CN105157051A - 氟塑料余热回收与超低排放一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，位于脱硫塔内催化反应区的上方和除雾器的下方，包括用于烟气的余热交换和粉尘捕集的换热器，用于对换热器表面进行冲洗的水冲洗组件，以及将从换热器表面落下的废水和粉尘进行收集的集水组件；所述水冲洗组件和集水组件分别位于所述换热器的上方和下方；所述换热器为带有进水口和出水口的氟塑料板式换热器，所述进水口与低温除盐水给水泵相连接，所述出水口与锅炉系统或供暖系统相连接。与现有技术相比，本发明具有良好的烟气余热回收性能和除尘除雾性能，达到余热回收与超低排放一体化的目的；且具有耐腐蚀、稳定可靠、耗水量少等优点。

Description

氟塑料余热回收与超低排放一体化装置

技术领域

本发明涉及一种高温烟气回收装置，特别是涉及一种在火力发电锅炉、工业窑炉、加热炉等尾部脱硫塔系统中应用的氟塑料余热回收与超低排放一体化装置。

背景技术

我国的火力发电锅炉、工业窑炉以及加热炉，现在大多以燃煤为主。一方面，或者由于保护设备安全的目的，或者是由于设备的局限性，烟气的排放温度还比较高，造成了较大的能源浪费。另一方面，烟气中的粉尘、酸露、石膏颗粒等有害物质，容易造成锅炉尾部腐蚀，排入大气中还会污染环境，严重危害人类健康。2014年9月12日，国家发改委、环保部和国家能源局联合印发了《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014年-2020年）》，对供电煤耗提出了更高的要求，因此提升燃煤烟气的节能减排成为当前迫切需要解决的课题。

湿法烟气脱硫是目前控制锅炉尾部烟气的主要方法，但此方法存在着注重脱硫除氮，忽视热能回收或者无法实现热能回收的缺点。因此，本领域的技术人员一直致力于开发一种既能对烟气余热回收利用、又能降低烟尘中有害物质排放的尾部烟气处理装置。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，既能对烟气余热进行有效的回收利用，又能捕集烟气中的粉尘。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，位于脱硫塔内催化反应区的上方和除雾器的下方，该装置包括用于烟气的余热交换和粉尘捕集的换热器，用于对换热器表面进行冲洗的水冲洗组件，以及将从换热器表面落下的废水和粉尘进行收集的集水组件；所述水冲洗组件和集水组件分别位于所述换热器的上方和下方；所述换热器为由氟塑料材料制成的板式换热器，该换热器设有进水口和出水口，所述进水口与低温除盐水给水泵相连接，所述出水口与锅炉系统或供暖系统相连接。

所述板式换热器由至少一个换热板构成，所述换热板的横截面呈台阶状折形结构。

所述换热板的壁厚为0.3至1mm。

所述换热器由支撑架支撑，所述换热器中部由定位栏进行结构定位；所述支撑架和所述定位栏均由碳钢衬氟塑料制成。

所述集水组件包括集水槽,所述集水槽与集液箱相连接，所述集液箱通过排液调节阀与积液池相连接；所述集水箱上设有液位计。

所述集水槽由至少一个V型板构成。

所述水冲洗组件包括带有至少一个喷淋头的水管，所述水管通过冲洗调节阀与高压给水装置相连接。

该装置还包括水冲洗控制系统，该水冲洗控制系统将测量换热器上下方压力的差压计的压力值信号，传送给水冲洗组件的冲洗调节阀，实现对所述换热器水冲洗操作的自动开启或关闭。

该装置还包括排液控制系统，所述排液控制系统将所述集液箱上的液位计的液位值信号，传送给所述排水调节阀，实现将所述集液箱（22）中的废液排放至所述积液池（25）中的自动开启或关闭。

所述换热器的进水口和低温水给水泵之间设有给水调节阀。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

1.具有良好的余热回收性能：采用由薄壁的氟塑料换热板构成的板式换热器，具有良好的热交换性能，换热量是同等质量金属管换热器的4倍，能更好地吸收烟气中的余热。

2.具有良好的除尘、除雾、脱硫效果：通过换热板内的低温除盐水冷却烟气促进烟气中的气液转化过程，并利用换热板的台阶状折形结构捕集烟气中的粉尘、雾滴和凝结酸露，达到烟气超低排放的目的。

3.耐腐蚀：换热器为氟塑料，支撑架和定位栏为碳钢衬氟塑料，不会受酸露腐蚀和灰垢堵结。

4.烟气流场均匀：竖直烟道中集水槽的分布可以起到均匀烟气流场的作用，将烟气控制在一个稳定、优化的流速范围内，为换热器实现热交换、粉尘捕集和除雾起到承上启下的作用。

5.稳定可靠：换热器中相隔一定间距设置有定位栏，能有效衬托固定氟塑料换热板呈台阶状折形结构，避免受烟气影响而发生抖动变形，保证了换热器热交换功能的实现。

6.耗水量少：冲洗调节阀根据差压计的信号，自动控制冲洗，大大减少了耗水量。

附图说明

图1：本发明氟塑料余热回收与超低排放一体化装置结构示意图。

图2：本发明中氟塑料换热器的立体结构示意图。

图3：本发明中氟塑料换热器与支撑架和定位栏的结构示意图。

图4：本发明中集水槽的横截面示意图。

图5：本发明中集水槽的立体结构示意图。

图中：10.催化反应区；20.集水组件；21.集水槽；22.集液箱；23.液位计；24.排液调节阀；25.积液池；26.V型板；30.换热器；31.给水泵；32.给水调节阀；33.进水口；34.出水口；35.换热板；36.支撑架；37.定位栏；38.差压计；40.水冲洗组件；41.高压给水装置；42.冲洗调节阀；50.除雾器。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。

如图1所示，一种氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，位于脱硫塔内催化反应区10的上方和除雾器50的下方，包括换热器30、水冲洗组件40、集水组件20，水冲洗组件30和集水组件20分别位于换热器30的上方和下方。

换热器30是用于实现烟气的余热交换、粉尘捕集、酸露凝结、除雾等功能的主要组件。换热器30设有进水口33和出水口34，其中，进水口33通过给水调节阀32与低温除盐水的给水泵31相连接，出水口34与锅炉系统或者供暖系统相连接。

具体实施例中，换热器30采用由氟塑料制成的板式换热器，由多个壁厚为0.3至1mm的换热板35构成，换热板35的横截面呈台阶状折形结构，见图2。换热板35采用焊接的方式连接在一起形成换热器30，并由栅格结构的支撑架36进行结构支撑，并在其折形转弯处用定位栏37衬托定位，以避免抖动变形，见图3。支撑架36和定位栏37碳钢衬氟塑料材料，相关的连接螺栓也采用防腐蚀合金材料。氟塑料具有良好的化学惰性和物理特性，不容易受酸露腐蚀。

水冲洗组件40用于对换热器30的表面进行冲洗，包括带有多个喷淋头的水管，水管通过冲洗调节阀42与高压给水装置41相连接。

冲洗调节阀42可以通过手动控制，来开启或关闭冲洗动作，达到有目的性的冲洗操作。具体实施例中，冲洗调节阀42通过水冲洗控制系统来自动控制冲洗操作。水冲洗自控系统将测量换热器30上下方压力的差压计38的压力值信号，传送给水冲洗组件40的冲洗调节阀42，实现对换热器30冲洗操作的自动开启或关闭。当压差计38测量到换热器30造成烟气流动阻力达到设定值的上限时，通过水冲洗控制系统反馈信号给冲洗调节阀42开启冲洗操作，直至烟气阻力下降到设定下限后退出冲洗操作。这样，可以在保证整个装置正常运行的同时减少耗水量。

集水组件20用于将从换热器30表面靠重力落下的废水和粉尘进行收集，包括集水槽21,集水槽21与集液箱22相连接，集液箱22通过排液调节阀24与积液池25相连接；集水箱22上设有液压计23。其中，集水槽21由多个V型板26构成，见图4和图5。

与上述的冲洗调节阀42相类似，排液调节阀24可以通过手动控制开启或关闭排液动作，也可以通过一个排液控制系统来实现自动控制。具体实施例中，排液控制系统将集液箱22上液位计23的液位值信号，传送给排水调节阀24，实现自动开启或关闭将集液箱22中的废液放至积液池25中。当液位计23测量到集液箱22水位达到设定限制值使，通过排液控制系统反馈信号给排液调节阀24开启排液操作，直至水位值下降到设定下限后退出排液操作。

本发明装置的余热回收和超低排放是这样实现的：

（一）余热回收：当烟气上升进入本装置时，换热器30的换热板35内部的低温除盐水，可以吸收烟气余热和水雾凝结的气化潜能，然后通过出水口34输送至锅炉系统或供暖系统。此外，换热板35和集水槽21的特殊结构和布置方式可以有效均匀烟气的流动。

（二）除尘：经过催化反应区10之后的烟气中的粉尘，主要含有飞灰和石膏颗粒、硫酸盐杂质。换热板35内流动的低温除盐水降低烟气的温度，由于换热板35表面的温度低于烟气的露点温度，导致烟气中水蒸气在换热板35表面凝结成水膜，加大对烟气中粉尘的捕集作用，提高对粉尘的捕集效率。另外，换热板35的台阶状折形结构也有助于烟气中粉尘的捕集，在烟气上升过程中，粉尘因为惯性撞击在换热板35表面上而进一步捕集。最后，水冲洗组件40喷下的高压水可以完全冲洗掉附着在换热板35表面的粉尘，附着的粉尘随着冲洗水流至集水槽21中而被收集。

（三）除雾：当烟气以一定的速度流过台阶状折形结构的换热板35时，烟气被快速、连续地改变运动方向，因离心力和惯性的作用，烟气内的雾滴撞击到换热板35上被捕集下来，雾滴汇集形成水流，因重力的作用，下落至集水槽21中，实现烟气的除雾；另外，换热板35内的低温除盐水将其表面的温度保持在一个较低的水平上，进一步促进烟气中雾滴在其表面的凝结。这样，初步降低了除雾器50入口烟气含水雾量，提高了脱硫系统的整体除雾能力。

（四）脱硫：脱硫反应后的烟气在通过换热器30时，烟气温度的进一步降低促进烟气中酸露和水蒸气的凝结，达到脱硫的目的。此外，由于换热板35的折形结构，在烟气上升过程中，烟气中的酸露连续、多次撞击在换热板35表面上而聚集，当液滴体积增大后落下经集水槽21至集液槽22中回收，达成酸露再脱除的目的。

根据本实施例的教导，本技术领域的技术人员完全可实现其它本发明保护范围内的技术方案。

Claims (10)

1.一种氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，位于脱硫塔内催化反应区（10）的上方和除雾器（50）的下方，其特征在于：该装置包括用于烟气的余热交换和粉尘捕集的换热器（30），用于对换热器（30）表面进行冲洗的水冲洗组件（40），以及将从换热器（30）表面落下的废水和粉尘进行收集的集水组件（20）；所述水冲洗组件（30）和集水组件（20）分别位于所述换热器（30）的上方和下方；所述换热器（30）为由氟塑料制成的板式换热器，所述换热器（30）设有进水口（33）和出水口（34），所述进水口（33）与低温除盐水给水泵（31）相连接，所述出水口（34）与锅炉系统或供暖系统相连接。

2.根据权利要求1所述的氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，其特征在于：所述板式换热器由至少一个换热板（35）构成，所述换热板（35）的横截面呈台阶状折形结构。

3.根据权利要求2所述的氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，其特征在于：所述换热板（35）的壁厚为0.3至1mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，其特征在于：所述换热器（30）由支撑架（36）支撑，所述换热器（30）中部由定位栏（37）进行结构定位；所述支撑架（36）和所述定位栏（37）均由碳钢衬氟塑料制成。

5.根据权利要求1所述的氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，其特征在于：所述集水组件（20）包括集水槽（21）,所述集水槽（21）与集液箱（22）相连接，所述集液箱（22）通过排液调节阀（24）与积液池（25）相连接；所述集水箱（22）上设有液位计（23）。

6.根据权利要求4所述的氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，其特征在于：所述集水槽（21）由至少一个V型板（26）构成。

7.根据权利要求1所述的氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，其特征在于：所述水冲洗组件（40）包括带有至少一个喷淋头的水管，所述水管通过冲洗调节阀（42）与高压给水装置（41）相连接。

8.根据权利要求1所述的氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，其特征在于：该装置还包括水冲洗控制系统，该水冲洗自控系统将测量换热器（30）上下方压力的差压计（38）的压力值信号，传送给水冲洗组件（40）的冲洗调节阀（42），实现对所述换热器水冲洗操作的自动开启或关闭。

9.根据权利要求1所述的新型氟塑料余热回收与超低排放一体化技术与装置，其特征在于：该装置还包括排液控制系统，所述排液控制系统将所述集液箱（22）上的液位计（23）的液位值信号，传送给所述排水调节阀（24），实现将所述集液箱（22）中的废液排放至所述积液池（25）中的自动开启或关闭。

10.根据权利要求1所述的氟塑料余热回收与超低排放一体化装置，其特征在于：所述换热器（30）的进水口（33）和低温水给水泵（31）之间设有给水调节阀（32）。