水平设置。
实施例二
图2的方案,与实施例一的区别在于,第一换热器5设置在旁通烟道11内,与该旁通烟道11内的烟气进行换热,一部份烟气经过旁通烟道11内的第一换热器5进行换热后,处理过的烟气在汇合处12与另一部分烟气混合成温度高于最小不凝露温度T的烟气。
在实际的烟气处理中,往往采用定制的加热处理装置,为了适应烟气处理装置的设计要求,会只对部分烟气进行处理,再进行混合的形式,提高了烟气处理装置设置的灵活性。在旁通烟道11中可以控制烟气的流通量,从而使第一换热器保持较低的工作温度,有利于使处理后的烟气达到较低的露点温度,再通过与未处理的较高温度的烟气混合,从而实现在烟囱中不凝露的技术效果。
再比如,当另一个烟道中的设备进行检修,则旁通烟道中的换热器就可以担负起加热烟气的工作。
实施例三
如图3所示,本实施例与实施例一的区别在于,蒸汽压缩循环系统中还设置有四通阀9,该四通阀9对第一换热器的冷媒流向进行控制,当四通阀9如图3中的流向流动时,第一换热器5做为蒸发器使用,即烟气处理装置包括第一换热器作为蒸发器的第一状态;当四通阀9如图4中的流向流动时,第一换热器5作为冷凝器使用,即烟气处理装置包括第一换热器作为冷凝器的第二状态。
在本实施例中,第二换热器的功能也会随着四通阀9的切换发生对应的变化,在第一状态时,第二换热器6作为冷凝器使用;第二状态时,第二换热器6作为蒸发器使用。如图3或图4中,第二换热器6为空气换热器,其中换热器包括驱动空气流动的换热风扇10。可以理解的第二换热器6也可以是两个或者两个以上的可以相互切换的换热器的组合,只需要能够按照蒸汽压缩循环的需求切换成蒸发器或者冷凝器即可。
当第一换热器作为蒸发器使用时,可以参考具体实施例一;当第一换热器作为冷凝器使用时,还是以52度的烟气,62度的露点温度为例,一般在冷凝器中会加热烟气到一定的温度,从而确保在烟囱出口处的温度t3会高于62度的露点温度t2,从而避免烟气在烟囱中凝露, 烟囱出口处的最小不凝露温度T与烟气的露点温度t2的温差由烟囱的围护结构和室外空气温度决定。一般,为了减少加热烟气的能量消耗,采用实际的t2=T+(3至10)度,第一换热器5的冷凝器温度为90度,处理后的烟气的实际温度为70度,从而即使烟气在烟囱中降温,其温度也会高于露点温度。
这样通过切换,可以实现按照不同烟气处理形式来处理烟气,以应对烟气状态发生变化,或者环境温度发生变化的情况。比如,在室外温度较低时,需要采用第一换热器为冷凝器的形式,需要较高的加热温度;当烟气的水蒸气(饱和空气中存在的微小水滴)较多时,通过蒸发器的降温除湿的效率,要比把这些液滴加热成高于最终露点温度以上的蒸汽的效率要高。
本发明还提供一种烟气处理装置的控制方法,在本实施例中采用四通阀的技术方案中,通过切换四通阀的方向,使得烟气处理装置按照最节能的方式运行。
在烟气处理装置中还设置有检测进入第一换热器前烟气温度T1的温度传感器,获得其湿度T2的传感器,以及检测烟囱外部环境温度T3的温度传感器。
读取T1,T2,T3;
计算加热需要的能耗QH=f(T1,T2,T3);
计算蒸发除湿需要的能耗QC=f(T1,T2,T3);
比较两者的大小,切换四通阀的方向,按照能耗小的运行方式运行。这样既可以减少能耗,又可以避免过多的热能对外部环境的污染。
实施例四
如图5所示,本实施例与实施例一的区别在于,第二换热器6设置在第一换热器5与烟囱4之间的烟道3中,第二换热器6连接压缩机7的排出口和节流部件8的入口,作为冷凝器使用。经过湿式脱硫的烟气先是经过第一换热器5的降温除湿,可以冷凝烟气中的水分,降低烟气的绝对含湿量;处理后的烟气再经过第二换热器6的等湿加热,提高烟气温度的同时,可以显著提高相对湿度,使得在烟囱中不易冷凝。由于第一换热器和第二换热器分别作为蒸发压缩循环系统的一部分,即通过一个压缩机,同时完成了对烟气的降温除湿和等湿加热,比单独使用其中的一个换热器来说,可以显著的降低能耗。
具体的,仍然以烟气的初始温度为52度,露点温度为62度,蒸发温度15度,冷凝温度90度为例,烟气从52度降低到35度,通过冷凝器又从新加热到55度,由于这个时候的露点温度只有35度,所以,可以与更多的未处理烟气进行混合,提高处理的烟气的量。采用如图5所示的形式,是使用效果最好的一种形式,对烟气既进行了蒸发器除湿,又进行了冷凝器的加热,使用同样的能量(驱动压缩机运行),蒸发和冷凝的两个效果都会对烟气除湿其作用。所需的能量应该比上面的方式减少40%以上。而且,出口烟气的温度会显著降低,对外的热污染最小。

Claims (6)

1.一种烟气处理装置,其特征在于,所述的烟气处理装置为包括第一换热器的蒸汽压缩循环系统,所述的第一换热器设置在湿式脱硫装置与烟囱之间的烟道中;
所述的第一换热器作为蒸汽压缩循环系统的蒸发器;
所述的蒸汽压缩循环系统中还有作为冷凝器使用的第二换热器,该第二换热器设置在第一换热器与烟囱之间的烟道中;
所述的第一换热器的冷媒入口与节流部件连接,第一换热器的冷媒出口与压缩机连接,且压缩机和节流部件之间还连接有第二换热器;
所述的蒸汽压缩循环系统采用的冷媒工质为CO2,且在所述第一换热器中的CO2为亚临界状态。
2.根据权利要求1所述的烟气处理装置,其特征在于,所述的第一换热器设置在烟气通道中,且第一换热器的冷媒换热管为竖直设置。
3.根据权利要求1所述的烟气处理装置,其特征在于,所述的第一换热器设置在一旁通烟道中,处理后的烟气在汇合处与其他烟气混合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的烟气处理装置,其特征在于,所述的蒸汽压缩循环系统中设置有四通阀,该四通阀对第一换热器的冷媒流向进行控制;
所述蒸汽压缩循环系统包括第一换热器作为蒸发器的第一状态;
所述蒸汽压缩循环系统包括第一换热器作为冷凝器的第二状态。
5.根据权利要求4所述的烟气处理装置,其特征在于,所述的蒸汽压缩循环系统中的第二换热器为空气换热器,在第一状态情况下,第二换热器作为冷凝器;在第二状态下情况下,第二换热器为蒸发器。
6.一种烟气处理装置的控制方法,根据权利要求4所述的烟气处理装置,该装置还设置有检测进入第一换热器前烟气温度T1的温度传感器,获得其湿度T2的传感器,以及检测烟囱外部环境温度T3的温度传感器,所述控制方法的步骤包括:
S1:读取T1,T2,T3;
S2:计算加热需要的能耗QH=f(T1,T2,T3);计算蒸发除湿需要的能耗QC=f(T1,T2,T3);
S3:比较QH、QC两者的大小,切换四通阀的方向,按照能耗小的运行方式运行。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106287770A (zh) * 2016-07-26 2017-01-04 中国科学院理化技术研究所 一种回收脱硫烟气中水分和热量的系统和方法
CN107781835B (zh) * 2017-10-24 2018-08-17 西安恒瑞工程流体设备有限公司 一种尾部烟气总能综合利用系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002372223A (ja) * 2001-06-14 2002-12-26 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガスガスヒータ
KR100767183B1 (ko) * 2006-10-17 2007-10-15 주식회사 경동나비엔 보일러 배기연도의 응결방지방법
CN201138101Y (zh) * 2007-12-18 2008-10-22 珠海格力电器股份有限公司 一种热交换装置
CN202274501U (zh) * 2011-09-30 2012-06-13 东南大学 一种烟气水分回收装置
CN202303424U (zh) * 2011-10-28 2012-07-04 山东电力工程咨询院有限公司 一种烟气加热系统
CN203571777U (zh) * 2013-11-27 2014-04-30 北京大学工学院包头研究院 一种烟气处理装置
CN203571776U (zh) * 2013-11-27 2014-04-30 北京大学工学院包头研究院 一种烟气处理装置
CN104154553B (zh) * 2013-11-27 2018-07-03 北京大学包头创新研究院 一种烟气处理装置

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