CN108361726A - 一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统及方法，消白烟系统设置在火力发电厂脱硫机组锅炉尾部烟气排放系统的脱硫吸收塔与烟囱之间，消白烟方法包括如下步骤：(1)先将脱硫吸收塔排放的烟气进行除雾；(2)然后再将烟气中的湿气进行升压凝结；(3)然后再将经过升压凝结后的烟气中的湿气进行冷却凝结；(4)最后将干燥的烟气通过烟囱排出。本发明结构简单，使用方便，可将从脱硫吸收塔出来的烟气中的湿气去除干净，使得烟囱在任何季节排烟时，都不会出现“白色烟羽”现象。

Description

一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统及方法

技术领域

本发明涉及大型火力发电厂脱硫机组锅炉尾部烟气排放领域，具体涉及一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统及方法。

背景技术

参见图1，现有的大型火力发电厂脱硫机组锅炉尾部烟气排放系统一般包括依次连接的锅炉100、预热器200、电除尘装置300、引风机400、脱硫吸收塔500和烟囱600。

从预热器200出来的原烟气经过电除尘装置300静电除尘后，进入脱硫吸收塔500，经过脱硫吸收塔石灰石浆液的充分洗涤、除湿后变成净烟气，达到规定的排放标准进入到烟囱排放。

在该系统中，大部分发电厂未安装GGH，未通过烟气加热器来提高温度后直接排放，烟囱出口烟气温度只有40-50℃左右，烟气水分浓度为5-20％范围，水份露点温度高于烟气和周围环境混合温度，导致发电厂烟囱出口出现水蒸气“白烟烟羽”现象，烟气带出的水分在烟囱周边极小的半径范围内降落，同时烟气中携带的脱硫浆液雾滴也随之降落，形成所谓的“浆液雨”。烟囱周边的高浓度水滴和烟气中的酸性气体及烟尘一起形成气溶胶，据说是PM2.5的较大组份之一。而布置烟气加热系统GGH火电厂，从静电除尘或布袋除尘的锅炉尾部烟气还要再次进入GGH，烟道布置复杂，且GGH制作成本和运行维护费用高，排放的浆液雾滴和气溶胶总量并不下降，只是提高了高度，扩大了影响范围。

上述“白色烟羽”形成原理如下：

湿法脱硫后的湿烟气直接排放之所以会产生“白色烟羽”，是因为在脱硫过程中，脱硫浆液与高温烟气直接接触，发生传热传质。一方面水分蒸发，增加烟气的含湿量；另一方面，烟气温度降低，烟气携带水蒸汽的能力降低。烟气达到饱和状态后，会携带部分小液滴。这些携带小液滴的饱和湿烟气经除雾器除去绝大部分液滴后，如果直接经烟囱排入大气，由于环境温度比烟气温度低，饱和湿烟气中的水分就会凝结成小液滴形成“白色烟羽”。

图2为相对湿度为100％的空气中含湿量随温度的变化趋势曲线，A点为排放湿烟气的初始状态，B点、C点为不同的环境空气状态，AB，AC分别与饱和湿度曲线相交于B1，C1点。湿烟气从烟囱口排出后是否会出现白烟及出现白烟的长度，不仅与烟气本身含湿量的多少、烟气的温度(A点位置)有关，而且与它周围环境空气的温度、湿度(即B，C点位图1温湿图上烟气状态变化置)有关。A点状态的湿烟气从烟囱口排出后，沿饱和湿度曲线变化到B1点，在这个过程中湿烟气中的水分凝结成小液滴，也即形成“白色烟羽”，然后由B1点沿直线变化到环境状态B点，在这个过程中“白色烟羽”消失。由A点变化到环境温度更低的C点的过程也类似，只不过“白色烟羽”的长度更长。因此，只要湿烟气初始状态点与环境状态点的连线与饱和湿度曲线相交，就会产生“白色烟羽”。并且环境温度越低、湿度越大“白色烟羽”越长。

大气环境因素中，环境温度、相对湿度、大气压力都对“白色烟羽”的形成有影响，其中环境温度的影响最大，要想减小“白色烟羽”，要么使水汽处于过热状态，使人的眼睛无法分辨，要么将其凝结成水排出。按照以上思路，目前的处理方法有：烟气冷凝除水技术、(冷却水与烟气接触+空冷)技术、旋流式分离技术、各种烟气加热技术等，都取得一定效果，但都存在各种缺点。

发明内容

本发明为了解决上述问题，从而提供一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统及方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统，所述消白烟系统设置在火力发电厂脱硫机组锅炉尾部烟气排放系统的脱硫吸收塔与烟囱之间，所述消白烟系统将经过脱硫吸收塔后的烟气中湿的净烟气回收，将干净的烟气输送给烟囱。

在本发明的一个优选实施例中，所述消白烟系统包括烟气升压凝结室、除雾器、空气喷射增压装置和冷凝管，所述烟气升压凝结室的进口通过管道连接脱硫吸收塔的排气口，所述烟气升压凝结室的出口通过管道连接烟囱的进气口，所述烟气升压凝结室的底部设有下部水室，所述除雾器和空气喷射增压装置设置在烟气升压凝结室的进口处，所述冷凝管设置在烟气升压凝结室出口处。

在本发明的一个优选实施例中，所述空气喷射增压装置为压缩空气管道或风机。

在本发明的一个优选实施例中，所述冷凝管内设有循环水，所述循环水的温度低于进入烟气升压凝结室内烟气的温度。

在本发明的一个优选实施例中，所述下部水室通过管道连接脱硫吸收塔。

一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟方法，其特征在于，所述消白烟方法包括如下步骤：

(1)先将脱硫吸收塔排放的烟气进行除雾；

(2)然后再将烟气中的湿气进行升压凝结；

(3)然后再将经过升压凝结后的烟气中的湿气进行冷却凝结；

(4)最后将干燥的烟气通过烟囱排出。

本发明的有益效果是：

本发明结构简单，使用方便，可将从脱硫吸收塔出来的烟气中的湿气去除干净，使得烟囱在任何季节排烟时，都不会出现“白色烟羽”现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为大型火力发电厂脱硫机组锅炉尾部烟气排放系统的结构示意图；

图2为烟气变化状态图；

图3为本发明与大型火力发电厂脱硫机组锅炉尾部烟气排放系统的配合示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图3，本发明提供的火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统，其直接设置在脱硫吸收塔500和烟囱600之间，其可对经过脱硫吸收塔500脱硫后的烟气中的湿气去除，使得烟气经过烟囱600排放时无白烟现象，其具体包括烟气升压凝结室710、除雾器720、空气喷射增压装置730和冷凝管740。

烟气升压凝结室710，其为一密封的腔体，在其一侧设有进口，进口通过管道与脱硫吸收塔500连接，经过脱硫吸收塔500脱硫后的烟气通过管道进入到烟气升压凝结室710内，在其另一侧设有出口，出口通过管道连接烟囱600，经过消白烟后的烟气可通过管道进入到烟囱600内。

除雾器720，其设置在烟气升压凝结室710的进口处，其是本系统的初步去湿装置，用于将烟气中较大的浆液液滴去除。

气喷射增压装置730，其设置在烟气升压凝结室710的进口处，其是用于为烟气升压凝结室710提供干燥的空气，对经过除雾器720除雾后进入烟气升压凝结室710的烟气进行增压。

气喷射增压装置730具体可为为压缩空气管道或风机。

当经过除雾器720除雾后进入烟气与气喷射增压装置730吹入烟气升压凝结室710内的干燥空气接触后会进行升压，由于压力提高，烟气中的水分分压力也会得到提高，这时会使得残留在烟气中湿烟气的一部分进行凝结，凝结的水会顺着烟气升压凝结室710的内壁向下流。

在烟气升压凝结室710的底部设有下部水室711，下部水室711具体为一U形槽体，沿着烟气升压凝结室710的内壁向下流的凝结水会流入到下部水室711内进行回收。

另外，为了便于烟气在烟气升压凝结室710内升压，防止烟气与凝结水接触，烟气升压凝结室710的左侧具体为直角梯形状，为烟气升压凝结室710右侧为矩形状，这样使得烟气升压凝结室710出口处的高度变高，便于升压。

冷凝管740，其设置在烟气升压凝结室710内，并且位于下部水室711上方，经过升压凝结后的烟气会被气喷射增压装置730吹入冷凝管740上。

冷凝管740是用于对经过升压凝结后的烟气中的湿气进行冷却凝结，从而将烟气中的湿气除去干净。

在冷凝管740内设有循环水，并且循环水的温度低于烟气的温度，这样，当烟气与冷凝管740接触时，湿烟气会被冷凝管740凝结，凝结的水开始分布在冷凝管740上，形成水珠后会掉落到下部水室711内，经过冷凝管740后的干燥的烟气会被吹入到烟囱600内。

为了进一步提高凝结效果，从而能够将烟气中的湿气去除干净，在冷凝管740的表面可设置光滑的具有良好热交换性的防腐蚀层。

由于本系统采用气喷射增压装置730的抽吸作用，因此对烟囱600的抽吸能力影响是正面的，故可使得大型火力发电厂脱硫机组锅炉尾部烟气排放系统的引风机400的功率消耗得到下降，节约了能源。

另外，在下部水室711与脱硫吸收塔500之间可设置一个密封的管路，这样下部水室711回收的凝结水可输送给脱硫吸收塔500进行循环使用，大大节约了能源。

基于上述方案的实施，本申请还提供一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟方法，

该方法包括如下步骤：

(1)先将脱硫吸收塔排放的烟气进行除雾；

(2)然后再将烟气中的湿气进行升压凝结；

(3)然后再将经过升压凝结后的烟气中的湿气进行冷却凝结；

(4)最后将干燥的烟气通过烟囱排出。

通过该方法的实施，可将从脱硫吸收塔500出来的湿的净烟气，在排放前就进行水分的回收和利用，脱出大部分水分，浆液雾滴一同随水分回收，排放的烟气温度降低很小，干度得到提高，排放到环境中的烟气较为干燥，大大减轻烟囱出口的白烟现象，可以完全做到消白烟现象。同时烟囱的防腐工作也大大减轻。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统，其特征在于，所述消白烟系统设置在火力发电厂脱硫机组锅炉尾部烟气排放系统的脱硫吸收塔与烟囱之间，所述消白烟系统将经过脱硫吸收塔后的烟气中湿的净烟气回收，将干净的烟气输送给烟囱。

2.根据权利要求1所述的一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统，其特征在于，所述消白烟系统包括烟气升压凝结室、除雾器、空气喷射增压装置和冷凝管，所述烟气升压凝结室的进口通过管道连接脱硫吸收塔的排气口，所述烟气升压凝结室的出口通过管道连接烟囱的进气口，所述烟气升压凝结室的底部设有下部水室，所述除雾器和空气喷射增压装置设置在烟气升压凝结室的进口处，所述冷凝管设置在烟气升压凝结室出口处。

3.根据权利要求2所述的一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统，其特征在于，所述空气喷射增压装置为压缩空气管道或风机。

4.根据权利要求2所述的一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统，其特征在于，所述冷凝管内设有循环水，所述循环水的温度低于进入烟气升压凝结室内烟气的温度。

5.根据权利要求2所述的一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统，其特征在于，所述下部水室通过管道连接脱硫吸收塔。

6.一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟方法，其特征在于，所述消白烟方法包括如下步骤：

(1)先将脱硫吸收塔排放的烟气进行除雾；

(2)然后再将烟气中的湿气进行升压凝结；

(3)然后再将经过升压凝结后的烟气中的湿气进行冷却凝结；

(4)最后将干燥的烟气通过烟囱排出。