CN104645802A - 利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种除水雾效率高、对烟气流通阻力小、设备简单、成本低、节省电耗的工艺与装置,即利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置。首先利用热泵的低温段降低除水器的温度,同时又利用热泵的高温段加热被排出的烟气,既能够有效地去除烟气中的水分,又能保证烟气的通畅,还能够保证烟气在排出烟囱后不会形成难以散开的云雾甚至小雨。因为废烟气中的水雾遇到冷的除水器后就会立刻变成水滴从而被脱除,除水器温度越低其除水效果就越好。由于热泵仅需较低的电耗,而能够提供足够的热量,在这里能耗不到电加热的1/5,还能够提供除水所需要的低温,可谓一举两得。

Description

利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置
(一)所属技术领域
本发明涉及环保湿法脱硫领域,利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置。
(二)背景技术
目前的湿法脱硫装置除水器效果差,经过处理后排出脱硫装置的气体含水量偏高,加上排出的废烟气温度偏低(50℃左右),使得废烟气形成云雾而难以散开,不仅影响了环境的美观,而且减弱了烟气排出的速度,从而影响了脱硫的正常运行。又由于周围的空气温度低于烟气,所以含水量偏高的烟气在烟囱的附近遇到温度低的空气后,会形成细雨降落下来,湿气体和细雨影响了人们的操作与装置的运行。
为了解决湿法脱硫装置除水器效果差的问题,以及形成云雾难以散开从而影响脱硫正常运行的问题,还有形成细雨降落下来的问题,人们曾试图增加除水器的数量或密度来降低烟气的水含量,同时在烟囱的上面设置加热装置,这些方法虽然有效,但过于密集的除水器会增加烟气的阻力,使得总效率下降,除水效果也并不理想,加热装置耗费了大量的能源和投资,这些方法不理想以至于较少被采用。
(三)发明内容
本发明的目的旨在克服上述已有技术的不足,提供一种除水雾效率高、对烟气流通阻力小、设备简单、成本低、节省电耗的工艺与装置,即利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置。首先利用热泵的低温段降低除水器的温度,同时又利用热泵的高温段加热被排出的烟气,既能够有效地去除烟气中的水分,又能保证烟气的通畅,还能够保证烟气在排出烟囱后不会形成难以散开的云雾甚至小雨。因为废烟气中的水雾遇到冷的除水器后就会立刻变成水滴从而被脱除,除水器温度越低其除水效果就越好。由于热泵仅需较低的电耗,而能够提供足够的热量,在这里能耗不到电加热的1/5,还能够提供除水所需要的低温,可谓一举两得。
另外热泵前后的温差越小就越节省电能,效果也越好,由于废烟气在除水器前后的温差一般在10度以下,所以效果非常理想。
利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置,包括脱硫塔主体,在脱硫塔的外部设有热泵压缩机,在脱硫塔内的顶部除水器的地方设有冷管道和除水冷翅片,在除水冷翅片的上方设有热管道、热翅片,用除水冷翅片取代除水雾器,温度由调节阀控制。冷管道、冷翅片和热管道、热翅片都安装在脱硫塔内。
热泵压缩机的冷端是用管道与除水冷翅片连接,使之成为具有热交换的功能同时又具有除水作用的设施。除水冷翅片是弯折的片状体的组合,与除水雾器的形状相同,但是材料具有一定的强度和耐腐蚀性,同时又具有良好的导热性能,例如316L、304不锈钢或其它具有上述功能的材料即可。
热泵压缩机的热端通过热管道连接到热翅片上,例如焊接或者热胀接,热翅片位于除水冷翅片的上方,热翅片材料同样具有一定的强度和耐腐蚀性,同时又具有良好的导热性能。
低温冷翅片和热翅片都设有冲洗水设施,包括冲洗管道及喷头,用于冲洗低温换热器与高温换上面的沉淀物或结垢。
这里的热泵压缩机以氨压缩机装置为例。在热泵压缩机的出口,由于气体氨被压缩机压缩以后变成了液体同时温度急剧升高;而在热泵的进口,由于液体氨被减压变成气体从而吸收了热量所以管道会急剧降温。我们把低温段的管道连接上能够换热的翅片,这样烟气中的水雾在经过这些温度较低的管道和冷的翅片时,会迅速凝结成水滴同时沿着翅片流入下方到达脱硫区域,达到被收集的目的。实际上低温管道及其除水冷翅片成为了一组高效除水器。同样原理,把高温段的管道与热翅片连接,再把高温段的翅片安装在除水器的后面,起到加热烟气的作用,这样高温与低温都得到了利用。
(四)附图说明:
图1是本发明的热泵压缩机安装在脱硫塔顶部的工艺流程示意图;
图2是本发明的热泵压缩机安装在地面的脱硫工艺流程示意图;
图中:1.热翅片,2.热管道,3.调节阀,4.冷管道,5.冲洗水喷头,6.除水冷翅片,7.循环吸收液喷头,8.脱硫塔主体,9.热泵压缩机,10.循环吸收液管道,11.烟气及其运行方向,12.烟气排出口,13.氧化气管道,14.烟气进口,15、循环泵
(五)具体实施方式:
在图1中,脱硫塔主体(8)内的含硫烟气(11)经过循环吸收液喷头(7)喷淋而脱除二氧化硫,脱硫后的含水烟气(11)继续向上运行,与冷管道(4)及其除水冷翅片(6)接触,水雾遇到除水冷翅片会被冷凝成水滴,集结在除水冷翅片的表面而成水滴落下,达到回收的目的。然后脱水后的烟气(11)继续向上运行,与热管道(2)及其热翅片(1)接触,使温度升高后从脱硫塔(8)的烟气排出口(12)排入大气,这样排出的烟气(11)再遇到冷空气后就不会形成烟雾或小雨了。由于不同季节对温度要求的不同,所以热泵(9)的冷热温度由调节阀(3)控制。
冲洗水喷头(5)是用来冲洗附在除水冷翅片(6)或热翅片(1)上面的结晶或污泥。
图2是热泵压缩机安装在脱硫塔顶部的工艺流程示意图,更全面地显示了利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置中的脱硫塔主体(8),以及脱硫的过程。

Claims (4)

1.利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置,包括脱硫塔主体,在脱硫塔的外部设有热泵压缩机,在脱硫塔内的顶部除水器的地方设有冷管道和除水冷翅片,在除水冷翅片的上方设有热管道、热翅片,用除水冷翅片取代除水雾器,温度由调节阀控制。冷管道、冷翅片和热管道、热翅片都安装在脱硫塔内。
2.根据权利要求1所述的利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置,其特征在于,热泵压缩机的冷端用管道与除水冷翅片连接,使之成为具有热交换的功能同时又具有除水作用的设施。除水冷翅片是弯折的片状体的组合,与除水雾器的形状相同,但是材料具有一定的强度和耐腐蚀性,同时又具有良好的导热性能。
3.根据权利要求1所述的利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置,其特征在于,热泵压缩机的热端通过热管道连接到热翅片上,热翅片位于除水冷翅片的上方,热翅片材料同样具有一定的强度和耐腐蚀性,同时又具有良好的导热性能。
4.根据权利要求1所述的利用热泵提高除水雾效果的脱硫工艺及装置,其特征在于,低温冷翅片和热翅片都设有冲洗水设施,包括冲洗管道及喷头,用于冲洗低温换热器与高温换上面的沉淀物或结垢。
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