CN109107328A - 解决脱硫烟气脱白的方法及脱硫系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种解决脱硫烟气脱白的方法及脱硫系统，包括：将预脱硫烟气引入气体换热器热侧通道，通过气体换热器冷侧通道引入的待排放脱硫烟气对其进行降温；经气体换热器降温后的预脱硫烟气后接入脱硫装置进行脱硫；将脱硫后的烟气接入气液管翅式换热器烟气侧通道，通过气液管翅式换热器水侧通道引入的冷却液对其进行降温冷凝；将降温冷凝后的脱硫烟气接入除雾装置进行除雾；将除雾后的待排放脱硫烟气接入气体换热器冷侧通道，吸收热侧通道的热量，升温脱白后排放。本发明既能从根本上降低待排放烟气中的水分，有效的解决白雾问题；又能利用预脱硫烟气中的余热，节约能源，优化湿法脱硫工艺。
Description
技术领域
本发明涉及脱硫烟气治理技术领域，具体为一种基于气体换热器和气液管翅式换热器组合解决脱硫烟气脱白的方法及脱硫系统。
背景技术
目前，随着国家对环保要求越来越高，大多数燃料烟气排放前都安装了烟气脱硫系统，国内采用的烟气脱硫系统中，由于湿法脱硫技术成熟，脱硫效率高，大部分采用的湿法脱硫。但为了保证烟气的脱硫效果，预脱硫烟气进入脱硫塔前要先进行降温处理，传统方法只考虑烟气脱硫，并未对烟气所携带的热量进行合理利用。此外，湿法脱硫装置出口的烟气基本在50℃～65℃，烟气中水分接近饱和状态，烟气直接排放后，温度迅速降低，遇冷快速凝结，在烟囱出口周围形成“白雾”现象，它不仅是一种视觉污染，还可能因为含有污染物的冷凝水降落到排出口周围引起居民的不满。
对于湿法脱硫烟气排放口的“白雾”现象，目前采用方法的主要是在烟囱处加装烟气再热系统，烟气再热系统需耗费能量，且装置会受烟气腐蚀，并未从根本上解决白雾问题，其他方法虽有改进也存在很多不足之处。
例如公开号为CN 108310794 A的发明专利申请，公开了一种消除烟气排放口白雾水汽的方法，其先用冷凝液喷淋烟气析出水分，再引入蒸汽或热水将烟气升温的方法，此方法虽然能消除白雾，但是采用冷凝塔喷淋降温运维成本较高，设备占地空间较大，还需要增加制备冷凝液的设备，且制备冷凝液能耗高，用水量也大，另外，还需要引入加热装置对烟气进行加热，能耗较大大。
又例如公开号为CN 107570008 A的发明专利申请，公开了一种适用于焦化烟气的脱硫系统，该方法通过气气换热器将高温的焦化烟气温度降低到合适的温度区间，通过气气换热器将脱硫塔出来的烟气进行加热，烟气在露点温度以上排放，不会形成白雾，但此方法属于湿法脱硫前的工艺改造，尾部并未降低待排放烟气中的含湿量，且待排放烟气中可能含污染物的冷凝水降落到地面，没有从根本上解决白雾问题；其次待脱硫烟气进入脱硫塔前布置气气换热器和板式换热器两个设备，占地面积和运维成本均增加。
因此，有必要寻找一种简单有效的解决脱硫烟气脱白的新方法，采用较少的能耗和较低的成本就能有效解决“白雾”这种视觉污染。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种解决脱硫烟气脱白的方法及脱硫系统，基于气体换热器和气液管翅式换热器组合，既能从根本上降低待排放烟气中的水分，有效的解决白雾问题；又能利用预脱硫烟气中的余热，节约能源，优化湿法脱硫工艺。
为解决上述问题，本发明公开一种解决脱硫烟气脱白的方法，包括：
将预脱硫烟气引入气体换热器热侧通道，通过气体换热器冷侧通道引入的待排放脱硫烟气对其进行降温，同时利用其热量对待排放脱硫烟气进行加热；
经气体换热器降温后的预脱硫烟气后接入脱硫装置，进行脱硫处理；
将脱硫后的烟气接入气液管翅式换热器烟气侧通道，通过气液管翅式换热器水侧通道引入的冷却液对其进行降温冷凝；
将降温冷凝后的脱硫烟气接入除雾装置进行除雾处理；
将除雾后的待排放脱硫烟气接入气体换热器冷侧通道，吸收热侧通道的热量，升温脱白后排放。
作为一种优选方案，所述气体换热器为气体板式换热器。
作为一种优选方案，脱硫后的烟气进入气液管翅式换热器时温度在50℃～65℃，经降温冷凝后温度在40℃～45℃。
作为一种优选方案，经气液管翅式换热器降温冷凝析出脱硫烟气中50％以上的水分。
作为一种优选方案，所述冷却液为循环冷却水。
作为一种优选方案，升温脱白后排放的烟气相对湿度在20％以下。
进一步的，本发明还公开一种脱硫系统，包括气体换热器、脱硫装置、气液管翅式换热器和除雾装置，其中，所述气体换热器冷侧通道的出气口连接脱硫装置的进气端，脱硫装置的出气端连接气液管翅式换热器烟气侧通道的进气口，气液管翅式换热器烟气侧通道的出气口连接除雾装置的进气口，除雾装置的出气口连接气体换热器热侧通道的进气口。
作为一种优选方案，所述气体换热器为气体板式换热器。
作为一种优选方案，所述除雾器为丝网除雾器。
作为一种优选方案，该系统还包括与气液管翅式换热器的水侧通道连接的用于提供循环冷却水的冷却水塔。
有益效果：
(1)利用预脱硫的烟气加热脱硫、冷凝除雾的烟气，属于余热利用，节约能耗，降低了烟气中的水分相对湿度，有效解决白雾问题。
(2)把预脱硫烟气的进脱硫塔前的降温过程和脱硫、冷凝的烟气排放前需要再升温过程集中在一个气体换热器中进行，进行余热利用，把预脱硫烟气降温未利用的热能利用在待排放的烟气上，节约能耗，减小设备占用空间，同时还降低了烟气中的水分相对湿度。
(3)利用气液管翅式换热器冷凝析出了烟气中大部分的水分，大大降低了待排放烟气中的含湿量，从根本上解决了脱硫烟气的白雾问题。
(4)工艺简单，运行成本低，有利于对现有湿法脱硫系统进行改进，以优化脱硫烟气排放，减少白雾污染。
附图说明
图1为实施例1所述的脱硫系统示意图；
附图标注：1-气体换热器，2-脱硫塔，3-气液管翅式换热器，4-冷却水塔，5-除雾器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面就结合附图1对本发明的实施例进行详细说明，以方便技术人员理解。
结合图1所示，实施例1公开一种脱硫系统，包括通过管道依次连接气体换热器1、脱硫塔2、气液管翅式换热器3、除雾器5，以及与气液管翅式换热器3水侧连接的冷却水塔4，其中，除雾器5的烟气出口与气体换热器1的冷侧进口相连接，气液管翅式换热器3中，水走翅片管内，烟气走管外。
气体换热器1优选气体板式换热器，其材质选用耐腐蚀不锈钢或加防腐涂层。相对于列管式换热器，气体板式换热器具有传热效率高、结构紧凑、能耗低等优点，更有利于余热的充分利用。
脱硫塔2采用的脱硫方法为湿法脱硫，湿法脱硫具有技术成熟、脱硫效率高、反应速度快等优点。
气液管翅式换热器3中的翅片管选用防锈材料，比如钢铝复合的翅片管、316不锈钢高频焊翅片管等，具有很好的防锈效果。
冷却水塔4中的水分为循环水，可采用浮球补水，液面低于一定液位，浮球阀开启自动补水，不用经常补水。冷却水塔4的水分损失主要为蒸发损失、飞溅损失、定期排水损失等，约占总循环水量的0.5-2％。烟气冷凝析出的水分比较多，还能回收利用。
需要说明的是，气液管翅式换热器3的水侧也可以直接连接冷却液源，例如，可直接引入厂区的冷却废水进行再利用。
除雾器5可采用纤维除雾器和折流式除雾器，优选丝网除雾器，其能有效收集烟气中夹杂的水蒸气和污染物雾沫，实现气液分离，降低烟气中的携带水蒸气的含量。
正常运行时，预脱硫烟气从气体换热器1的热侧进口进入气体换热器1，在气体换热器进行热交换，降温后的预脱硫烟气从气体换热器1的热侧出口进入脱硫塔2，经脱硫塔2脱硫后的烟气进入气液管翅式换热器3的烟气侧，脱硫后的烟气被水侧接入的循环冷却液冷凝，脱硫、冷凝后的烟气进入除雾器5除雾，经脱硫、冷凝和除雾后的待排放脱硫烟气再进入气体换热器1的冷侧进口，在气体换热器内，待排放脱硫烟气经换热升温后实现脱白排放。
实施例2公开一种基于气体换热器和气液管翅式换热器组合解决脱硫烟气脱白的方法，具体包括以下步骤：
1)将预脱硫烟气接入气体换热器1的热侧通道中，实现预脱硫烟气和待排放脱硫烟气的热交换，利用预脱硫烟气热量加热脱硫、冷凝后的烟气，使预脱硫烟气降温，以实现预脱硫烟气的余热利用。
2)将降温后的预脱硫烟气接入脱硫塔2进行湿法脱硫，从脱硫塔出来的脱硫烟气温度在50℃～65℃。
3)将脱硫烟气引入气液管翅式换热器3中，通过冷却水塔4中的循环冷却水进行冷凝，脱硫、冷凝的烟气出口温度控制在40℃～45℃，析出脱硫烟气中50％以上的水分，降低脱硫烟气的含湿量。
4)将冷凝后的脱硫烟气引入除雾器5，以除去脱硫、冷凝后烟气中夹带的雾滴。
5)将脱硫、冷凝和除雾的烟气引入气体换热器1的冷侧通道中进行再升温，使烟气中水蒸气的相对湿度达到20％以下，烟气中水蒸气由饱和态变成不饱和态后排放，从而有效消除白雾的产生。
其中，脱硫烟气冷凝优选水冷方法，因为脱硫烟气冷凝出的水的潜热比较大，若选用空冷，不仅设备体积大，占地面积大。若采用冷却水塔，循环水分损失少，不需要经常补水，通过循环水进行脱硫烟气冷凝，还能回收烟气中析出的冷凝水，节约水资源。当然，此处也可以采用其他液体冷凝，例如，可采用乙二醇、丙醇、制冷剂等作为冷凝液。
另，需要说明的是，为保证脱硫的效率，一般都需要把进入脱硫塔前的预脱硫烟气温度降低。不同工艺产生的含硫烟气初始温度范围较大，在130—250℃不等，而进入脱硫塔前温度一般都需要降到90-95℃左右。通过气体换热器一方面实现了预脱硫烟气的降温，另一方面对余热进行再利用，用于加热待排放烟气，有效降低了待排放烟气的相对湿度，使待排放的烟气在露点温度上排放，有利于解决白雾问题。
基于实施例2，下面给出一组具体的实验数据。
一股流量为80000Nm3/h，140℃的预脱硫烟气经过气体换热器换热降温达到94℃，其中，气体换热器为气体板式换热器，换热面积为550m2；94℃的预脱硫烟气进入脱硫塔进行反应脱硫，脱硫塔出口的脱硫烟气为55℃，含湿量为115.3g/kg；流量80000Nm3/h 的脱硫烟气进入气液管翅式换热器，气液管翅式换热器的面积为990m2，冷却水塔的循环水量为74t/h，30℃进，35℃出，脱硫烟气降到40℃，含湿量变为49.1g/kg析出冷凝水约为686kg，约把脱硫烟气中58％的水分除去；然后用丝网除雾器除去脱硫、冷凝后烟气中的液滴和尘粒等；最后将脱硫、冷凝和除雾的烟气接入气体换热器，经过换热升温到85℃，排放烟气中水分的相对湿度降到7％，完全达到除去白雾的效果。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种解决脱硫烟气脱白的方法，其特征在于：包括：
将预脱硫烟气引入气体换热器热侧通道，通过气体换热器冷侧通道引入的待排放脱硫烟气对其进行降温，同时利用其热量对待排放脱硫烟气进行加热；
经气体换热器降温后的预脱硫烟气后接入脱硫装置进行脱硫处理；
将脱硫后的烟气接入气液管翅式换热器烟气侧通道，通过气液管翅式换热器水侧通道引入的冷却液对其进行降温冷凝；
将降温冷凝后的脱硫烟气接入除雾装置进行除雾处理；
将除雾后的待排放脱硫烟气接入气体换热器冷侧通道，吸收热侧通道的热量，升温脱白后排放。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述气体换热器为气体板式换热器。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：脱硫后的烟气进入气液管翅式换热器时温度在50℃～65℃，经降温冷凝后温度在40℃～45℃。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：经气液管翅式换热器降温冷凝析出脱硫烟气中50％以上的水分。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述冷却液为循环冷却水。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：升温脱白后排放的烟气相对湿度在20％以下。
7.一种脱硫系统，其特征在于，包括气体换热器、脱硫装置、气液管翅式换热器和除雾装置，其中，所述气体换热器冷侧通道的出气口连接脱硫装置的进气端，脱硫装置的出气端连接气液管翅式换热器烟气侧通道的进气口，气液管翅式换热器烟气侧通道的出气口连接除雾装置的进气口，除雾装置的出气口连接气体换热器热侧通道的进气口。
8.根据权利要求7所述的脱硫系统，其特征在于：所述气体换热器为气体板式换热器。
9.根据权利要求7所述的脱硫系统，其特征在于：所述除雾器为丝网除雾器。
10.根据权利要求7至9任意一项所述的脱硫系统，其特征在于：还包括与气液管翅式换热器的水侧通道连接的用于提供循环冷却水的冷却水塔。
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