CN104623985A - 一种烟气加热装置及其烟气处理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气加热装置及其具有快速升温和除雾功能的烟气处理器，用于使湿法脱硫后的烟气升温，并脱除其中的残留雾滴，包括若干垂直于烟气流动方向并列布置的管束，各所述管束包括若干竖向设置的换热管，所述换热管内流通有换热工质。该烟气处理器集快速升温及除雾功能于一体；并且，烟气加热装置将烟气处理器和烟气再热器复合布置，节省设备占地面积，湿法脱硫后的烟气经过烟气处理器后脱除绝大多数液滴和烟酸，同时快速提升烟气温度，提升后烟气经过烟气再加热器，从而提高了烟气再加热器的使用寿命，提升了湿法脱硫后的烟气温度和烟囱出口的烟气抬升高度，降低了污染物落地浓度，大大缓解烟囱冒白烟以及下烟囱雨等问题。

Description

一种烟气加热装置及其烟气处理器

技术领域

本发明涉及工业烟气处理技术领域，特别涉及一种烟气加热装置及其烟气处理器。

背景技术

石灰石/石膏法湿法脱硫因脱硫反应快、效率高，脱硫添加剂利用率高等优点广泛应用于国内燃煤火电机组。湿法脱硫后的烟气具有含水量高、温度低，易结露的特点，烟气中还含有氟化物和氯化物等强腐蚀性物质，形成腐蚀强度高、渗透性较强、且较难防范的低温高湿稀酸型腐蚀，对于下游设备具有较强腐蚀。

针对于湿法脱硫后烟气对于烟囱腐蚀严重的问题，国内目前有两种解决方案，一种是配套湿烟囱，即烟囱选用防腐材料进行防腐设计，另一种是配套干烟囱，即不进行防腐处理，但对于湿法脱硫后烟气进行加热，提高烟气温度，减少酸液凝结，减轻对烟囱的腐蚀。

对于配套干烟囱这一方案，电厂在湿法脱硫系统后配套机械除雾器及烟气再热器，利用机械除雾器对脱硫后净烟气中的液滴去除，然后通过再热器将净烟气温度提升至80℃左右进入烟囱排出。机械除雾器主要采用阻流折板式结构，通过折型布置的板排，使得烟气与折板撞击而截留液滴的。烟气再热器是一种蛇形管排列形成的大型换热器。

由于烟气阻力较大，除雾效果不够理想，大部分液滴并未去除，液滴与脱硫后的氟化物和氯化物结合成强酸液，对再热器及烟囱等下游设备的腐蚀程度较大，从而降低下游设备的使用寿命；同时，脱硫后净烟气含有脱硫用的钙离子，与残留液滴结合成石膏浆液，对再热器造成板糊，从而堵塞再热器，造成石膏雨的排放。

因此，在烟气进入再热器前，如何快速、高效地减少湿法脱硫处理后的烟气中的液滴含量，保护烟气再热器、烟囱等下游设备，避免石膏雨的排放，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种烟气加热装置及其烟气处理器。该烟气加热装置的烟气处理器使得烟气进入再热器前，能够快速升温烟气、减少湿法脱硫处理后的烟气中的液滴含量，保护烟气再热器、烟囱等下游设备，避免石膏雨的排放。

为解决上述技术问题，本发明提供一种烟气加热装置的烟气处理器，用于使湿法脱硫后的烟气快速升温，并脱除其中的残留雾滴，包括若干垂直于烟气流动方向并列布置的管束，各所述管束包括若干竖向设置的换热管，所述换热管内流通有换热工质。

该烟气处理器具有竖向布置的换热管，烟气从各组并列设置的管束之间通过，换热管通过其具有的较长的竖向尺寸形成换热面积，而不必在烟气流动方向设置过长，一方面，能够良好地与烟气再热器配合，而节省占地面积，另一方面，换热管竖向设置，高温换热工质通过换热后，通过势能重力作用，便于疏水。

优选地，同一所述管束内的所述换热管垂直于烟气流动方向形成交替排布的两排。

优选地，各所述管束包括至少两个管组，各所述管组包括若干所述换热管，同一所述管组的各所述换热管接至同一个进水口和同一个疏水口；所述管组可拆卸地安装在所述进水口和所述疏水口之间。

优选地，所述疏水口至所述烟气处理器外部接有疏水管，所述疏水管外套有非金属补偿器，所述非金属补偿器固定在所述壳体的内壁。

优选地，还包括沿烟气流动方向设在所述管束上游的阻流板，所述阻流板固定在所述壳体的底壁，并延伸至所述管束的所述疏水口处。

优选地，换热工质至各所述管束的管路上设有闸阀，所述闸阀控制所述换热工质的流通或中断。

优选地，所述烟气处理器内的壳体内壁涂有防腐玻璃鳞片，所述换热管涂有防腐涂料。

本发明还提供一种烟气加热装置，用于对湿法脱硫后的烟气进行加热，包括烟气再热器和沿烟气的流动方向设置在所述烟气再热器上游的烟气处理器，所述烟气处理器为上述任一项所述的烟气处理器。

该烟气加热装置将烟气处理器和烟气再热器复合布置，在有效脱出液滴和提升烟气温度的同时，节省设备占地面积。并且，湿法脱硫后的烟气经过烟气处理器后脱除绝大多数液滴和烟酸，同时快速提升烟气温度，提升后烟气经过烟气再加热器，从而提高了烟气再加热器的使用寿命，提升了湿法脱硫后的烟气温度和烟囱出口的烟气抬升高度，降低了污染物落地浓度，大大缓解烟囱冒白烟(水雾长龙)以及下烟囱雨等问题。

优选地，在所述烟气再热器和所述烟气处理器之间设有若干吹灰器。

附图说明

图1为本发明提供的一种烟气加热装置的主视图；

图2为图1中的烟气加热装置的俯视图；

图3为图1中的烟气处理器的各管束内的换热管排布图。

图1-图3中：

进口烟箱1、烟气再热器2、烟气处理器3、吹灰器4、壳体20、管束21、换热管211、进水集箱22、疏水集箱23、闸阀24、非金属补偿器25、阻流板26

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明提供的一种烟气加热装置的主视图；图2为图1中的烟气加热装置的俯视图。

如图1和图2所示，本发明提供的烟气加热装置的烟气处理器集快速升温和除雾功能于一体，包括若干垂直于烟气流动方向并列布置的管束21，各管束21均包括若干竖向布置的换热管211，换热管211内通有换热工质，比如高温蒸汽或者高温水，对湿法脱硫后的烟气进行加热，在烟气进入再热器之前，首先对烟气快速升温、高效除雾。

应当说明的是，大多数湿法脱硫后的烟气以水平方向流向烟气再热器，本文以这种大多数的情况为例进行介绍，但是，并不限制于此，具体说来，本文中的“竖向”是以烟气流动方向为水平方向而形成的坐标系统中的竖向，也就是说，若烟气竖直流动，那么，文中的“竖向”即指正常坐标系统中的水平方向。

该烟气处理器3具有竖向布置的换热管211，烟气从各组并列设置的管束21之间通过，换热管211通过其具有的较长的竖向尺寸形成换热面积，而不必在烟气流动方向设置过长，一方面，能够良好地与烟气再热器2配合，而节省占地面积，另一方面，换热管211竖向设置，高温换热工质通过换热后，通过势能重力作用，便于疏水。

请参考图3，图3为图1中的烟气处理器的各管束内的换热管排布图。

进一步地，同一管束21内的各换热管211垂直于烟气流动方向形成交替排布的两排，比如，如图3所示，以每一管束21具有三个换热管211为例，那么，中间的换热管211较两端的换热管211在垂直于烟气流动的方向上偏离一定距离，以使得三者形成“V”型。若换热管211束具有更多的换热管211，各换热管211的布置方式也可以参照上述描述，即每相邻的三个换热管211均形成“V”型。

这样，换热管211错列铅垂布置，增加了烟气在每一管束21内流过时与换热管211的接触面积，有效拦截烟气中的雾滴，从而获得更好的换热效果；雾滴与换热管的接触面积增加后，与换热管的碰撞几率更大，碰撞后在换热管上自然下流，而获得更好的除雾效果。

更进一步地，管束21包括至少两个管组，各管组包括若干换热管211，每个管组内的各个换热管211连接至同一进水口和同一疏水口，并且，各管组可拆卸安装在进水口和疏水口之间。

这样，将每个管束21分为多个管组，各个管组均可从进水口和疏水口之间独立拆卸和安装，相当于对烟气处理器3的众多换热管211进行模块化管理，在换热管211发生泄露等故障时，能够灵活操控，将故障管更换即可，而不会影响烟气处理器3的整体工作。

更具体地，各管组在疏水口处具有与之一一对应的疏水集箱23，输水集箱，疏水集箱23至烟气处理器3外部具有疏水管，通过疏水管排出换热工质。疏水管套有非金属补偿器25，非金属补偿器25的一个端面固定在烟气处理器3的壳体20的内壁。

由于换热工质一般具有较高的温度，而换热管211为金属管，因此，在通有换热工质的情况下，换热管211将膨胀伸长，由于各管组的在进水口处插拔连接，而在疏水口处通过非金属补偿器25与壳体20连接，所以，管组的疏水端将相对进水端伸缩，而便于换热管211铅垂膨胀。

采用非金属补偿器25还能够起到密封作用，而防止烟气从疏水口处外漏。

当然，若不设置非金属补偿器25，而仅仅将换热管211的疏水端穿出壳体20，也可以实现换热管211的铅垂自由伸缩，但是，可能存在泄漏问题，并破坏管材，影响换热管211使用寿命。

如图1所示，还可以在烟气流动方向的上游设有阻流板26，该阻流板26固定安装在烟气处理器3的壳体20的底壁，并在竖直方向上延伸至管束21的疏水口处。

烟气湿法脱硫后，水平流向处理器，而处理器下端为换热管211铅垂膨胀预留有一定的竖向空间，此空间内并不具有换热管211，阻流板26阻挡烟气进入该区域，而使得烟气尽量多地向换热管211所在的区域流动，提高烟气的除雾效率。

进一步地，各管束21的进水口至处理器的外部接有进水管，进水管连接至换热工质源，进水管上设有闸阀24，闸阀24用以控制各管束21的换热工质的流通或者中断。

如此，有利于单独控制各个管束21内换热工质的通断，有利于各管束21的解列。

更进一步地，烟气处理器3的壳体20内壁上涂有防腐玻璃鳞片，换热管211涂有防腐涂料，提高换热管211的使用寿命。

各换热管211还可以采用SUS316L/2205/SUS444钢，上述材料具有优越的耐硫酸低温腐蚀能力，同时，还具有一定的耐氯离子、氟粒子腐蚀的能力。

本发明还提供一种烟气加热装置，用于对湿法脱硫后的烟气进行加热，其沿烟气的流动方向，从上游至下游布置有烟气处理器3和烟气加热装置，该烟气处理器3为上述各实施方式中的烟气处理器3。

该烟气加热装置将烟气处理器3和烟气再热器2复合布置，在有效脱出液滴和提升烟气温度的同时，节省设备占地面积。并且，湿法脱硫后的烟气经过烟气处理器3后脱除绝大多数液滴和烟酸，同时快速提升烟气温度，提升后烟气经过烟气再加热器，从而提高了烟气再加热器的使用寿命，提升了湿法脱硫后的烟气温度和烟囱出口的烟气抬升高度，降低了污染物落地浓度，大大缓解烟囱冒白烟(水雾长龙)以及下烟囱雨等问题。

还可以在所述烟气再热器2和所述烟气处理器3之间设有若干吹灰器4。该吹灰器4为双介质吹灰器4，吹灰介质为蒸汽或高压水，用于防止换热元件积灰后结垢。

合理设置吹灰器4的设置位置和吹灰频率，既可以出去处理器的液滴和积灰，保证烟气处理器3优良的换热效果。

本发明提供的换热管211的尺寸优选为直径为38毫米，厚度在4毫米至6毫米之间。

以上对本发明所提供的一种烟气加热装置及其烟气处理器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种烟气加热装置的烟气处理器，用于升温湿法脱硫后的烟气，并脱除其中的残留雾滴，其特征在于，包括若干垂直于烟气流动方向并列布置的管束(21)，各所述管束(21)包括若干竖向设置的换热管(211)，所述换热管(211)内流通有换热工质。

2.如权利要求1所述的烟气处理器，其特征在于，同一所述管束(21)内的所述换热管(211)垂直于烟气流动方向形成交替排布的两排。

3.如权利要求2所述的烟气处理器，其特征在于，各所述管束(21)包括至少两个管组，各所述管组包括若干所述换热管(211)，同一所述管组的各所述换热管(211)接至同一个进水口和同一个疏水口；所述管组可拆卸地安装在所述进水口和所述疏水口之间。

4.如权利要求3所述的烟气处理器，其特征在于，所述疏水口至所述烟气处理器(3)外部接有疏水管，所述疏水管外套有非金属补偿器(25)，所述非金属补偿器(25)固定在所述壳体(20)的内侧。

5.如权利要求4所述的烟气处理器，其特征在于，还包括沿烟气流动方向设在所述管束(21)上游的阻流板(26)，所述阻流板(26)固定在所述壳体(20)的内侧，并延伸至所述管束(21)的所述疏水口处。

6.如权利要求5所述的烟气处理器，其特征在于，换热工质至各所述管束(21)的管路上设有闸阀(24)，所述闸阀(24)控制所述换热工质的流通或中断。

7.如权利要求1-6任一项所述的烟气处理器，其特征在于，所述烟气处理器(3)内的壳体(20)内壁涂有防腐玻璃鳞片，所述换热管(211)涂有防腐涂料。

8.一种烟气加热装置，用于对湿法脱硫后的烟气进行加热，包括烟气再热器(2)和沿烟气的流动方向设置在所述烟气再热器(2)上游的烟气处理器(3)，其特征在于，所述烟气处理器(3)为权利要求1-7任一项所述的烟气处理器(3)。

9.如权利要求9所述的烟气加热装置，其特征在于，在所述烟气再热器(2)和所述烟气处理器(3)之间设有若干吹灰器(4)。