CN107940492A - 一种热媒循环的消白吸收塔 - Google Patents

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Abstract

一种热媒循环的消白吸收塔，包括塔体，设于塔体下部的烟气入口，设于塔体上部的喷淋系统，烟气冷却器，烟气冷凝器，烟气加热器，热媒管路，烟囱；烟气通过塔体下部的烟气入口进入吸收塔，依次通过喷淋系统，烟气冷却器，烟气冷凝器，烟气加热器，最后经烟囱排入大气，烟气在排放物无白色烟羽；本发明结构简单，占地面积小，实施费用低。

Description

一种热媒循环的消白吸收塔
技术领域
本发明涉及烟气或尾气消白技术领域，尤其涉及一种热媒循环的消白吸收塔。
背景技术
随着国家环境保护部颁布的《火电厂大气污染物排放标准》 (GB13226-2011)的实施，要求燃煤锅炉烟尘排放标准达到30mg/Nm3，SO2含量按新建与现有电厂区分控制在100mg/m3、200mg/m3，今后重点地区烟尘与SO2排放量控制在20mg/m3、50mg/m3。
燃煤锅炉以煤炭作为能源，在生产过程中产生大量粉尘、二氧化硫、三氧化硫及氮氧化物，普遍吸收塔对烟气进行脱硫处理。然而，采用石灰石-石膏湿法技术脱硫后的烟气中的水汽基本处于饱和态，含湿量大，排放过程中，烟气在与大气混合扩散过程中温度降低，烟气中的水析出，在烟囱周边形成白雾，俗称“烟羽”。
对于石化、生化等行业，尾气或烟气中含硫、含VOC，通常采用吸收塔对尾气或烟气处理，处理后的尾气或烟气中含湿量大，在排放过程中也会产生白色烟羽。
为消除白烟，现有技术主要是烟气(尾气)升温换热器，通过提升烟气(尾气)温度来解决烟气中水气凝结产生的“烟羽”问题，但效果都不太好，主要是因为：
(1)现有烟气升温换热器多为翅片管式换热器，传热效率低、紧凑度小、占地面积大；
(2)脱硫后的烟气中含有一定量的颗粒物，易于堵塞换热器；
发明内容
消除白色“烟羽”，核心是提高烟气中水蒸气的过热度，进而消除白色烟羽。
基于上述原因分析，本发明从以下几方面入手：
1)烟气冷凝器降低烟气中的含湿量；
2)利用烟气加热器提升脱硫后的烟气温度，提高烟气中水蒸气过热度，实现烟气排放无白色烟羽；
3)提高升温器的传热效率与紧凑度，解决占地空间及重量等问题；
4)在解决上述两点的基础上，提高换热器耐烟气堵塞性能。
综上，本发明具有如下创新性：
1)吸收塔与烟囱合二为一，减少占地空间与改造成本；
2)设置烟气冷却器、烟气冷凝器和烟气加热器三级换热器，对烟气先降温、然后除湿，最后升温，利用烟气自身的热量消除白色烟羽；
3)烟气冷却器、烟气冷凝器及烟气加热器采用直通道结构的烟气加热器结构，烟气侧流道高度大于波纹高度，形成无触点烟气直通道结构，在保证传热温差及传热效率的同时，解决了管式及常规板式热交换器烟气堵塞问题。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
一种热媒循环的消白吸收塔，包括吸收塔塔体、设于吸收塔塔体上方的烟囱，由下至上依次连接于烟囱与吸收塔塔体之间的烟气冷却器、烟气冷凝器、烟气加热器，设于吸收塔内的塔内件，其中，
所述烟气冷却器的热侧流道一端与吸收塔塔体的烟气出口连通，烟气冷却器的热侧流道另一端与烟气冷凝器的热侧流道的一端连通，烟气冷凝器的热侧流道的另一端与烟气加热器的冷侧流道一端连通，烟气加热器的冷侧流道的另一端与烟囱的进烟口连通；
烟气冷却器的冷侧流道内通过冷却介质；
烟气加热器的热侧流道两端与烟气冷却器的冷侧流道两端通过热媒管路连通；
烟气通过吸收塔的烟气入口进入吸收塔，通过浆液喷淋管路喷淋后依次进入烟气冷却器、烟气冷凝器、烟气加热器，最后通过烟囱排放。
所述烟气冷却器为板式热交换器，所述烟气冷却器的传热元件由波纹板片组成，多张波纹板片叠落成为板束并形成烟气流道与热媒介质流道，其中，所述烟气流道两侧的波纹凸起高度之和小于烟气通道高度。
所述烟气加热器为板式热交换器，所述烟气加热器的传热元件由波纹板片组成，多张波纹板片叠落成为板束并形成烟气流道与热媒介质流道，其中，所述烟气流道两侧的波纹凸起高度之和小于烟气通道高度。
所述烟气冷凝器为板式热交换器，所述烟气冷凝器的传热元件由波纹板片组成，多张波纹板片叠落成为板束并形成烟气流道与冷却介质流道，其中，所述烟气流道两侧的波纹凸起高度之和小于烟气通道高度。
所述热媒管路上设置有热媒循环泵，热媒循环泵的入口与烟气加热器的热媒出口相连，热媒循环泵的出口与烟气冷却器的热媒入口相连。
所述热媒管路上设置有用于给热媒补热的加热器和/或热媒取热器。
本发明的有益效果是：
1)将吸收塔与烟囱合二为一，节约占地空间与实施成本；
2)利用烟气冷却器与烟气冷凝器为烟气降温，同时实现烟气中水蒸气凝结析出，达到除湿的目的。
3)利用热媒将烟气冷却过程中释放的热量传递到冷凝除湿后的烟气中去，实现除湿后的烟气升温、提高过热度的需要，达到消除白色烟羽的目的。
4)同等操作条件下，采用直通道结构的烟气冷却器、烟气加热器与烟气冷凝器，不仅可以获得较高的传热效率、降低换热器传热面积，而且降低换热器尺寸与占地面积，同时解决传统热交换器无法避免的烟气堵塞问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的烟气冷却器流道截面示意图。
图3是本发明的烟气冷凝器流道截面示意图。
图4是本发明的烟气加热器流道截面示意图。
图中：1.吸收塔塔体，2.烟气入口，3塔内件，4.烟气冷却器，401.烟气冷却器波纹板片，5.烟气冷凝器，501.烟气冷却器波纹板片，6.烟气加热器，601.烟气加热器波纹板片，7.烟囱，8.热媒循环泵。
A.原烟，B.净烟，C.热媒，D.冷却介质，H1.烟气流道高度，H2.烟气流道一侧波纹凸起高度，H3.烟气流道另一侧波纹凸起高度，M1.烟气流道高度，M2.烟气流道一侧波纹凸起高度，M3.烟气流道另一侧波纹凸起高度，N1.烟气流道高度，N2.烟气流道一侧波纹凸起高度，N3.烟气流道另一侧波纹凸起高度。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明包括吸收塔塔体1、设于吸收塔塔体上方的烟囱 7，由下至上依次连接于烟囱与吸收塔塔体之间的烟气冷却器4、烟气冷凝器5、烟气加热器6，设于吸收塔塔体内的塔内件，其中，
所述烟气冷却器的热侧流道一端与吸收塔塔体的烟气出口连通，烟气冷却器的热侧流道另一端与烟气冷凝器的热侧流道的一端连通，烟气冷凝器的热侧流道的另一端与烟气加热器的冷侧流道一端连通，烟气加热器的冷侧流道的另一端与烟囱的进烟口连通；
烟气冷却器的冷侧流道内通过冷却介质D；
烟气加热器的热侧流道两端与烟气冷却器的冷侧流道两端通过热媒管路连通，热媒管路内通有循环运行的热媒C；
烟气通过吸收塔的烟气入口进入吸收塔，通过浆液喷淋管路喷淋后依次进入烟气冷却器、烟气冷凝器、烟气加热器，最后通过烟囱排放。
原烟A通过烟气入口进入吸收塔，吸收液在塔内件的作用下沿塔体横截面均匀分布，与烟气发生反应，经过脱硫、降温、除湿等过程后成为净烟B，净烟气进入烟气冷却器进行冷却、除湿后，进入烟气冷凝器，进一步降温、除湿后，进入烟气加热器，后经烟囱排出，烟气在加热过程中水蒸气的过热度提高，消除了排放时的白烟现象。
在实际应用中，烟气冷却器、烟气冷凝器、烟气加热器可以设置在位于烟囱与吸收塔塔体之间；另外，烟气冷却器、烟气冷凝器、烟气加热器还可以设置在位于脱硫塔塔体顶部或烟囱下部，只要其能够使由脱硫塔向烟囱流入的烟气进行下述处理均属于本发明的保护范畴。具体的处理过程：先进入烟气冷却器进行冷却、除湿后，再进入烟气冷凝器，进一步降温、除湿后，最后进入烟气加热器，对烟气加热。
烟气冷却器、烟气冷凝器、烟气加热器采用板式热交换器结构，按照板片与板片之间的连接形式又可以细分为橡胶垫密封的可拆卸板式热交换器、半焊接式板式热交换器以及全焊接式板式热交换器。
优选地，烟气可以是生产过程中产生的需要处理的尾气或者燃煤、燃气、生物质等燃烧产生的烟气，也可以是炉窑在生产过程中产生的烟气。
优选地，塔内件可以是喷淋管或喷嘴或分布塔盘、填料等起到将吸收液沿吸收塔横截面均匀分布的结构。
如图2所示，烟气冷却器由多张烟气冷却器波纹板片501叠落且形成烟气流道与冷却介质流道，烟气流道两侧的波纹凸起高度H2与H3之和小于烟气流道高度H1，即H1＞H2+H3，相应的，烟气流道内波纹无法形成触点，即烟气B在无触点的通道内流动，解决了管式与常规板式换热器流动场驻点的问题，烟气中的颗粒不易积聚，进而解决了堵塞问题，同时由于传热元件是波纹板片，与管式烟气换热器相比，传热效率高，热端温差小，同等冷源条件下，烟气出口温度更低，除湿效果更好。
如图3所示，烟气冷凝器由多张烟气冷凝器波纹板片601叠落且形成烟气流道与冷却介质流道，烟气流道两侧的波纹凸起高度M2与M3之和小于烟气流道高度M1，即M1＞M2+M3，相应的，烟气流道内波纹无法形成触点，即烟气B在无触点的通道内流动，解决了管式与常规板式换热器流动场驻点的问题，烟气中的颗粒不易积聚，进而解决了堵塞问题，同时由于传热元件是波纹板片，与管式烟气换热器相比，传热效率高，热端温差小，同等冷源条件下，烟气出口温度更低，冷凝除湿效果更好。
如图4所示，烟气加热器由多张烟气加热器波纹板片601叠落且形成烟气流道与加热介质流道，烟气流道两侧的波纹凸起高度N2与N3之和小于烟气流道高度N1，即N1＞N2+N3，相应的，烟气流道内波纹无法形成触点，即烟气B在无触点的通道内流动，解决了管式与常规板式换热器流动场驻点的问题，烟气中的颗粒不易积聚，进而解决了堵塞问题，同时由于传热元件是波纹板片，与管式烟气换热器相比，传热效率高，热端温差小，同等热源条件下，烟气出口温度更高，温升与过热度增加更加显著。
优选的，热媒管路上设置有热媒循环泵8，热媒循环泵的入口与烟气加热器的热媒出口相连，热媒循环泵的出口与烟气冷却器的热媒入口相连。
热媒管路上设置有用于给热媒补热的加热器和/或热媒取热器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种热媒循环的消白吸收塔，其特征在于，包括吸收塔塔体、设于吸收塔塔体上方的烟囱，由下至上依次连接于烟囱与吸收塔塔体之间的烟气冷却器、烟气冷凝器、烟气加热器，设于吸收塔塔体内的塔内件，其中，
所述烟气冷却器的热侧流道一端与吸收塔塔体的烟气出口连通，烟气冷却器的热侧流道另一端与烟气冷凝器的热侧流道的一端连通，烟气冷凝器的热侧流道的另一端与烟气加热器的冷侧流道一端连通，烟气加热器的冷侧流道的另一端与烟囱的进烟口连通；
烟气冷却器的冷侧流道内通过冷却介质；
烟气加热器的热侧流道两端与烟气冷却器的冷侧流道两端通过热媒管路连通；
烟气通过吸收塔的烟气入口进入吸收塔，通过塔内件后依次进入烟气冷却器、烟气冷凝器、烟气加热器，最后通过烟囱排放。
2.根据权利要求1所述的一种热媒循环的消白吸收塔，其特征在于，所述烟气冷却器为板式热交换器，所述烟气冷却器的传热元件由波纹板片组成，多张波纹板片叠落成为板束并形成烟气流道与热媒介质流道，其中，所述烟气流道两侧的波纹凸起高度之和小于烟气通道高度。
3.根据权利要求1或2所述的一种热媒循环的消白吸收塔，其特征在于，所述烟气加热器为板式热交换器，所述烟气加热器的传热元件由波纹板片组成，多张波纹板片叠落成为板束并形成烟气流道与热媒介质流道，其中，所述烟气流道两侧的波纹凸起高度之和小于烟气通道高度。
4.根据权利要求3所述的一种热媒循环的消白吸收塔，其特征在于，所述烟气冷凝器为板式热交换器，所述烟气冷凝器的传热元件由波纹板片组成，多张波纹板片叠落成为板束并形成烟气流道与冷却介质流道，其中，所述烟气流道两侧的波纹凸起高度之和小于烟气通道高度。
5.根据权利要求4所述的一种热媒循环的消白吸收塔，其特征在于，所述热媒管路上设置有热媒循环泵，热媒循环泵的入口与烟气加热器的热媒出口相连，热媒循环泵的出口与烟气冷却器的热媒入口相连。
6.根据权利要求5所述的一种热媒循环的消白吸收塔，其特征在于，所述热媒管路上设置有用于给热媒补热的加热器和/或热媒取热器。
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CN109569237A (zh) * 2018-11-30 2019-04-05 佛山丰汇环保工程有限公司 一种烟气脱白除雾装置

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