CN107975817A - 一种烟气升温的消白吸收塔 - Google Patents
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Abstract
一种烟气升温的消白吸收塔，包括塔体，烟气入口，喷淋系统，烟气冷凝器，烟气加热器，烟囱；烟气通过烟气入口进入吸收塔，依次通过喷淋系统，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
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种烟气升温的消白吸收塔。
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；
部分吸收塔为节省设备的占地面积，直接在吸收塔顶部设置烟囱，使得脱硫后烟气直接从吸收塔上部的烟囱排出，这种吸收塔有效的节省了占地面积，但是同样存在直接设置升温换热器处理效果不好的问题。
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)在喷淋系统与除雾器之间设置高效的烟气冷凝器，对烟气进行降温，减少烟气中含湿量；
3)在除雾器与烟囱之间设置高效的烟气加热器，对烟气进行加热，提高烟气中的水蒸气过热度，解决烟气排放过程中出现的白色烟羽问题；
4)烟气冷凝器与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：
一种烟气升温的消白吸收塔，包括吸收塔塔体、设于吸收塔塔体上方的烟囱，设于吸收塔塔体内的塔内件，设于塔内件上方的烟气加热器，其中，
烟气加热器的冷侧流道两端分别与吸收塔塔体的烟气出口及烟囱的进烟口连接，烟气加热器的热侧流道通过加热介质；
烟气通过吸收塔的烟气入口进入吸收塔，通过塔内件后进入烟气加热器，最后通过烟囱排放。
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加热介质流道，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。
所述吸收塔塔体烟气出口与烟气加热器之间设有烟气冷凝器，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。
所述烟气冷凝器烟气流道与烟气加热器烟气流道之间设有湿式电除尘器。
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)经吸收塔处理的烟气通过烟气加热器加热后，提升了烟气中水蒸气的过热度，进而消除了烟气直接排放造成的白色烟羽问题。
4)同等操作条件下，采用直通道结构的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-图4是本发明的另外实施例结构示意图。
图5是本发明的烟气加热器流道截面示意图。
图6是本发明的烟气冷凝器流道截面示意图。
图中：1.吸收塔塔体，2.吸收塔吸收液，3.烟气入口，4.塔内件，5.烟气加热器，501.烟气加热器波纹板片，6.烟囱，7.烟气冷凝器，701.烟气冷凝器波纹板片，8.湿式电除尘器。
A.原烟，B.净烟，C.加热介质，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，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。
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6，，及设于吸收塔塔体内的塔内件4，设于塔内件4上方的烟气加热器5其中，
烟气加热器的冷侧流道两端分别与吸收塔塔体的烟气出口及烟囱的进烟口连接，烟气加热器的热侧流道通过加热介质；
烟气通过吸收塔的烟气入口3进入吸收塔，通过塔内件后进入烟气加热器，最后通过烟囱排放。
塔内件可以是喷淋管、喷淋塔盘、填料、喷嘴等结构，实现吸收液在吸收塔横截面均匀分布与喷洒的目的，进而保证吸收液与烟气充分接触，通过吸收液与原烟发生反应，脱除原烟中的污染物，烟气经处理后变为净烟；
原烟A通过烟气入口进入吸收塔，吸收液在塔内件的分布下与烟气发生反应，经过脱硫、降温、除湿等过程后成为净烟B，净烟气进入烟气加热器，与烟气加热器中的加热介质C完成热交换，被加热后经烟囱排出。
在实际应用中，烟气加热器可以设置在位于烟囱与吸收塔塔体之间，烟气加热器的冷侧流道两端分别与吸收塔塔体的烟气出口及烟囱的进烟口连接；另外，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升温，实现对烟气的加热作用，均属于本发明的保护范畴。
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。
烟气流向：来自系统外的原烟A通过烟气入口进入吸收塔，经塔内件分布的吸收液冷却、降温、脱硫后，进入烟气加热器的烟气流道，与烟气加热器热介质流道中的加热介质进行换热后加热，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。
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，吸收塔的吸收液可以是脱硫浆液或碱液或其他物料。
如图2所示，结合图1，在烟气加热器与塔体顶部之间设置有烟气冷凝器7，烟气冷凝器通入冷却介质D，对流经烟气流道的烟气B进行冷凝，烟气在冷凝过程中降温、除湿，减少了烟气加热器的热负荷。
烟气冷凝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。
如图3所示，结合图1，在塔体顶部与烟气加热器之间设置有湿式电除尘器8，对脱硫后的烟气进行除湿、除尘。
如图4所示，结合图2，在烟气冷凝器与烟气加热器之间设置有湿式电除尘器，对经过烟气冷凝器的烟气进行除湿、除尘。
如图5所示，烟气加热器由多张烟气加热器波纹板片501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，烟气中的石膏颗粒不易积聚，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，消白效果显著。
如图6所示，烟气冷凝器由多张烟气冷凝器波纹板片701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，烟气中的石膏颗粒不易积聚，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。
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 (5)
1.一种烟气升温的消白吸收塔，其特征在于，包括吸收塔塔体、设于吸收塔塔体上方的烟囱，设于吸收塔塔体内的塔内件，设于塔内件上方的烟气加热器，其中，
烟气加热器的冷侧流道两端分别与吸收塔塔体的烟气出口及烟囱的进烟口连接，烟气加热器的热侧流道通过加热介质；
烟气通过吸收塔的烟气入口进入吸收塔，通过塔内件后进入烟气加热器，最后通过烟囱排放。
2.根据权利要求1所述的一种烟气升温的消白吸收塔，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加热介质流道，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所述的一种烟气升温的消白吸收塔，其特征在于，所述吸收塔塔体烟气出口与烟气加热器之间设有烟气冷凝器。
4.根据权利要求3所述的一种烟气升温的消白吸收塔，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所述的一种烟气升温的消白吸收塔，其特征在于，所述烟气冷凝器烟气流道与烟气加热器烟气流道之间设有湿式电除尘器。
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