CN105709573A - 冷凝法烟气水回收消白烟系统 - Google Patents

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蔡明坤
林钊
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上海锅炉厂有限公司
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/265Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/04Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material using washing fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/0283Flue gases

Abstract

本发明公开了一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,包括烟气冷凝室,烟气冷凝室的入口设有冷凝管束,冷凝管束的一侧设有一水冲洗装置,冷凝管束的下部设有凝结水疏水装置。采用本发明使得从湿式脱硫塔出来的湿的净烟气,在排放前就进行水分回收和利用,石膏成分随水回收,能根本上有效减少向空气排放的石膏雨和气溶胶总量。而排放烟气温度降低很小,烟气以较干燥形式排放,能大大减轻烟囱出口的白烟现象,能做到不使用烟气加热器装置达到消白烟和石膏雨的效果。

Description

冷凝法烟气水回收消白烟系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,用于大型火力发电机组锅炉尾部烟气排放系统,属于锅炉尾部烟气排放技术领域。
背景技术
[0002]采用湿式脱硫的大型火力发电厂脱硫机组锅炉尾部烟气排放系统,如图2所示,从空气预热器7出来的原烟气经过静电除尘器8除尘、排烟风机9加压后,进入烟气加热器(GGH) 10,在GGH内部对从湿式脱硫塔(FGD) (Flue Gas Desulfurizat1n,烟气脱硫)11出来的净烟气进行加热后,再从烟气加热器10出来进入到湿式脱硫塔11中,经过FGD内部石灰浆喷淋脱硫洗净、除雾器除湿、成为净烟气后,再从FGD出来,进入到烟气加热器(GGH)1中加热,达到规定的排烟温度后进入到烟囱12排放。
[0003]在该系统中,要通过烟气加热器(GGH)来加热净烟气,以提高净烟气的干度后再排放。烟气要来回经过烟气加热器(GGH)。此方案由于GGH运行阶段容易出现堵塞,导致机组运行故障,多数新建机组和已有机组未装设GGH或取消了GGH,烟囱出口烟气排放温度只有40-50°C左右,烟气水分浓度为5-15%的范围,水露点温度高于烟囱出口处的烟气和环境空气混合温度,导致烟囱出口出现水蒸汽“白烟”,烟气带出水分在烟囱周边很小的半径内降落,烟气中携带的脱硫浆液和石膏产物也随之降落,形成所谓的“石膏雨”。烟囱周边的高浓度水滴和烟气中的NOx及微小灰粒一起形成气溶胶,是PM2.5的较大组分之一。
[0004] 而且布置烟气加热器(GGH)的湿式脱硫机组,从静电除尘器后出来的锅炉尾部烟气要反复进入GGH,烟道布置复杂;GGH制造成本、运行和维护费用也较高;而且烟气中水分还是全部进入空气,排放的石膏雨和气溶胶总量并不下降,只是扩大了影响半径而已。
发明内容
[0005]本发明要解决的技术问题是:提供了一种简化锅炉尾部烟道系统、减轻烟囱出口的白烟现象的冷凝法烟气水回收消白烟系统,解决了如何减少使用烟气加热器的湿式脱硫机组产生石膏雨和气溶胶总量。
[0006]为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是提供了一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,包括烟气冷凝室,烟气冷凝室的入口设有冷凝管束,冷凝管束的一侧设有一水冲洗装置,冷凝管束的下部设有凝结水疏水装置。
[0007]优选地,所述的烟气冷凝室的入口还设有除雾器。
[0008]优选地,所述的水冲洗装置设于除雾器与冷凝管束之间。
[0009]优选地,所述的冷凝管束表面采用光滑表面或涂以憎水涂层。
[0010]优选地,所述的冷凝管束为外壁涂聚四氟乙烯涂层的复合钢管或纯聚四氟乙烯管束或玻璃管束。
[0011] 优选地,所述的冷凝管束垂直或在垂直方向倾斜10〜30 0C布置。
[0012]优选地,所述的冷凝管束的横向节距选用1-2倍管径,其纵向节距选用1-3倍管径,错列或顺列布置。
[0013]优选地,所述的冷凝管束上方设有水喷淋装置。
[0014]优选地,所述的冷凝管束的另一侧也设有一水冲洗装置。
[0015]优选地,所述的烟气冷凝室内的烟气速度降低到3-5m/s及以下,所述的凝结水疏水装置为凝结水疏水管,凝结水疏水管下面设有凝结水水池。
[0016]本发明能基本保留取消GGH对运行带来的好处,省去了烟气加热器的运行和维护,直接烟气除湿干燥后即可排放,也大大简化了锅炉尾部烟道系统。烟气采用低流速通过凝结管束,增加的烟气阻力远低于回转式GGH,对引风机或脱硫风机的能耗增加小于设置GGH的方案。
[0017]采用本发明使得从湿式脱硫塔出来的湿的净烟气,在排放前就进行水分回收和利用,脱出大部分水分,石膏成分随水回收,能根本上有效减少向空气排放的石膏雨和气溶胶总量。而排放烟气温度降低很小,烟气以较干燥形式排放,能大大减轻烟囱出口的白烟现象,能做到不使用烟气加热器装置达到消白烟和石膏雨的效果。烟气湿度下降后,烟囱内淌水量可以基本消除,对烟囱防腐要求明显降低。
附图说明
[0018]图1为一种冷凝法烟气水回收消白烟系统的结构示意图;
[0019]图2为常规的脱硫系统中锅炉尾部烟道系统的示意图;
[0020]图3为布置有一种冷凝法烟气水回收消白烟系统的锅炉尾部排烟系统示意图。
具体实施方式
[0021]为使本发明更明显易懂,兹以优选实施例,并配合附图作详细说明如下。
[0022]本发明为一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,如图1所示,烟囱12入口段烟气通道设置一烟气冷凝室6,烟气冷凝室6入口设一除雾器1(若脱硫系统已有且效果理想,此处可以不再重复设除雾器)和一冷凝管束3,从湿式脱硫塔11出来的湿烟气进入烟气冷凝室6后,烟气速度降低到3-5m/s及以下,先经过除雾器I,除去烟气中尺寸较大的液滴,再经过冷凝管束3,冷凝管束3内部通过等于或略低于环境温度的水,管式较低的壁温能将水蒸汽过饱和的烟气中的水分凝结,将烟气中水分浓度降低到对应温度下的饱和含湿浓度。由于是凝结放热,烟气温度并不会下降多少,因此烟囱12对烟气的抽吸效果受影响不大,离开冷凝管束3的烟气水分浓度略低于对应温度的空气饱和湿度。在烟气冷凝室6内的冷凝管束3旁设一水冲洗装置2,可定期清除冷凝管束3上的杂质。冷凝管束3表面采用光滑表面或涂以憎水涂层(如聚四氟乙烯),保持表面清洁。在冷凝管束3的下部设一凝结水疏水管4,将凝结水排到凝结水疏水管4下面的凝结水水池5中。凝结水水池5中收集的凝结水对缺水地区可以回收利用,简单中和处理后可以作为锅炉工艺水使用,或者返回FGD脱硫系统中使用。冷却管束3中的冷却水可抽取江河中的水,若当地水资源紧张时,可设置散热系统,降温后循环使用。
[0023]如图3所示,本发明的一种冷凝法烟气水回收消白烟系统可直接布置在湿式脱硫塔11出口之后的锅炉尾部水平烟道上,或者布置在烟囱底部也行。
[0024]可在湿式脱硫塔(FGD)Il出口之后的锅炉尾部水平烟道上寻一位置来设计冷凝法烟气水回收消白烟系统。如图1所示,先在水平烟道上设计一低流速的烟气冷凝室6,控制通过的烟气速度在3-5m/s或更低,在烟气冷凝室6的湿烟气入口处,先布置一除雾器I,选用除雾效果的聚四氟乙烯材质屋脊型除雾器I并配置连续冲洗系统清除排水和石膏浆液;在除雾器I之后布置一冷凝管束3,冷凝管束3采用耐腐蚀光管密集管束,垂直或在垂直方向倾斜10〜30°C布置,冷凝管束3的材质选用外壁涂聚四氟乙烯涂层的复合钢管,或纯聚四氟乙烯管束,或玻璃管束。横向节距选用1-2倍管径,纵向节距选用1-3倍管径,错列或顺列布置。冷凝管束3上游布置一水冲洗装置2,纵向管排数较多时,上下游(进出口)都布置水冲洗装置
2。采用聚四氟乙烯表面的冷凝管束3也可以在冷凝管束3上方设置水喷淋装置,定期清洗掉表面沉积物。冲洗水采用回收的冷凝水或电厂工艺水,压力采用0.5-2MPa的低压水系统。
[0025]冷却水通水量可根据进口湿烟气的湿度和出口干烟气的干度来计算烟气凝水放热量,选择进出冷却水温不超过10°C (设计时可以按照出水温度低于烟气进口 5-15°C为限定条件),进而得到冷却水量,传热系数按照带冷凝条件的烟气传热工况来计算,已维持管束壁面有较低的温度,利于加速烟气中水分凝结,水和烟气逆流布置。为保证管内水不结垢,冷却水应尽量做净化处理并添加缓蚀剂。若冷却水源紧张,可以采用闭式循化水,循环水设置风冷或散热池降温。为了将湿烟气中的水蒸汽凝结成水并加以回收利用,可在冷凝管束3正下方的设一集水装置,将凝结的水集中到一凝结水水池5,当水池中的水收集到一定程度后根据需要进一步加以回收利用。

Claims (10)

1.一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,包括烟气冷凝室(6),烟气冷凝室(6)的入口设有冷凝管束(3),冷凝管束(3)的一侧设有一水冲洗装置(2),冷凝管束(3)的下部设有凝结水疏水装置。
2.如权利要求1所述的一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,所述的烟气冷凝室(6)的入口还设有除雾器(I)。
3.如权利要求2所述的一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,所述的水冲洗装置(2)设于除雾器(I)与冷凝管束(3)之间。
4.如权利要求1所述的一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,所述的冷凝管束(3)表面采用光滑表面或涂以憎水涂层。
5.如权利要求4所述的一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,所述的冷凝管束(3)为外壁涂聚四氟乙烯涂层的复合钢管或纯聚四氟乙烯管束或玻璃管束。
6.如权利要求1所述的一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,所述的冷凝管束(3)垂直或在垂直方向倾斜10〜30°C布置。
7.如权利要求1所述的一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,所述的冷凝管束(3)的横向节距选用1-2倍管径,其纵向节距选用1-3倍管径,错列或顺列布置。
8.如权利要求1所述的一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,所述的冷凝管束(3)上方设有水喷淋装置。
9.如权利要求1所述的一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,所述的冷凝管束(3)的另一侧也设有一水冲洗装置(2)。
10.如权利要求1所述的一种冷凝法烟气水回收消白烟系统,其特征在于,所述的烟气冷凝室(6)内的烟气速度降低到3-5m/s及以下,所述的凝结水疏水装置为凝结水疏水管(4),凝结水疏水管(4)下面设有凝结水水池(5)。
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