CN108283878B - 脱硫系统及其散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种脱硫系统及其散热装置，脱硫系统的脱硫塔和第一喷淋部件之间通过浆液管道相连；散热装置包括换热部件，换热部件位于浆液管道内部的部分为吸热段，位于浆液管道外侧的部分为散热段，换热部件内部具有相变工质；在吸热段内，液态的相变工质能够吸收述浆液管道内脱硫浆液的热量转变为气态，在散热段内，气态的相变工质能够放热液化，且液态的相变工质能够回流至吸热段，从而降低脱硫浆液的温度，并降低该温度下饱和烟气的含湿量；换热部件内的相变工质与脱硫浆液换热过程中发生相变，液态相变工质气化吸收的热量较大，因此，散热装置单位换热面积的吸热量较大，能够降低散热装置的体积，从而降低设备的复杂程度和成本。
Description
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，特别涉及脱硫系统及其散热装置。
背景技术
在常规湿法烟气脱硫工艺中，通常会在脱硫塔内设置多个喷淋装置及配套的浆液泵，在浆液泵动力驱动下，脱硫浆液经由脱硫浆液池-管道-浆液泵-管道-喷淋装置的喷嘴进行喷淋，脱硫浆液对烟气进行洗涤脱硫除尘后，回到浆液池继续循环使用。在该过程中，高温的含硫原烟气进入湿法脱硫吸收塔与脱硫浆液反应的同时，高温烟气被脱硫浆液冷却，脱硫浆液吸收高温烟气中的热量导致其中的大量水分蒸发成水蒸汽，并随脱硫后的净烟气流经烟囱排入大气冷凝后形成“白烟”现象，而湿法脱硫工艺排出“白烟”同样不满足排放要求。
为了实现降低脱硫后烟气含水量的目的，目前采取的一种方法是在脱硫后的烟道内设置烟气冷凝器，通过降低脱硫后烟气的温度，使得饱和烟气中的水分析出，从而达到降低脱硫后烟气含水量的目的。
但是，烟气冷凝器结构相对复杂，体系庞大，同时由于高温烟气冷却产生的热量庞大，进一步增大了该工艺的设备体积，进而造成设备成本激增。
另外，学者熊英莹等在《洁净煤技术》发表的《湿式相变冷凝除尘技术对微细颗粒物的脱除研究》提出，充分利用改性氟塑料优异耐腐蚀性的特点，在相变冷凝除尘装置中布置众多改性氟塑料材质的毛细光管对细颗粒物进行冷凝收集，研究表明该方法具备一定效果,该技术在湿法脱硫湿烟气环境中仍有较好的发展前景。
但是，该技术为了达到较好的冷凝除尘除雾效果，需保证足够大的冷凝降温幅度，因此需要足够多的冷凝降温换热面积，这就要求所需的氟塑料光管数量足够多(一般在几万根以上)，众多的氟塑料光管必然造成结构复杂、烟气阻力大、氟塑料光管泄漏故障点多等问题。而且，因为管束密集、结构复杂，出现泄漏时维护也相当困难，将严重影响设备的正常使用性能。另外，由于氟塑料材料价格昂贵，造成设备成本高昂。
有鉴于此，如何提供一种湿法脱硫系统的烟气冷却装置，其能够降低脱硫后烟气的含水量，且结构简单，成本较低，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的为提供脱硫系统的散热装置，所述脱硫系统的脱硫塔和第一喷淋部件之间通过浆液管道相连；所述散热装置包括换热部件，所述换热部件位于所述浆液管道内部的部分为吸热段，位于所述浆液管道外侧的部分为散热段，所述换热部件内部具有相变工质；
在所述吸热段内，液态的所述相变工质能够吸收所述浆液管道内脱硫浆液的热量转变为气态，在所述散热段内，气态的所述相变工质能够放热液化，且液态的所述相变工质能够回流至所述吸热段。
本发明的散热装置工作时，换热部件内的相变工质能够吸收浆液管道内脱硫浆液的热量，从而降低脱硫浆液的温度，温度降低的脱硫浆液与脱硫塔中的烟气反应并换热时，能够降低烟气温度，从而降低该温度下饱和烟气的含湿量，即能够达到降低脱硫后烟气含水量的目的。同时，换热部件内的相变工质与脱硫浆液换热过程中，不仅发生对流换热，还能够发生相变，而液态相变工质气化吸收的热量远大于仅发生对流换热所吸收的热量。因此，本发明中的散热装置单位换热面积的吸热量较大，能够降低散热装置的体积，从而降低设备的复杂程度和成本。
同时，由于该换热部件具有吸热段和散热段114，且相变工质能够在二者之间循环发生相变过程，从而使得该散热装置能够不断降低脱硫浆液的温度。
可选地，所述换热部件位于所述浆液管道内部的部分为吸热段，位于所述浆液管道外侧的部分为散热段，在所述吸热段内，液态的所述相变工质能够吸收所述浆液管道内脱硫浆液的热量转变为气态，在所述散热段内，气态的所述相变工质能够放热液化，且液态的所述相变工质能够回流至所述吸热段。
可选地，所述换热部件包括若干热棒，所述热棒包括处于真空状态的空心管，所述空心管内部具有所述相变工质，且其位于所述浆液管道内部的一段为所述吸热段，位于所述浆液管道外侧的一段为所述散热段。
可选地，同一所述空心管的所述散热段高于所述吸热段，以使液态的所述相变工质能够回流到所述吸热段。
可选地，所述空心管位于所述散热段的外壁设置有若干散热片。
可选地，所述空心管位于所述吸热段的一段为圆管，或者为螺旋形扁管。
可选地，所述散热段上方还设置有第二喷淋部件，其喷淋液用于与所述散热段内气态的所述相变工质换热，以使其转变为液态。
可选地，还包括风门部件，所述风门部件设置于所述脱硫系统靠近所述散热装置一侧的壳体。
可选地，进一步包括设于脱硫浆液流通路径内的旋流部件，以使脱硫浆液在所述浆液管道内呈旋流。
可选地，所述浆液管道为圆管，其内壁设置有螺旋板，所述螺旋板为所述旋流部件。
可选地，所述浆液管道为螺旋形扁管，所述浆液管道的内壁形成所述旋流部件。
可选地，各所述热棒呈螺旋形布置，以使脱硫浆液在各所述吸热段之间呈旋流。
另外，本发明还提供脱硫系统，包括脱硫塔和第一喷淋部件，二者通过浆液管道相连；还包括散热装置，所述散热装置为以上所述的散热装置。
附图说明
图1为本发明所提供脱硫系统在一种具体实施例中的结构示意图；
图2为图1中散热系统的结构示意图；
图3为图2中热棒的结构示意图。
图1-3中：
1散热装置、11热棒、111空心管、112散热片、113吸热段、114散热段、12第二喷淋部件、13螺旋板、14风门部件；
2浆液管道、3浆液循环泵、4脱硫塔、5第一喷淋部件。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考附图1-3，其中，图1为本发明所提供脱硫系统在一种具体实施例中的结构示意图；图2为图1中散热系统的结构示意图；图3为图2中热棒的结构示意图。
在一种具体实施例中，本发明提供一种脱硫系统的散热装置，如图1所示，该脱硫系统包括脱硫塔4，其顶部设置有第一喷淋部件5，该第一喷淋部件5包括若干喷嘴，用于喷出脱硫浆液，在该脱硫塔4内，脱硫浆液与原烟气反应，从而除去原烟气中的硫化物变为净烟气排出脱硫塔4，烟气流动方向如图1中的箭头所示。
同时，与原烟气反应后的脱硫浆液落入脱硫塔4底部的浆液池，为了实现脱硫浆液的循环利用，第一喷淋部件5与浆液池之间通过管道相连，该管道设置有浆液循环泵3，在该浆液循环泵3的作用下，将浆液池中的脱硫浆液重新送入第一喷淋部件5。
进一步地，如图1所示，本发明中的散热装置1设于浆液管道2，其中，该浆液管道2为连接于第一喷淋部件4与脱硫塔1浆液池之间的部分管段或全部管段。该散热装置1包括换热部件，换热部件内部具有相变工质，该相变工质沸点较低，且液态的相变工质能够吸收浆液管道2内脱硫浆液的热量转变为气态。
本发明的散热装置1工作时，换热部件内的相变工质能够吸收浆液管道2内脱硫浆液的热量，从而降低脱硫浆液的温度，温度降低的脱硫浆液与烟气反应并换热时，能够降低烟气温度，从而降低该温度下饱和烟气的含湿量，即能够达到降低脱硫后烟气含水量的目的。同时，换热部件内的相变工质与脱硫浆液换热过程中，不仅发生对流换热，还能够发生相变，而液态相变工质气化吸收的热量远大于仅发生对流换热所吸收的热量。因此，本发明中的散热装置1单位换热面积的吸热量较大，能够降低散热装置1的体积，从而降低设备的复杂程度和成本。
具体地，如图2和图3所示，上述换热部件包括若干热棒11，且各热棒11沿脱硫浆液的流通方向间隔布置，相邻热棒11之间的间距可相同或不同，该热棒11包括吸热段113和散热段114，其中，吸热段113位于浆液管道2内部，散热段114伸出至浆液管道2外侧。同时，热棒11包括处于真空状态的空心管111，该空心管111内部具有相变工质，在吸热段113内，该相变工质能够吸收浆液管道2内脱硫浆液的热量气化，且该气态相变工质能够流向散热段114，在散热段114内，气态相变工质能够放热液化，且液态的相变工质能够回流至吸热段113内与脱硫浆液换热，并循环上述过程。
本实施例中，热棒11具有吸热段113和散热段114，且相变工质能够在二者之间循环发生相变过程，从而使得该散热装置1能够不断降低脱硫浆液的温度。
同时，由于该热棒11的空心管111内部为真空状态，因此，热量在该空心管111内的传播仅依靠相变工质，即吸热段113内的相变工质吸热气化后，随蒸气压力增大，气态相变工质携带热量流向散热段114(如图3中空心管111内部的箭头所示)，在散热段114，气态相变工质冷凝放热转变为液态，且该液态相变工质能够回流至吸热段113(如图3中空心管111外部的箭头所示)。
因此，本实施例中真空状态的空心管111使得相变工质吸收的热量只能从吸热段113流向散热段114，而不能反向流动，从而提高该换热部件的换热效率。
当然，上述换热部件并非必须通过热棒11实现，也可采用本领域的其它结构，只要能够发生相变即可，例如，该换热部件能够与外界连通，从而使得气化后的相变工质能够从换热部件中排出，且能够通入液态相变工质，以便保证该散热装置1能够不断降低脱硫浆液的温度。但是，热棒11不仅自身能够实现相变工质的循环，而且还能够进一步提高换热效率，因此，本实施例中的换热部件优选采用热棒11。
进一步地，如图2所示，同一热棒11的散热段114的设置位置高于吸热段113，以使液化后的相变工质在重力的作用下能够回流到吸热段113。
具体地，该热棒11相对于浆液管道2倾斜，且散热段114高于吸热段113，从而在促进液态相变工质回流的同时，能够增大吸热段113与脱硫浆液的接触面积，进一步提高换热效率。
更具体地，如图3所示，散热段114的空心管111外壁设置有若干散热片112，散热片112能够增大散热段114的换热面积，从而促进气态相变工质放热液化。
另一方面，如图3所示，吸热段113的空心管111可为圆管，或者也可为螺旋形扁管。
当吸热段113的空心管111为螺旋形扁管时，脱硫浆液与该吸热段113外壁接触时，在其螺旋形外壁的作用下，脱硫浆液处于螺旋上升的趋势，从而促进脱硫浆液与吸热段113充分接触，提高换热效率。
进一步地，以上各实施例中，该散热装置1还包括辅助散热部件，用于与热棒11的散热段114内的气态相变工质换热，从而促进其液化。具体地，该辅助散热部件可为设于散热段114上方的第二喷淋部件12，当外界温度较高而无法满足散热段114内气态工质的液化时，开启该第二喷淋部件12，该第二喷淋部件12的喷嘴能够喷出低温喷淋液，且该低温喷淋液能够与散热段114外壁接触，从而与气态相变工质换热，以使其液化。
本实施例中，与散热段114内的相变工质直接与外界环境换热相比，设置第二喷淋部件12时能够促进相变工质液化，从而进一步提高换热效率。
另一方面，如图2所示，该散热装置1还包括风门部件14，风门部件14设置于脱硫系统设置于靠近热棒11一侧的壳体。
具体地，该风门部件14可为百叶窗式结构，且其开度可调，即能够根据环境温度调节其角度和开度，从而满足该脱硫系统和散热装置1的通风需求。
以上各实施例中，该散热装置1进一步包括设于脱硫浆液流通路径内的旋流部件，从而使得脱硫浆液在该浆液管道2内呈旋流，促进脱硫浆液与相变工质换热。
具体地，在一种具体实施例中，如图2所示，该浆液管道2为圆管，其内壁设置有螺旋板13，该螺旋板13为上述旋流部件。
本实施例中，脱硫浆液流过该浆液管道2时，在螺旋板13的作用下呈螺旋形旋流，从而促进换热。
在另一种具体实施例中，浆液管道2为螺旋形扁管，因此，浆液管道2的内壁形成上述旋流部件。
该实施例中，浆液管道2形成的流通路径为螺旋形，从而使得脱硫浆液在该浆液管道2内呈螺旋形旋流，以促进换热。
或者，在该浆液管道2上，各热棒11呈螺旋形布置，以使浆液管道2内的脱硫浆液在各热棒11的吸热段113之间呈旋流，以促进换热。其中，各热棒11呈螺旋形布置意为：各热棒11上对应点的连线为螺旋形，例如，各热棒11中空心管111的内端部相连形成螺旋形。
另外，上述各实施例中，换热部件(例如热棒11)设置于该脱硫系统原有的浆液管道2，即该浆液管道2不仅作为脱硫浆液的流通管道，还可作为脱硫浆液的散热管道，从而起到一物多用的作用。
同时，设置换热部件(例如热棒11)的浆液管道2的管段的直径大于浆液循环泵3出口管段的直径，也大于第一喷淋部件5入口管段的直径，从而使得换热部件(例如热棒11)和旋流部件具有足够的布置空间，同时，直径增大时，能够降低脱硫浆液在该管段的流速，从而提高其与换热部件内相变工质的接触时间，提高换热效率。
同时，本发明还提供一种脱硫系统，如图1所示，该脱硫系统包括相连的脱硫塔4和第一喷淋部件5，还包括散热装置1，其中，该散热装置1为以上任一实施例中所述的散热装置1。
由于该散热装置1具有以上技术效果，包括该散热装置1的脱硫系统也应具备相应的技术效果，此处不再赘述。
以上对本发明所提供的脱硫系统及其散热装置均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (11)
1.脱硫系统的散热装置，所述脱硫系统的脱硫塔(4)和第一喷淋部件(5)之间通过浆液管道(2)相连；其特征在于，所述散热装置(1)包括换热部件，所述换热部件包括若干热棒(11)，所述换热部件位于所述浆液管道(2)内部的部分为吸热段(113)，位于所述浆液管道(2)外侧的部分为散热段(114)，所述换热部件内部具有相变工质；
在所述吸热段(113)内，液态的所述相变工质能够吸收所述浆液管道(2)内脱硫浆液的热量转变为气态，在所述散热段(114)内，气态的所述相变工质能够放热液化，且液态的所述相变工质能够回流至所述吸热段(113)；
所述散热段(114)上方还设置有第二喷淋部件(12)，其喷淋液用于与所述散热段(114)内气态的所述相变工质换热，以使其转变为液态；
在所述浆液管道(2)上，各所述热棒(11)呈螺旋形布置。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述热棒(11)包括处于真空状态的空心管(111)，所述空心管(111)内部具有所述相变工质，且其位于所述浆液管道(2)内部的一段为所述吸热段(113)，位于所述浆液管道(2)外侧的一段为所述散热段(114)。
3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，同一所述空心管(111)的所述散热段(114)高于所述吸热段(113)，以使液态的所述相变工质能够回流到所述吸热段(113)。
4.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述空心管(111)位于所述散热段(114)的外壁设置有若干散热片(112)。
5.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述空心管(111)位于所述吸热段(113)的一段为圆管，或者为螺旋形扁管。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的散热装置，其特征在于，还包括风门部件(14)，所述风门部件(14)设置于所述脱硫系统靠近所述散热装置(1)一侧的壳体。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的散热装置，其特征在于，进一步包括设于脱硫浆液流通路径内的旋流部件，以使脱硫浆液在所述浆液管道(2)内呈旋流。
8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述浆液管道(2)为圆管，其内壁设置有螺旋板(13)，所述螺旋板(13)为所述旋流部件。
9.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述浆液管道(2)为螺旋形扁管，所述浆液管道(2)的内壁形成所述旋流部件。
10.根据权利要求2-5中任一项所述的散热装置，其特征在于，各所述热棒(11)呈螺旋形布置，以使脱硫浆液在各所述吸热段(113)之间呈旋流。
11.脱硫系统，包括脱硫塔(4)和第一喷淋部件(5)，二者通过浆液管道(2)相连；其特征在于，还包括散热装置(1)，所述散热装置(1)为权利要求1-10中任一项所述的散热装置(1)。
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| JPS5697786A (en) * | 1979-12-22 | 1981-08-06 | Demag Ag Mannesmann | Method and device for recovering heat from highhtemperature gas and heat gas and revaluating said recovery |
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Patent Citations (7)
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