CN104879764B - 深度余热回收协同脱除烟气中污染物的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置和方法，在全面降低烟气中SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的同时，通过一次余热回收系统和深度余热回收系统，全部回收锅炉余热，提高锅炉热效率，降低锅炉煤耗，从而实现环保达标的同时到达节能的效果，真正做到节能降耗的目的；在燃煤锅炉尾部经深度余热回收协同脱除烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置处理污染物(SO2、SO3、Hg，PM2.5)，减排烟气中98‑99％的SO2，99.9‑99.99％的烟尘，50～80％的Hg，50～70％的PM2.5，同时可降低3‑6g/kWh的煤耗。

Description

深度余热回收协同脱除烟气中污染物的装置及方法
技术领域
本发明属于火力发电领域，具体涉及到一种深度余热回收协同脱除烟气中污染物如SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置及方法。
背景技术
根据GB13223-2011《火电厂大气污染物排入标准》规定，现有火力发电锅炉全面提高了二氧化硫、氮氧化物、烟尘的排放限制要求；针对雾霾治理，对重点地区的燃煤电厂也提出了特别限值要求；同时新排放标准也针对现有火力发电锅炉提出了汞及化合物0.03mg/m3的排放标准。另外国家发展改革委、环境保护部、国家能源局出台了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014～2020年)》，对燃煤机组提出了燃机排放标准要求和节能降耗的要求；且在此基础上，各地方政府又出台了更加严格的节能减排要求。总之一系列环保措施要求现役燃煤机组必须在原有烟气处理工艺的基础上采取相应的改造措施来降低污染物及汞排放量。
为适应新环保法规要求，环保改造并不是简单地加一些设备就能改好的，是需要对整个系统进行调整的，同时对于节能与环保要求也产生新的矛盾，环保改造存在着增加运行电耗、水耗等运行成本的风险，部分环保改造增加的耗能、耗材等所带来的环境问题可能会大于环保设施所能降低污染物排放的增量部分，进而造成环保改造得不偿失。
因此污染物控制问题是一个综合性问题，需要与安全性、经济性统筹考虑。环保改造既要对环境质量改善，又要达到不额外增加能耗的效果，发展低成本的环保改造技术是下一步环保工作的一大方向。
本专利提出了一种深度余热回收协同脱除烟气中污染物的装置，在全面降低烟气中SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的同时，通过一次余热回收系统和深度余热回收系统，全部回收锅炉余热，提高锅炉热效率，降低锅炉煤耗，从而实现环保达标的同时到达节能的效果，真正做到节能降耗的目的。在燃煤锅炉尾部经深度余热回收协同脱除烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置处理污染物(SO2、SO3、Hg，PM2.5),减排烟气中98-99％的SO2，99.9-99.99％的烟尘，50～80％的Hg，50～70％的PM2.5，同时可降低3-6g/kWh的煤耗。
发明内容
本专利的目的在于克服现有环保改造技术无法达到同时节能减排的不足，提供了一种深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置，在控制烟尘和PM2.5排放量的同时，进一步提高SO2及汞的脱除率，实现PM2.5、SO3及汞的联合脱除，同时进一步降低煤耗。
本专利解决上述问题所采用的技术方案是提供了一种深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置，所述的装置按烟气处理流程依次设置有一级余热回收系统、静电除尘脱汞系统、深度余热回收协同多脱系统、高效脱硫除尘系统、烟囱；所述一级余热回收系统设置在静电除尘脱汞系统的前部，深度余热回收协同多脱系统设置在高效脱硫除尘系统入口的烟道内。
优选地，所述的深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置还包括烟气再热系统，所述的烟气再热系统与深度余热回收协同多脱系统形成循环并安装在高效脱硫除尘系统与烟囱之间。
优选地，所述的深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置中的一级余热回收系统包括进、出口喇叭口和换热器本体。
一级余热回收系统回收的热量可用于烟气再热系统，也可用于其他系统利用。
优选地，所述的深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置中的换热器本体内换热管管型为椭圆或圆形基管、切向型或H型翅片，换热管低温侧材质为考登钢，所述的换热管高温侧材质为碳钢，所述的换热管低温侧材质所占面积比例为50-60％，所述换热管高温侧材质占面积比例为40-50％。
优选地，所述的深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置中的深度余热回收协同多脱系统包括喇叭形进口、出口和换热器本体、循环冲洗水系统、集液池。
优选地，所述的深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置中的换热器本体内换热管管型为圆形管，换热管材质为氟塑料或氟塑料内衬钢性材质。
优选地，所述的深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置中的氟塑料为聚四氟乙烯、全氟乙烯丙烯共聚物、聚全氟烷氧基树脂、聚三氟氯乙烯中的一种或几种。
优选地，所述的深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置中的循环冲洗水系统包括循环冲洗水泵、冲洗水管、喷嘴系统，所述的集液池为内衬不锈钢材质。
一种采用深度余热回收协同脱除烟气中的SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置的深度余热回收协同脱除SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的方法，在烟气进入一级余热回收系统对烟气余热回收的同时降低烟气温度，从而降低烟气量和比电阻，进而提高静电除尘脱汞系统的除尘脱汞效果，达到高效除尘脱汞，后烟气进入深度余热回收协同多脱系统，深度回收烟气的余热、降低烟气流速的同时脱除烟气中的PM2.5、SO3和Hg污染物，深度降温后烟气进入高效脱硫除尘系统，烟气流速降低进一步提高高效脱硫除尘系统的协同脱硫和除尘效果，后烟气可经由烟气再热系统提高烟温后进入烟囱，也可直接进入烟囱排出。
优选地，所述的深度余热回收协同脱除SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的方法，其特征在于烟气中的基硫份低于1.5％时，一级余热回收系统将进入静电除尘脱汞系统的烟气温度降低到85-95℃；烟气中的基硫份高于1.5％时，一级余热回收系统将进入静电除尘脱汞系统的烟气温度降低到105-115℃；深度余热回收协同多脱系统将进入高效脱硫除尘系统的烟气温度降低到60-75℃。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、除尘与脱硫紧密结合，协同脱除SO3、PM2.5、汞及重金属；
2、实现环保达标的同时降低发电煤耗，达到节能降耗的目的；
3、本专利的工艺路线，可以有效的环保改造后的运行成本；
4、减缓烟囱腐蚀，杜绝石膏雨；
5、节约脱硫用水，减少石灰石的用量；
6、降低烟气中SO3的含量，降低生成的硫酸气溶胶。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本专利含烟气再热系统的结构示意图。
图2为本专利不含烟气再热系统的结构示意图。
图3为本专利的深度余热回收协同多脱装置结构示意图。
图4为一种利用“N+1”型除尘器实现循环高效脱汞的方法的结构示意图
标号说明：1、一级余热回收系统；2、静电除尘脱汞系统；3、风机；4、深度余热回收协同多脱系统；5、高效脱硫除尘系统；6、烟气再热系统；7、烟囱；8、泵；9、进口；10、出口；11、循环冲水系统；12、集液池；13、换热器本体。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，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
如图1，一种深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置，该装置包括一级余热回收系统1、静电除尘脱汞系统2、风机3、深度余热回收协同多脱系统4、高效脱硫除尘系统5、烟气再热系统6、烟囱7，在所述的装置按烟气处理流程依次设置有一级余热回收系统1、静电除尘脱汞系统2、深度余热回收协同多脱系统4、高效脱硫除尘系统5、烟气再热系统6、烟囱7；一级余热回收系统1设置在静电除尘脱汞系统2的前部，深度余热回收协同多脱系统设置4在高效脱硫除尘系统5的入口烟道内。
如图2，一种深度余热回收协同脱除烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的装置，该装置包括一级余热回收系统1、静电除尘脱汞系统2、风机3、深度余热回收协同多脱系统4、高效脱硫除尘系统5、烟囱7，在所述的装置按烟气处理流程依次设置有一级余热回收系统1、静电除尘脱汞系统2、深度余热回收协同多脱系统4、高效脱硫除尘系统5、烟囱7；一级余热回收系统1设置在静电除尘脱汞系统2的前部，深度余热回收协同多脱系统设置4在高效脱硫除尘系统5的入口烟道内。
一级余热回收系统包括喇叭形进口、出口和换热器本体，一级余热回收系统上设置有循环泵8。
当燃煤收到基硫份低于1.5％时，一级余热回收系统将进入静电除尘脱汞系统的烟气温度降低到85-95℃；当燃煤收到基硫份高于1.5％时，一级余热回收系统将进入静电除尘脱汞系统的烟气温度降低到105-115℃。
换热器本体内换热管管型为椭圆或圆形基管、切向型或H型翅片，换热管低温侧材质为考登钢(所占面积比例为50-60％)，换热管高温侧材质为碳钢(所占面积比例为40-50％)，换热管内热媒体温度大于70℃。
一级余热回收系统回收的热量可用于烟气再热系统，也可用于其他系统利用。
如图3，深度余热回收协同多脱系统包括进口9、出口10和换热器本体13、循环冲洗水系统11、集液池12。
深度余热回收协同多脱系统将进入高效脱硫除尘系统的烟气温度降低到60-75℃。
换热器本体内换热管管型为圆形管，换热管材质为氟塑料或氟塑料内衬钢性材质。
氟塑料为聚四氟乙烯(PTFE)、全氟(乙烯丙烯)(FEP)共聚物、聚全氟烷氧基(PFA)树脂、聚三氟氯乙烯(PCTFF)。
循环冲洗水系统包括循环冲洗水泵、冲洗水管、喷嘴系统；集液池为内衬不锈钢材质。
深度余热回收协同多脱系统回收的热量可用于烟气再热系统，也可用于其他系统利用。
如图4、静电除尘脱汞系统为一种利用“N+1”型除尘器实现循环高效脱汞的方法，该装置详见专利201310657851.9，以实现高效除尘和脱汞。
一种深度余热回收协同脱除烟气中SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg的方法，采用上述装置；烟气进入一级余热回收系统1对烟气余热回收的同时降低烟气温度，从而降低烟气量和比电阻，进而提高静电除尘脱汞系统2的除尘脱汞效果，达到高效除尘脱汞，后烟气进入深度余热回收协同多脱系统4，深度回收烟气的余热、降低烟气流速的同时脱除烟气中的PM2.5、SO3和Hg等污染物，深度降温后烟气进入高效脱硫除尘系统5，烟气流速降低进一步提高高效脱硫除尘系统5的协同脱硫和除尘效果，后烟气可经由烟气再热系统6提高烟温后进入烟囱7，也可直接进入烟囱7排出。
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；凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，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 (3)

1.一种深度余热回收协同脱除烟气中污染物的装置，所述烟气中污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg，其特征在于在所述的装置按烟气处理流程依次设置有一级余热回收系统、静电除尘脱汞系统、深度余热回收协同多脱系统、高效脱硫除尘系统、烟囱；所述一级余热回收系统设置在静电除尘脱汞系统的前部，深度余热回收协同多脱系统设置在高效脱硫除尘系统入口的烟道内；
所述的装置还包括烟气再热系统，所述的烟气再热系统与深度余热回收协同多脱系统形成循环并安装在高效脱硫除尘系统与烟囱之间；
所述的一级余热回收系统包括进口、出口和换热器本体，所述进口、出口为喇叭口形状；
所述的一级余热回收系统的换热器本体内换热管管型为椭圆或圆形基管、切向型或H型翅片，换热管低温侧材质为考登钢，所述的换热管高温侧材质为碳钢，所述的换热管低温侧材质所占面积比例为50-60％，所述换热管高温侧材质占面积比例为40-50％；
所述的深度余热回收协同多脱系统包括进、出口喇叭口和换热器本体、循环冲洗水系统、集液池；
所述的深度余热回收协同多脱系统的换热器本体内换热管管型为圆形管，换热管材质为氟塑料或氟塑料内衬钢性材质；
所述的氟塑料为聚四氟乙烯、全氟乙烯丙烯共聚物、聚全氟烷氧基树脂、聚三氟氯乙烯中的一种或几种；
所述的循环冲洗水系统包括循环冲洗水泵、冲洗水管、喷嘴系统，所述的集液池为内衬不锈钢材质。
2.一种采用权利要求1所述装置的深度余热回收协同脱除烟气中污染物的方法，所述污染物包括SO2、烟尘、PM2.5、SO3和Hg，其特征在于烟气进入一级余热回收系统对烟气余热回收的同时降低烟气温度，从而降低烟气量和比电阻，进而提高静电除尘脱汞系统的除尘脱汞效果，达到高效除尘脱汞，后烟气进入深度余热回收协同多脱系统，深度回收烟气的余热、降低烟气流速的同时脱除烟气中的PM2.5、SO3和Hg污染物，深度降温后烟气进入高效脱硫除尘系统，烟气流速降低进一步提高高效脱硫除尘系统的协同脱硫和除尘效果，后烟气可经由烟气再热系统提高烟温后进入烟囱，也可直接进入烟囱排出。
3.根据权利要求2所述的深度余热回收协同脱除烟气中污染物的方法，其特征在于烟气中的基硫份低于1.5％时，一级余热回收系统将进入静电除尘脱汞系统的烟气温度降低到85～95℃；烟气中的基硫份高于1.5％时，一级余热回收系统将进入静电除尘脱汞系统的烟气温度降低到105～115℃；深度余热回收协同多脱系统将进入高效脱硫除尘系统的烟气温度降低到60～75℃。
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