CN104832939A - 一种基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统及烟气中水回收方法 - Google Patents

一种基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统及烟气中水回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统及烟气中水回收方法。目前还没有一种能有效地实现烟气中水回收的系统。本发明烟气中水回收系统包括沿烟气流动方向依次安装在烟道上的空气预热器、除尘器、引风机、脱硫塔和烟囱，其特点是：还包括氟塑料换热器、冷凝液回收装置、烟气测温仪、热媒水回水管、热媒水进水管、电动调节阀、循环水泵、补水水箱和余热使用设备，氟塑料换热器安装在位于脱硫塔和烟囱之间的烟道上，冷凝液回收装置和氟塑料换热器固定。烟气中水回收方法的特点是：当烟气流经氟塑料换热器时，烟气加热氟塑料换热器内的热媒水产生高温热媒水，烟气温度降低至水露点以下。本发明设计合理，能有效地实现烟气中水回收功能。

Description

一种基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统及烟气中水回收方法
技术领域
本发明涉及一种烟气中水回收系统及烟气中水回收方法，尤其是涉及一种基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统及烟气中水回收方法，主要用于火力发电厂中。
背景技术
火力发电厂排烟携带的烟气余热量巨大，且烟气中含水量高，尤其是燃用褐煤的机组，排烟温度在150℃左右，烟气中的体积含水量则为15%左右，因此将排烟温度降低至水露点以下，使烟气中的水蒸气凝结，并将冷凝液回收利用，对解决我国尤其是北方电厂富煤缺水这一资源分布困局具有重大意义。另外，在烟气冷凝的过程中，气体组分被冷凝液反应、吸收，使得排烟中SO2、NOX、Hg等有害物质浓度得到有效降低，因此实现烟气中的水回收，对建设环境友好型、资源节约型社会具有重大意义。
针对烟气中水回收技术，本领域的技术人员做了大量的工作研究，如公开日为2012年12月05日，公开号为CN202577451U的中国专利中，公开了一种烟气中水分子捕集装置，该装置能够从除尘、脱硫后的烟气中捕集水分子，并将其冷凝、回收再次利用，减少系统的补水量，节约水资源。但该技术采用膜法水捕集技术，易出现石膏结垢的问题，能否适应燃煤质量多变的运行条件也还有待进一步研究，而且其运行维护及初期投资费用较高。若采用金属换热器对烟气中的水蒸气进行冷凝、回收利用，则无法避免换热器的低温腐蚀，导致换热器需要定期维护、使用年限有限等一系列问题。
综上所述，目前还没有一种结构设计合理，构思独特，能够有效地实现烟气中水回收的系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，构思独特，能够有效地实现烟气中水回收功能的基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统及烟气中水回收方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统包括沿烟气流动方向依次安装在烟道上的空气预热器、除尘器、引风机、脱硫塔和烟囱，其结构特点在于：还包括氟塑料换热器、冷凝液回收装置、烟气测温仪、热媒水回水管、热媒水进水管、电动调节阀、循环水泵、补水水箱和余热使用设备，所述氟塑料换热器安装在位于脱硫塔和烟囱之间的烟道上，所述冷凝液回收装置和氟塑料换热器固定，所述烟气测温仪安装在位于氟塑料换热器出口处的烟道上，所述热媒水回水管的一端连接在氟塑料换热器的热媒水出口上，该热媒水回水管的另一端连接在余热使用设备上，所述热媒水进水管的一端连接在氟塑料换热器的热媒水进口上，该热媒水进水管的另一端连接在余热使用设备上，所述电动调节阀、循环水泵和补水水箱均安装在热媒水进水管上，该电动调节阀、循环水泵和补水水箱沿热媒水进水管的一端到另一端的方向依次排列。
作为优选，本发明还包括终端控制器，所述终端控制器通过导线分别连接在烟气测温仪和电动调节阀上。
作为优选，本发明所述冷凝液回收装置固定在氟塑料换热器的底部。
作为优选，本发明所述氟塑料换热器为模块式组件结构。
一种基于氟塑料换热器的烟气中水回收方法的特点在于：所述烟气中水回收方法的步骤如下：烟气沿烟道依次流经空气预热器、除尘器、引风机、脱硫塔、氟塑料换热器和烟囱，当烟气流经氟塑料换热器时，烟气加热氟塑料换热器内的热媒水产生高温热媒水，烟气温度降低至水露点以下，烟气中的水蒸气凝结产生冷凝液，冷凝液由冷凝液回收装置收集，随着烟气中水蒸气的冷凝，烟气中所含的SO2、NOX和Hg被冷凝液吸附、反应；热媒水吸收烟气热量产生高温热媒水，高温热媒水经热媒水回水管进入余热使用设备，在余热使用设备内放热后产生热媒水，经热媒水进水管回到氟塑料换热器；当烟气测温仪检测出氟塑料换热器出口处的烟气温度未降低至水露点以下时，调节热媒水进水管上的电动调节阀的开度，以增大热媒水的水流量，保证氟塑料换热器尾部的烟气温度降低至水露点以下。
作为优选，本发明在氟塑料换热器出口处的烟气温度未降低至水露点以下时，通过烟气测温仪将检测到的信号反馈给终端控制器，由终端控制器调节热媒水进水管上的电动调节阀的开度，以增大热媒水的水流量。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：烟气中水回收系统的结构简单，构思独特，采用氟塑料换热器作为烟气中水回收系统的冷却器，降低烟气温度至水露点以下，氟塑料换热器不存在低温腐蚀、积灰问题，氟塑料换热器的使用年限在15年以上；另外氟塑料换热器为模块式组件，氟塑料换热器安装工程量小，维护方便。采用本发明技术避免了现有烟气中水回收系统存在的运行维护费用高，且初期投资大等问题，可有效地实现烟气中的水回收；同时，随着烟气中水蒸气的冷凝，SO2、NOX、Hg等物质被冷凝液吸附、反应，有效降低了SO2、NOX、Hg等有害物质的排放，环保效益显著。
附图说明
图1是本发明实施例中基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统的结构示意图。
图中：1-空气预热器，2-除尘器，3-引风机，4-脱硫塔，5-氟塑料换热器，6-冷凝液回收装置，7-烟囱，8-烟气测温仪，9-热媒水回水管，10-热媒水进水管，11-终端控制器，12-电动调节阀，13-循环水泵，14-补水水箱，15-余热使用设备。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，本实施例中基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统包括空气预热器1、除尘器2、引风机3、脱硫塔4、氟塑料换热器5、冷凝液回收装置6、烟囱7、烟气测温仪8、热媒水回水管9、热媒水进水管10、终端控制器11、电动调节阀12、循环水泵13、补水水箱14和余热使用设备15，空气预热器1、除尘器2、引风机3、脱硫塔4、氟塑料换热器5和烟囱7沿烟气流动方向依次安装在烟道上，即氟塑料换热器5安装在位于脱硫塔4和烟囱7之间的烟道上。本实施例采用氟塑料换热器5作为烟气冷却器，氟塑料换热器5通常为模块式组件结构，安装工程量小，维护和维修方便。
本实施例中的冷凝液回收装置6和氟塑料换热器5固定，该冷凝液回收装置6通常固定在氟塑料换热器5的底部。烟气测温仪8安装在位于氟塑料换热器5出口处的烟道上，用于监视氟塑料换热器5尾部的烟气温度。热媒水回水管9的一端连接在氟塑料换热器5的热媒水出口上，该热媒水回水管9的另一端连接在余热使用设备15上。
本实施例中热媒水进水管10的一端连接在氟塑料换热器5的热媒水进口上，该热媒水进水管10的另一端连接在余热使用设备15上，电动调节阀12、循环水泵13和补水水箱14均安装在热媒水进水管10上，该电动调节阀12、循环水泵13和补水水箱14沿热媒水进水管10的一端到另一端的方向依次排列。终端控制器11通过导线分别连接在烟气测温仪8和电动调节阀12上。
本实施例中基于氟塑料换热器的烟气中水回收方法的步骤如下：烟气沿烟道依次流经空气预热器1、除尘器2、引风机3、脱硫塔4、氟塑料换热器5和烟囱7，当烟气流经氟塑料换热器5时，烟气加热氟塑料换热器5内的热媒水产生高温热媒水，烟气温度降低至水露点以下，烟气中的水蒸气凝结产生冷凝液，冷凝液由冷凝液回收装置6收集，随着烟气中水蒸气的冷凝，烟气中所含的SO2、NOX和Hg被冷凝液吸附、反应；热媒水吸收烟气热量产生高温热媒水，高温热媒水经热媒水回水管9进入余热使用设备15，在余热使用设备15内放热后产生热媒水，经热媒水进水管10回到氟塑料换热器5；在氟塑料换热器5出口处的烟气温度未降低至水露点以下时，通过烟气测温仪8将检测到的信号反馈给终端控制器11，由终端控制器11调节热媒水进水管10上的电动调节阀12的开度，以增大热媒水的水流量，保证氟塑料换热器5尾部的烟气温度降低至水露点以下。
本实施例中的氟塑料换热器5布置于脱硫塔4后烟囱7前的烟道中，脱硫塔4后的烟气被氟塑料换热器5内的热媒水水冷却，温度降低至水露点以下，烟气中的水蒸气凝结成冷凝液并被冷凝液回收装置6收集，烟气中不凝结的成分则通过烟囱7排入大气。氟塑料换热器5通过热媒水进水管10、热媒水回水管9与余热使用设备15连接，氟塑料换热器5内的热媒水吸收烟气的热量后，经热媒水回水管9进入余热使用设备15，在余热使用设备15内放热后由热媒水进水管10回到氟塑料换热器5，如此循环；氟塑料换热器5尾部烟道装有烟气测温仪8，用于监视氟塑料换热器5尾部的烟气温度。热媒水进水管10上装有电动调节阀12、循环水泵13及补水水箱14，补水水箱14用于存储热媒水并对流经氟塑料换热器5的热媒水补水，保证氟塑料换热器5内的热媒水水量，确保氟塑料换热器5出口烟温降低至水露点温度以下。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统，包括沿烟气流动方向依次安装在烟道上的空气预热器、除尘器、引风机、脱硫塔和烟囱，其特征在于：还包括氟塑料换热器、冷凝液回收装置、烟气测温仪、热媒水回水管、热媒水进水管、电动调节阀、循环水泵、补水水箱和余热使用设备，所述氟塑料换热器安装在位于脱硫塔和烟囱之间的烟道上，所述冷凝液回收装置和氟塑料换热器固定，所述烟气测温仪安装在位于氟塑料换热器出口处的烟道上，所述热媒水回水管的一端连接在氟塑料换热器的热媒水出口上，该热媒水回水管的另一端连接在余热使用设备上，所述热媒水进水管的一端连接在氟塑料换热器的热媒水进口上，该热媒水进水管的另一端连接在余热使用设备上，所述电动调节阀、循环水泵和补水水箱均安装在热媒水进水管上，该电动调节阀、循环水泵和补水水箱沿热媒水进水管的一端到另一端的方向依次排列。
2.根据权利要求1所述的基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统，其特征在于：还包括终端控制器，所述终端控制器通过导线分别连接在烟气测温仪和电动调节阀上。
3.根据权利要求1所述的基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统，其特征在于：所述冷凝液回收装置固定在氟塑料换热器的底部。
4.根据权利要求1所述的基于氟塑料换热器的烟气中水回收系统，其特征在于：所述氟塑料换热器为模块式组件结构。
5.一种采用如权利要求1-4任一权利要求所述的烟气中水回收系统的烟气中水回收方法，其特征在于：所述烟气中水回收方法的步骤如下：烟气沿烟道依次流经空气预热器、除尘器、引风机、脱硫塔、氟塑料换热器和烟囱，当烟气流经氟塑料换热器时，烟气加热氟塑料换热器内的热媒水产生高温热媒水，烟气温度降低至水露点以下，烟气中的水蒸气凝结产生冷凝液，冷凝液由冷凝液回收装置收集，随着烟气中水蒸气的冷凝，烟气中所含的SO2、NOX和Hg被冷凝液吸附、反应；热媒水吸收烟气热量产生高温热媒水，高温热媒水经热媒水回水管进入余热使用设备，在余热使用设备内放热后产生热媒水，经热媒水进水管回到氟塑料换热器；当烟气测温仪检测出氟塑料换热器出口处的烟气温度未降低至水露点以下时，调节热媒水进水管上的电动调节阀的开度，以增大热媒水的水流量，保证氟塑料换热器尾部的烟气温度降低至水露点以下。
6.根据权利要求5所述的基于氟塑料换热器的烟气中水回收方法，其特征在于：在氟塑料换热器出口处的烟气温度未降低至水露点以下时，通过烟气测温仪将检测到的信号反馈给终端控制器，由终端控制器调节热媒水进水管上的电动调节阀的开度，以增大热媒水的水流量。
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