CN107008119A - 一种消除湿法脱硫湿烟雨的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种湿法脱硫湿烟雨消除系统及方法，该系统包括烟气降温系统和烟气升温系统。烟气降温系统是通过脱硫塔内的液体介质换热器，利用换热介质降低浆液温度，降温后的低温浆液以喷淋方式与烟气逆流接触，达到降低烟气温度的目的；烟气升温系统是利用蒸汽加热低温饱和烟气为高温不饱和烟气，调整液体换热介质流量使脱硫塔出口烟气温度在30~46℃，调整蒸汽量使从脱硫塔最上方喷淋层上到烟囱出口的烟道内烟气温度为40~120℃。本发明可消除湿烟雨，回收脱硫塔尾部烟气中的水分，同时保证烟囱出口烟气的抬升高度。

Description

一种消除湿法脱硫湿烟雨的装置及方法
技术领域
本发明属于大气污染物治理领域，涉及脱硫塔烟气处理技术领域，尤其可应用于消除燃煤电厂湿法脱硫机组从烟囱排放的湿烟雨的装置及方法。
背景技术
火电厂用水量巨大，约为全国工业总用水量的一半。当前, 火电厂用水主要包括：循环冷却用水、工业冷却用水、化学除盐用水、脱硫用水、降尘冲洗用水、生活用水等。随着水资源的紧缺，节水越来越受到人们的重视。对于火电厂来说节水不仅节约水资源，还能降低发电成本。因此，节水对火电厂有着重要的意义。
湿法烟气脱硫技术因其具有投资成本低、脱硫效率高等特点被电厂广泛使用，但其耗水量较高，已成为电厂主要用水系统。这成为干旱地区采用湿法烟气脱硫技术的瓶颈。湿法脱硫后的烟气为约50℃含有大量的水蒸气，基本为饱和烟气，并且烟气中还夹带少量的液态水。该烟气从吸收塔出口、经连接烟道至烟囱排放到大气，大气温度远低于烟气温度，在烟囱出口烟气降温导致饱和烟气的冷凝产生液滴。这些冷凝的液滴结合烟气中夹带的石膏等浆液颗粒以及烟尘，在离烟囱800 m 半径内会形成脏湿烟雨，严重影响居民生活环境，在气温较低的地区尤为明显。此外，大量的水直接排放到大气中也造成水资源的浪费，如果能降低烟气温度，水蒸气便可以凝结回收，以常规1000 MW机组为例，排烟温度从50℃降至40℃，大约可以回收123 t/h 的冷凝水，水回收不仅起到节水作用，降低脱硫水耗，并且可以解决湿烟雨问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种消除湿法脱硫湿烟雨的装置及方法，本发明可消除湿烟雨，回收脱硫塔尾部烟气中的水，同时保证烟囱出口烟气的抬升高度。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种湿法脱硫湿烟雨消除系统，包括脱硫塔，所述脱硫塔的底部设有入口烟道，顶部设有出口烟道，所述出口烟道延伸后与烟囱连通，其特征在于：还包括烟气降温系统和烟气升温系统；
所述烟气降温系统包括换热器，所述换热器设于脱硫塔内，其一端连接冷却介质箱，热交换升温后的冷却介质从另一端的冷却介质出口排出；从入口烟道进入脱硫塔的热烟气降温形成低温饱和烟气；
所述烟气升温系统设于出口烟道和/或烟囱上，包括间隔设置的一系列蒸汽换热器所连接的换热器，所述蒸汽换热器内通入蒸汽，所述蒸汽进入出口烟道和/或烟囱内与低温饱和烟气进行热交换，将低温饱和烟气加热形成高温不饱和烟气，以液态的形式从换热器另一端排出。
其中，所述换热器可以是板式换热器也可以是管式换热器，换热材料可以是金属也可以是塑料材质，管程与浆液夹角在0～90°，可以布置在上述一个位置也可以同时布置在上述多个位置。作为其中一个优选的技术方案，所述换热器设于塔底浆液池内，经换热器冷却后的低温浆液通过浆液回流管进入浆液喷淋层，以喷淋方式与入口烟道进入的热烟气逆流接触，使热烟气形成低温饱和烟气。
作为另一个优选的技术方案，所述换热器可以设在塔底浆液池与浆液喷淋层之间。
作为另一个优选的技术方案，所述换热器还可以设在除雾器层内，为换热器式除雾器。
进一步的，所述脱硫塔为单塔双循环系统时，所述浆液喷淋层自下而上包括一级浆液喷淋层和二级浆液喷淋层，所述换热器布置在二级浆液喷淋层内，位于二级浆液收集盘与二级喷淋层之间。
此外，所述脱硫塔为单塔双循环系统时，所述换热器还可以布置在AFT塔浆液内。
进一步的，所述冷却介质箱内的冷却介质为冷却水，所述冷却水的温度不高于35℃，可以是工业水、工艺水、脱硫废水、海水、自来水、河水或除盐水等。
进一步的，所述蒸汽的通入在烟道和/或烟囱内设置的换热器，蒸汽温度为90~800℃。
进一步的，所述烟道和/或烟囱内设置的换热器沿烟气流向设置，共1~100组；相邻换热器之间的距离为0.1m~10m，相应地，低温饱和烟气经一次直接加热或多次逐渐加热形成高温不饱和烟气。
本发明还提供一种利用上述湿法脱硫湿烟雨消除系统进行的湿法脱硫湿烟雨消除方法，其特征在于：包括入口烟气降温过程和出口烟气升温过程；
入口烟气降温过程：热烟气从入口烟道进入脱硫塔或AFT塔内，冷却介质箱内的冷却介质通过冷却介质泵进入换热器，与热烟气进行直接或间接的换热，调整冷却介质流量，使脱硫塔出口烟气温度在30~46℃；热交换升温后的冷却介质从换热器另一端的冷却介质出口排出；热烟气降温形成低温饱和烟气；
出口烟气升温过程：低温饱和烟气从脱硫塔顶端进入出口烟道，将蒸汽从间隔布置的蒸汽换热器通入，将低温饱和烟气加热成为高温不饱和烟气从烟囱顶部出口排出，调整蒸汽量，使烟囱出口的高温不饱和烟气温度为40~120℃。
与现有技术相比，本发明具有如下技术优势：
本发明系统设置包括烟气降温系统和烟气升温系统，通过烟气降温系统在湿法脱硫塔系统内布置换热器，利用换热介质降低浆液温度，再利用低温浆液循环喷淋方式与烟气逆流接触，降低烟气温度，调整换热介质流量使脱硫塔出口烟气温度在30~46℃，调整蒸汽量使从脱硫塔上方喷淋层到烟囱出口的烟道内的烟气温度为40~120℃；加热低温饱和烟气为高温不饱和烟气方法时，可以一次直接加热到指定温度，即一个蒸汽换热器既可以将烟气加热到指定温度；也可以多次逐渐加热到指定温度。具有实现简单、成本低的优点，不仅能够回收烟气中的水，节约水，还可以解决湿烟雨问题，产生经济效益的同时有良好的社会效益。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明涉及的湿法脱硫湿烟雨消除系统及方法的一个实施例的结构示意图。
附图标记：1-冷却介质箱；2-冷却介质泵；3-换热器；4-冷却介质出口；5-入口烟道；6-浆液循环泵；7-浆液喷淋层；8-出口烟道；9-蒸汽换热器、9.1-蒸汽换热器一、9.2-蒸汽换热器二、9.3-蒸汽换热器三、9.4-蒸汽换热器四、9.5-蒸汽换热器五；10-烟囱；11脱硫塔。
具体实施例
本发明提出的一种消除湿法脱硫湿烟雨的装置及方法实施例如图1所示，脱硫塔11内自下而上为塔底浆液池、浆液喷淋层和除雾器层，所述塔底浆液池和浆液喷淋层之间通过浆液回流管连通，脱硫塔11内自下而上为塔底浆液池、浆液喷淋层7和除雾器层，所述塔底浆液池和浆液喷淋层之间通过浆液回流管连通，该消除湿法脱硫湿烟雨的装置包括烟气降温系统和烟气升温系统。烟气降温系统为在石灰石-石膏湿法脱硫塔的浆液层内设置换热器3，10℃的冷却介质1通过冷却介质泵2进入换热器3，从冷却介质出口4流出，出口温度24℃。经过与换热器3的换热后脱硫塔浆液的温度下降3℃，脱硫浆液通过浆液循环泵6从浆液喷淋层7喷出，与从入口烟道5进入的热烟气逆流换热，浆液温度升高，烟气温度降低至40℃。降温后的烟气通过出口烟道8，进入烟囱10，在烟道内布置5个蒸汽换热器分别为蒸汽换热器一9.1、蒸汽换热器二、9.2、蒸汽换热器三9.3、蒸汽换热器四9.4和蒸汽换热器五9.5；蒸汽换热器内通入蒸汽，通过控制每个蒸汽换热器的蒸汽通入量将烟气逐渐加热至50℃后经过烟囱10排入大气。经过降温-升温后烟气变为高温不饱和烟气，湿烟雨现象消失，其中，烟气的高温和低温为相对高温和相对低温，蒸汽是水蒸气。
本发明还提供一种利用上述湿法脱硫湿烟雨消除系统进行的湿法脱硫湿烟雨消除方法，包括入口烟气降温过程和出口烟气升温过程；
入口烟气降温过程：热烟气从入口烟道5进入脱硫塔11或AFT塔内，冷却介质箱1内的冷却介质通过冷却介质泵2进入换热器3，与热烟气进行直接或间接的换热，调整冷却介质流量，使脱硫塔出口烟气温度在30~46℃；热交换升温后的冷却介质从换热器3另一端的冷却介质出口4排出；热烟气降温形成低温饱和烟气；
出口烟气升温过程：低温饱和烟气从脱硫塔11顶端进入出口烟道8，将蒸汽从间隔布置的蒸汽换热器9通入烟道和烟囱内设置的换热器，将低温饱和烟气加热成为高温不饱和烟气，从烟囱10顶部出口排出，调整蒸汽量，使烟囱10出口的高温不饱和烟气温度为40~120℃。
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。
此专利说明书使用实例去展示本发明，其中包括最佳模式，并且使熟悉本领域的技术人员制造和使用此项发明。此发明可授权的范围包括权利要求书的内容和说明书内的具体实施方式和其它实施例的内容。这些其它实例也应该属于本发明专利权要求的范围，只要它们含有权利要求相同书面语言所描述的技术特征，或者它们包含有与权利要求无实质差异的类似字面语言所描述的技术特征。
所有专利，专利申请和其它参考文献的全部内容应通过引用并入本申请文件。但是如果本申请中的一个术语和已纳入参考文献的术语相冲突，以本申请的术语优先。
本文中公开的所有范围都包括端点，并且端点之间是彼此独立地组合。
需要注意的是，“第一”，“第二”或者类似词汇并不表示任何顺序，质量或重要性，只是用来区分不同的技术特征。结合数量使用的修饰词“大约”包含所述值和内容上下文指定的含义。（例如：它包含有测量特定数量时的误差）。

Claims (10)

1.一种湿法脱硫湿烟雨消除系统，包括脱硫塔（11），所述脱硫塔（11）的底部设有入口烟道（2），顶部设有出口烟道（8），所述出口烟道（8）延伸后与烟囱（10）连通，其特征在于：还包括烟气降温系统和烟气升温系统；
所述烟气降温系统包括液体介质换热器（3），所述液体介质换热器（3）设于脱硫塔（11）内，其一端连接冷却介质箱（1），热交换升温后的冷却介质从另一端的冷却介质出口（4）排出；从入口烟道（2）进入脱硫塔（11）的热烟气降温形成低温饱和烟气；
所述烟气升温系统设于出口烟道（8）和/或烟囱（10）上，包括沿烟道（8）和/或烟囱（10）间隔设置的一系列蒸汽换热器（9），所述蒸汽换热器（9）内通入蒸汽，所述蒸汽进入出口烟道（8）和/或烟囱（10）后与低温饱和烟气进行热交换，将低温饱和烟气加热形成高温不饱和烟气，从换热器另一端以液态水的形式排出。
2.根据权利要求1所述的湿法脱硫湿烟雨消除系统，其特征在于：所述液体介质换热器（3）设于塔底浆液池内，经液体介质换热器（3）冷却后的低温浆液通过浆液回流管进入浆液喷淋层，以喷淋方式与从入口烟道（2）进入的热烟气逆流接触，使热烟气形成低温饱和烟气。
3.根据权利要求1所述的湿法脱硫湿烟雨消除系统，其特征在于：所述液体介质换热器（3）设在塔底浆液池与浆液喷淋层之间。
4.根据权利要求1所述的湿法脱硫湿烟雨消除系统，其特征在于：所述液体介质换热器（3）设在除雾器层内，为换热器式除雾器。
5.根据权利要求1所述的湿法脱硫湿烟雨消除系统，其特征在于：所述脱硫塔（11）为单塔双循环系统，所述浆液喷淋层自下而上包括一级浆液喷淋层和二级浆液喷淋层，所述液体介质换热器（3）布置在二级浆液喷淋层内，位于二级浆液收集盘与二级喷淋层之间。
6.根据权利要求1所述的湿法脱硫湿烟雨消除系统，其特征在于：所述脱硫塔（11）为单塔双循环系统，所述液体介质换热器（3）布置在AFT塔浆液内。
7.根据权利要求1所述的湿法脱硫湿烟雨消除系统，其特征在于：所述冷却介质箱（1）内的冷却介质为冷却水，所述冷却水的温度不高于35℃。
8.根据权利要求1所述的湿法脱硫湿烟雨消除系统，其特征在于：所述蒸汽的温度为90~800℃。
9.根据权利要求1所述的湿法脱硫湿烟雨消除系统，其特征在于：所述蒸汽换热器（9）沿烟气流向设置，共1~100组，相邻换热器之间距离为0.1m~10m，相应的，低温饱和烟气经一次直接加热或多次逐渐加热形成高温不饱和烟气。
10.一种利用权利要求1~9任意一项所述的湿法脱硫湿烟雨消除系统进行的湿法脱硫湿烟雨消除方法，其特征在于：包括入口烟气降温过程和出口烟气升温过程；
入口烟气降温过程：热烟气从入口烟道（5）进入脱硫塔（11）或AFT塔内，冷却介质箱（1）内的冷却介质通过冷却介质泵（2）进入液体介质换热器（3），与热烟气进行直接或间接的换热，调整冷却介质流量，使脱硫塔出口烟气温度在30~46℃；热交换升温后的冷却介质从液体介质换热器（3）另一端的冷却介质出口（4）排出；热烟气降温形成低温饱和烟气；
出口烟气升温过程：低温饱和烟气从脱硫塔（11）顶端进入出口烟道（8），将蒸汽从间隔布置的蒸汽换热器（9）通入，将低温饱和烟气加热成为高温不饱和烟气，从换热器另一端排出，调整蒸汽量，使烟囱（10）出口的高温不饱和烟气温度为40~120℃。
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