CN108413656A - 一种利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统及方法，脱硫吸收塔的出口与热泵蒸发器的放热侧入口相连通，热泵蒸发器的放热侧出口与热泵烟气加热器的吸热侧入口相连通，热泵烟气加热器的吸热侧出口与烟囱的入口相连通，热泵蒸发器的吸热侧出口经热泵压缩机与热网水加热器的放热侧入口相连通，热网水加热器的放热侧出口与热泵烟气加热器的放热侧入口相连通，热泵烟气加热器的放热侧出口与热泵蒸发器的吸热侧入口相连通，该系统及方法能够回收脱硫吸收塔输出烟气中的热量，同时降低烟囱排出烟气中可凝结颗粒物的量，避免出现烟囱冒白烟现象以及烟囱雨现象。

Description

一种利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统及方法
技术领域
本发明属于节能环保领域，涉及一种烟气冷凝除湿再升温系统及方法，具体涉及一种利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统及方法。
背景技术
在烟气脱硫领域，目前90％以上采用湿法烟气脱硫工艺，脱硫后的饱和湿烟气通过湿烟囱进行排放。烟囱内的烟气处于饱和状态，温度一般为40℃-55℃，排出的饱和烟气受温度较低的大气急剧冷却，烟气中水蒸气冷凝成液态，烟气透射光率下降，从而造成烟囱冒白烟现象以及烟囱雨现象，同时排出的烟气中含有大量的可溶性盐、硫酸雾及有机物等可凝结颗粒物，并且造成了热量的浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统及方法，该系统及方法能够回收脱硫吸收塔输出烟气中的热量，同时降低烟囱排出烟气中可凝结颗粒物的量，避免出现烟囱冒白烟现象以及烟囱雨现象。
为达到上述目的，本发明所述的利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统包括热网水输入管道、热网水输出管道、脱硫吸收塔、热泵蒸发器、热泵压缩机、热网水加热器、热泵烟气加热器及烟囱；
脱硫吸收塔的出口与热泵蒸发器的放热侧入口相连通，热泵蒸发器的放热侧出口与热泵烟气加热器的吸热侧入口相连通，热泵烟气加热器的吸热侧出口与烟囱的入口相连通，热泵蒸发器的吸热侧出口经热泵压缩机与热网水加热器的放热侧入口相连通，热网水加热器的放热侧出口与热泵烟气加热器的放热侧入口相连通，热泵烟气加热器的放热侧出口与热泵蒸发器的吸热侧入口相连通，热网水输入管道与热网水加热器的吸热侧入口相连通，热网水输出管道与热网水加热器的吸热侧出口相连通。
热泵烟气加热器的放热侧出口经热泵节流阀与热泵蒸发器的吸热侧入口相连通。
热泵蒸发器内设置有凝结水收集装置。
还包括凝结水处理装置，其中，凝结水处理装置与凝结水收集装置的出口相连通。
本发明所述的利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温方法包括以下步骤：脱硫吸收塔输出的湿烟气进入到热泵蒸发器中进行放热，使烟气饱和温度降低，从而使烟气中的水汽、可溶性盐、硫酸雾及有机物凝结析出，再经热泵烟气加热器升温为65℃-80℃的非饱和烟气，然后经烟囱排出，热泵烟气加热器放热侧输出的工质经热泵节流阀节流后进入到热泵蒸发器的吸热侧中进行吸热，然后经热泵压缩机压缩后进入到热网水加热器中加热热网水，然后再进入到热泵烟气加热器的放热侧中；热网水经热网水输入管道进入到热网水加热器的吸热侧中进行加热，然后再经热网水输出管道排出。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统及方法在具体操作时，脱硫吸收塔输出的湿烟气经热泵蒸发器进行降温，以降低烟气的饱和温度，从而使烟气中的水汽、可溶性盐、硫酸雾及有机物等可凝结颗粒物进行凝结，然后再通过热泵烟气加热器加热后经烟囱排出，从而降低排出烟气中可凝结颗粒物的量，避免出现烟囱冒白烟现象以及烟囱雨现象。另外，本发明采用热泵技术回收烟气中的低品位热量，具体的，热网水加热器输出的工质经热泵烟气加热器放热、热泵节流阀节流、热泵蒸发器吸热及热泵压缩机压缩后进入到热网水加热器中，从而实现烟气中低品位热量的回收，同时实现对热网水的加热，节约能源的同时提高机组的效率及供热能力，结构简单，操作方便，实用性极强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为脱硫吸收塔、2为热泵蒸发器、3为热泵压缩机、4为热网水加热器、5为热泵烟气加热器、6为热泵节流阀、7为烟囱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统包括热网水输入管道、热网水输出管道、脱硫吸收塔1、热泵蒸发器2、热泵压缩机3、热网水加热器4、热泵烟气加热器5及烟囱7；脱硫吸收塔1的出口与热泵蒸发器2的放热侧入口相连通，热泵蒸发器2的放热侧出口与热泵烟气加热器5的吸热侧入口相连通，热泵烟气加热器5的吸热侧出口与烟囱7的入口相连通，热泵蒸发器2的吸热侧出口经热泵压缩机3与热网水加热器4的放热侧入口相连通，热网水加热器4的放热侧出口与热泵烟气加热器5的放热侧入口相连通，热泵烟气加热器5的放热侧出口与热泵蒸发器2的吸热侧入口相连通，热网水输入管道与热网水加热器4的吸热侧入口相连通，热网水输出管道与热网水加热器4的吸热侧出口相连通。
热泵烟气加热器5的放热侧出口经热泵节流阀6与热泵蒸发器2的吸热侧入口相连通；热泵蒸发器2内设置有凝结水收集装置；本发明还包括凝结水处理装置，其中，凝结水处理装置与凝结水收集装置的出口相连通。
本发明所述的利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温方法包括以下步骤：脱硫吸收塔1输出的湿烟气进入到热泵蒸发器2中进行放热，使烟气饱和温度降低，从而使烟气中的水汽、可溶性盐、硫酸雾及有机物凝结析出，再经热泵烟气加热器5升温为65℃-80℃的非饱和烟气，然后经烟囱7排出，热泵烟气加热器5放热侧输出的工质经热泵节流阀6节流后进入到热泵蒸发器2的吸热侧中进行吸热，然后经热泵压缩机3压缩后进入到热网水加热器4中加热热网水，然后再进入到热泵烟气加热器5的放热侧中；热网水经热网水输入管道进入到热网水加热器4的吸热侧中进行加热，然后再经热网水输出管道排出。
本发明利用热泵技术有效回收低品位热量，将其转换为高品位的热能，以替代传统的高温烟气、汽轮机抽气加热的方式，提高机组效率及供热能力。
另外，本发明通过对烟气进行降温，使烟气中的水汽、可溶性盐、硫酸雾及有机物等可凝结颗粒物凝结析出，然后再升温后从烟囱7排出，以降低排出烟气中可凝结颗粒物的量，避免出现烟囱7冒白烟现象以及烟囱7雨现象。另外，通过回收烟气冷却凝结的凝结水，达到节水的目的，同时实现对热网水的加热。
需要说明的是，热泵蒸发器2对烟气进行降温除湿的过程中，鉴于经济性考虑，烟气温度降低3-5℃为宜，烟气含湿量可降低15％-25％。另外，本发明中的热网水可以通过凝汽器的凝结水进行替代。

Claims (5)

1.一种利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统，其特征在于，包括热网水输入管道、热网水输出管道、脱硫吸收塔(1)、热泵蒸发器(2)、热泵压缩机(3)、热网水加热器(4)、热泵烟气加热器(5)及烟囱(7)；
脱硫吸收塔(1)的出口与热泵蒸发器(2)的放热侧入口相连通，热泵蒸发器(2)的放热侧出口与热泵烟气加热器(5)的吸热侧入口相连通，热泵烟气加热器(5)的吸热侧出口与烟囱(7)的入口相连通，热泵蒸发器(2)的吸热侧出口经热泵压缩机(3)与热网水加热器(4)的放热侧入口相连通，热网水加热器(4)的放热侧出口与热泵烟气加热器(5)的放热侧入口相连通，热泵烟气加热器(5)的放热侧出口与热泵蒸发器(2)的吸热侧入口相连通，热网水输入管道与热网水加热器(4)的吸热侧入口相连通，热网水输出管道与热网水加热器(4)的吸热侧出口相连通。
2.根据权利要求1所述的利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统，其特征在于，热泵烟气加热器(5)的放热侧出口经热泵节流阀(6)与热泵蒸发器(2)的吸热侧入口相连通。
3.根据权利要求1所述的利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统，其特征在于，热泵蒸发器(2)内设置有凝结水收集装置。
4.根据权利要求3所述的利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统，其特征在于，还包括凝结水处理装置，其中，凝结水处理装置与凝结水收集装置的出口相连通。
5.一种利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温方法，其特征在于，基于权利要求2所述的利用压缩式热泵进行烟气冷凝除湿再升温系统，包括以下步骤：脱硫吸收塔(1)输出的湿烟气进入到热泵蒸发器(2)中进行放热，使烟气的饱和温度降低，从而使烟气中的水汽、可溶性盐、硫酸雾及有机物凝结析出，再经热泵烟气加热器(5)升温为65℃-80℃的非饱和烟气，然后经烟囱(7)排出，热泵烟气加热器(5)放热侧输出的工质经热泵节流阀(6)节流后进入到热泵蒸发器(2)的吸热侧中进行吸热，然后经热泵压缩机(3)压缩后进入到热网水加热器(4)中加热热网水，然后再进入到热泵烟气加热器(5)的放热侧中；热网水经热网水输入管道进入到热网水加热器(4)的吸热侧中进行加热，然后再经热网水输出管道排出。
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