CN107376617A - 湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置，包括入口烟道、A型热管束、污垢废水收集装置、脱硫塔入口烟道、脱硫塔、脱硫塔出口烟道、B型热管束、冷凝排水装置、中间烟道、除垢喷嘴和出口烟道。A型热管束位于入口烟道与出口烟道之间，其吸热端位于入口烟道内，放热端位于出口烟道内；B型热管束位于脱硫塔出口烟道与中间烟道之间，其吸热端位于脱硫塔出口烟道内，放热端位于中间烟道内。A型热管束和B型热管束吸热端顶端安装有除垢喷嘴；A型热管束的底端安装有污垢废水收集装置；B型热管束的底端安装有冷凝排水装置，其内部安装有搅拌单元。本发明系统成本低，脱硫效率高，防结垢，易清洗，有效防止了石膏雨的产生。

Description

湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置
技术领域
本发明涉及脱硫塔进出口烟气热管式换热系统，同时涉及脱硫塔出口冷凝除雾系统，具体涉及湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置。
背景技术
随着我国工业化和城市化的快速发展，资源消耗也随之快速提升，与此同时环保压力也日益增大。近年来，大气污染已经严重威胁人们的身体健康以及日常生活，而锅炉烟气是大气环境污染的主要来源。
随着《煤电节能减排升级与改造计划》等系列法规的出台，二氧化硫的控制被提升到新的高度。目前，大多数电厂脱硫时均采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，因此提高石灰石-石膏湿法脱硫技术的效率具有良好的社会效益和经济效益。
在采用石灰石-石膏湿法脱硫技术时，气-气换热器（Gas-gas Heater，简称GGH）是主要设备之一，但GGH投资成本大，运行费用高，易产生腐蚀和堵塞。因此，目前采用石灰石-石膏湿法脱硫时，大部分GGH已被取消，脱硫湿烟气采用直排方式排入大气中。由于脱硫湿烟气中含有大量的水蒸气，当烟囱出口温度较低时，将产生“石膏雨”问题，给附近的百姓生活带来很大的影响。
发明内容
本发明的目的是为了克服背景技术所存在的问题，从而提供了一种湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置。
为了解决上述问题，本发明的湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置，包括入口烟道、A型热管束、污垢废水收集装置、脱硫塔入口烟道、脱硫塔、脱硫塔出口烟道、B型热管束、冷凝排水装置、中间烟道、除垢喷嘴和出口烟道。所述的A型热管束位于入口烟道与出口烟道之间，其吸热端位于入口烟道内，放热端位于出口烟道内；所述的B型热管束位于脱硫塔出口烟道与中间烟道之间，其吸热端位于脱硫塔出口烟道内，放热端位于中间烟道内。
进一步的，所述的A型热管束和B型热管束，均由多根圆形的重力热管组成；所述的A型热管束中的单根热管半径为50mm，B型热管束中的单根热管半径为40mm；每列热管束之间的间距为0.3-0.8倍管径，管排间错开布置。
进一步的，所述的A型热管束和B型热管束的材质均为工业纯钛。
进一步的，所述的A型热管束和B型热管束的吸热端顶端安装有除垢喷嘴。
进一步的，所述的A型热管束的底座安装有污垢废水收集装置。
进一步的，所述的B型热管束的底座安装有冷凝排水装置，其内部安装有搅拌单元。
进一步的，所述的A型热管束和B型热管束的放热端均装有翅片，其吸热端为光滑管。
本发明通过采用上述方案，在烟气入塔前，A型热管束吸热端对烟气进行吸热，降低烟气温度，有利于提高脱硫效率，降低了烟气的含水量。脱硫后的烟气在脱硫塔出口烟道经过B型热管束吸热，降低了温度，从而大量回收饱和烟气中的水蒸气，并经B型热管束底端设有的冷凝排水装置排出凝结液，从源头上降低了石膏雨存在的可能。随后，含水量低的烟气先后经过B型热管束和A型热管束带有翅片的放热端，对烟气进行两次加热，提高烟气温度，提高烟气抬升高度，从技术上降低石膏雨的形成。
本发明采用A型热管束代替GGH，既降低了成本，又避免了GGH易结垢从而对机组运行产生的影响。采用B型热管束进行换热，除去脱硫塔出口烟气携带的大量水蒸气。由于烟气进口存在飞灰，烟气出口存在水雾，故在热管的吸热端不加翅片，以防结垢和腐蚀，而在热管的放热端均布有翅片加强换热，有利于烟气温度的提升。A型热管束、B型热管束的顶端布置除垢喷嘴，便于冲洗污垢。
附图说明
图1为本发明的湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置的结构示意图。
附图标记说明：1-入口烟道；2-A型热管束；3-污垢废水收集装置；4-脱硫塔入口烟道；5-脱硫塔；6-脱硫塔出口烟道；7-B型热管束；8-冷凝排水装置；9-中间烟道；10-除垢喷嘴；11-出口烟道。
具体实施方案
为了使本发明的技术方案能够更好的被理解，下面将结合附图详细说明本发明的实施情况。
图1所示为湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置示意图，包括入口烟道1、A型热管束2、污垢废水收集装置3、脱硫塔入口烟道4、脱硫塔5、脱硫塔出口烟道6、B型热管束7、冷凝排水装置8、中间烟道9、除垢喷嘴10和出口烟道11；所述的A型热管束2位于入口烟道1与出口烟道11之间，其吸热端位于入口烟道1内，放热端位于出口烟道11内；所述的B型热管束7位于脱硫塔出口烟道6与中间烟道9之间，其吸热端位于脱硫塔出口烟道6内，放热端位于中间烟道9内。
由于大部分换热器如GGH存在造价昂贵，运行费用高，易腐蚀，易结垢等诸多问题，故本发明采用了热管。热管的工作原理为本领域的公知常识，不对其原理进行详细描述，主要是利用介质在吸热端蒸发、冷凝端冷凝的相变过程，使热量快速传导，其阻力小，接触换热面积大，有较好的换热效果。本发明中，热管采用圆形的重力热管，多根热管组成热管束。其中，A型热管束2中的单根热管半径为50mm，B型热管束7中的单根热管半径为40mm；每列热管束之间的间距为0.3-0.8倍管径，管排间错开布置，防止烟气短路，从而提升换热效果。
本发明中，热管的材质为工业纯钛，可以防结垢，防腐蚀。
本发明中，锅炉尾部烟气经由入口烟道1、A型热管束2、脱硫塔5、B型热管束7后，烟气得到净化处理，故A型热管束2和B型热管束7的放热端装有大量的翅片，从而提高了换热效率，提升烟气温度；在A型热管束2和B型热管束7的吸热端由于存在较多飞灰和水蒸气等杂质，容易造成热管壁面堵塞和腐蚀，故A型热管束2和B型热管束7的吸热端不安装翅片，采用光滑管。
本发明中，冷凝排水装置8安装于B型热管束7的底部，由于此处温度较低，SO2 处于露点温度以下，故凝结液具有较高的腐蚀性，此处选用工业纯钛，也可根据GB2100-80选用合适的不锈耐酸钢。当水蒸气冷凝时会吸附在粉尘、Hg、Mg等杂质上，最后杂质落到B型热管束7的底板上，并汇集于冷凝排水装置8内，由冷凝排水装置8自动排除。
本发明中，A型热管束2和B型热管束7的吸热端顶端装有除垢喷嘴10，由控制单元控制，当结垢堵塞严重时，开启喷嘴除垢10；在A型热管束2底端设有污垢废水收集装置3。
本发明中，在系统烟道外部设有保温材料，减少了热量损失。
A型热管束2、B型热管束7的放热端工作原理及效果如下：当锅炉尾部烟气由入口烟道1、A型热管束2、脱硫塔入口烟道4进入脱硫塔5，经过脱硫等净化处理后，脱硫塔出口烟道6内的烟气流入中间烟道9，对B型热管束7的放热端进行第一次加热；随后，经过一次加热的烟气流过A型热管束2的放热端时进行第二次加热。由于A型热管束2和B型热管束7的放热端均装有翅片，热管换热性能好，经过两次加热，可将烟气温度提升15-25℃。此时，烟气的密度比空气的密度低，因此烟气的浮升力增大，烟气有上升的趋势。烟气温度越高，烟气与空气的密度差越大，烟气浮升力也就越大，从而提高了烟气的抬升高度，从技术上降低了石膏雨的形成。
A型热管束2吸热端的工作原理及效果如下：当锅炉尾部烟气进入入口烟道1内，A型热管束2的吸热端与尾部烟气进行充分换热后，烟气进入脱硫塔5实现脱硫。以重庆万州某电厂为例，当脱硫塔入口烟道4的烟气温度为85℃时，脱硫塔出口烟道6的出口烟气含水量达339000Nm3/h，SO2含量为50Nm3/h；当脱硫塔入口烟道4的烟气降为60℃时，脱硫塔出口烟道6的烟气含水量达289420Nm3/h，SO2含量为41Nm3/h。因此，当通过热管束换热降低烟气温度时，不仅可以降低出口烟气含水量，还可以提高脱硫效率。
B型热管束7吸热端的工作原理及效果如下：当经过脱硫塔5净化的烟气由脱硫塔出口烟道6进入中间烟道9时，B型热管束7的吸热端与净烟气充分换热。以上述电厂为例，当脱硫塔出口烟道6的烟气温度为50℃时，其烟气量为3234980Nm3/h；当脱硫塔出口烟道6的烟气经过B型热管束7的吸热端换热后，中间烟道9内的烟气温度每降低一摄氏度，理论上每小时可凝结出1.92吨水。此冷凝水经过处理后可进入脱硫塔5内重复利用，以达到节水的效果。
综上所述，本发明由于两次使用重力热管束，在不需要外部能耗的情况下，达到高效、节水、消除石膏雨这一效果。
以上描述和解释了本发明的主要原理，基本特征和其优点，不能以此限定本发明实施的范围。上述说明书中描述的只是本发明的原理和特征，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有诸多的变化与改进，这些都在保护范围内。

Claims (5)

1.湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置，包括入口烟道、A型热管束、污垢废水收集装置、脱硫塔入口烟道、脱硫塔、脱硫塔出口烟道、B型热管束、冷凝排水装置、中间烟道、除垢喷嘴和出口烟道；所述的A型热管束位于入口烟道与出口烟道之间，其吸热端位于入口烟道，放热端位于出口烟道；所述的B型热管束位于脱硫塔出口烟道与中间烟道之间，其吸热端位于脱硫塔出口烟道，放热端位于中间烟道。
2.根据权利要求1所述的湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置，其特征在于：A型热管束和B型热管束的放热端均装有翅片，其吸热端为光滑管。
3.根据权利要求1所述的湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置，其特征在于：A型热管束和B型热管束吸热端的顶端安装有除垢喷嘴。
4.根据权利要求1所述的湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置，其特征在于：A型热管束的底端安装有污垢废水收集装置。
5.根据权利要求1所述的湿法脱硫系统冷凝除雾防石膏雨一体化装置，其特征在于：B型热管束的底端安装有冷凝排水装置，其内部安装有搅拌单元。
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