CN109185910B - 一种利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法 - Google Patents

一种利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法，包括：烟气从锅炉排出后，先经过烟气‑热水换热器、再热热交换器和湿式脱硫塔进行降温、脱硫处理，而后在空气‑烟气显热交换系统中与室外冷空气换热，进行初步除湿，初步除湿的烟气进入间接蒸发冷却系统进行深度除湿，而后再热排放。本发明在冬季利用室外冷空气，经过空气‑烟气显热交换系统和间接蒸发冷却系统对烟气进行深度冷却除湿处理，解决了因烟气含湿量大而造成的雾霾、局部酸雨、酸冰等环境问题。同时利用天然冷源降温除湿消白节约能源，深度除湿降低烟气排放温度。工艺流程应用范围广，适用于纬度低于40°的地区。系统简单、便宜，初投资小，年运行费用低。

Description

一种利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法
技术领域
本发明涉及大气污染治理领域。特别涉及锅炉烟气除湿，消除水汽、治理雾霾。
背景技术
我国锅炉以燃煤为主，2014年，我国燃煤发电39510亿千瓦时，约占火力发电量的93.5％，占全国总发电量的70.5％。燃煤发电需要进行脱硫，目前大部分燃煤锅炉采用的是湿式脱硫法脱硫。经湿式脱硫后的烟气含湿量在80～100g/kg，温度在45～60摄氏度，烟气处于饱和状态。在冬季，饱和烟气从烟囱排放时，与室外冷空气混合。在室外空气温度低与烟气含湿量高的双重作用下，气体混合过程线穿过了焓湿图上的饱和空气线，造成结雾现象，烟气中的水蒸气来不及与室外空气混合均匀就冷凝成细水滴，即烟囱口的白色烟羽，并造成“烟囱雨”、“石膏雨”等环境问题。同时，冷凝出的细水滴为大气中的颗粒物提供了凝结核，形成雾霾，加重空气污染。不仅如此，在高空形成的水雾，阻碍了污染物的扩散，进一步加重雾霾。
要消白除雾，就要保证烟囱排放的烟气与室外空气的混合线不经过“雾区”(即混合过程线不穿过饱和空气线)。经过“雾区”的原因有两个，一是烟气与室外空气温差小，一是烟气含湿量大。因此现有的消白手段有两大类，一类是提高烟气排放温度，降低烟气的相对湿度；另一类是降低烟气的含湿量。第一类消白手段的主要技术是烟气再热起，业内称GGH(Gas-Gas Heater)，是将脱硫后的饱和烟气升温到80℃以上排放。第二类消白手段的主要技术有：1)利用溶液除湿，利用烟气废热作为溶液再生热源；2)利用固体吸附除湿，利用烟气废热作为固体再生热源；3)利用热泵制冷除湿；4)利用开式吸收式热泵除湿。
从除湿消白方面比较，GGH法只降低相对湿度，不降低含湿量；固体吸附和液体吸收除湿法能将烟气降至50～60g/Nm3，除湿率在50％左右；热泵制冷能将烟气将至露点以下，除湿率达80％，但是要消耗大量电能。从能源角度比较，除了风机的能耗外，GGH的再热量来自烟气废热，固体、液体除湿的再生热量也来自烟气废热。液体溶液除湿中的溶液泵还需消耗一部分泵功，热泵除湿需要外界输入额外电能。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种兼顾节能、环保与经济运行且能保证系统稳定性的利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法，包括以下步骤：
烟气锅炉排放后的烟气通过烟气通道依次进行如下循环：
(1)进入烟气-热水换热器与冷水换热制备热水，供采暖使用；之后，降温后的烟气进入再热热交换器，与除湿后的饱和烟气换热进一步降温；
(2)进一步降温后的烟气进入湿式脱硫塔脱硫降温；从湿式脱硫塔出来的饱和烟气，先进入空气-烟气显热交换系统与室外冷空气进行显热交换，冷却析出部分冷凝水进行初步除湿，初步除湿后的烟气再进入间接蒸发冷却系统的干通道，在干通道内被进一步冷却，析出水蒸气形成除湿后的饱和烟气，达到烟气排放不结雾的含湿量，析出的水蒸气形成冷凝水；除湿后的饱和烟气经过再热热交换器与所述的降温后的烟气换热，再热到排放后烟气不形成白雾的温度进行排放；
显热交换冷却析出部分冷凝水的烟气进入所述的间接蒸发冷却系统被进一步冷却的方法为：(a)进行显热交换后的室外冷空气进入间接蒸发冷却系统中的湿通道；(b)安装在湿通道内且与循环水出口连通的喷嘴向湿通道内的室外空气喷循环脱硫水,冷却空气；(c)湿通道内的空气边冷却边与干通道中的初步除湿后的烟气换热，使干通道内的初步除湿后的烟气进一步冷却，析出水蒸气。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
首次提出利用间接蒸发冷却的方法进行烟气除湿，是一种全新的工艺。能使烟气除湿排放，减少“烟囱雨”、“石膏雨”、“局部酸雨”和雾霾的产生。本发明适用地区范围广，可适用于纬度40°以下(室外空气温度高于零下20℃)的地区。且适用类型广，不仅适用于燃煤锅炉脱硫后的饱和烟气除湿，也适用于燃气、燃油锅炉的烟气除湿。采用显热交换与间接蒸发冷却相结合的工艺，充分利用冬季室外冷源的冷量，两步除湿，做到深度除湿。且充分利用废热再热除湿后的烟气，并制备热水。此外，回收除湿析出的冷凝水，部分作为间接蒸发冷却循环喷水的补水源，部分用于其他工艺用水，节约水资源。工艺流程、设备简单，投资小。
附图说明
图1是本发明方法采用的一种利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明加以说明。
如图1所示的本发明一种利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法，包括以下步骤：
烟气锅炉1排放后的烟气A通过烟气通道依次进行如下循环：
(1)进入烟气-热水换热器2与冷水换热制备热水，供采暖使用；之后，降温后的烟气B进入再热热交换器3，与除湿后的饱和烟气F换热进一步降温；
(2)进一步降温后的烟气C进入湿式脱硫塔4脱硫降温；从湿式脱硫塔出来的饱和烟气D，先进入空气-烟气显热交换系统5与室外冷空气H进行显热交换，冷却析出部分冷凝水进行初步除湿，初步除湿后的烟气E再进入间接蒸发冷却系统6的干通道，在干通道内被进一步冷却，析出水蒸气形成除湿后的饱和烟气F，达到烟气排放不结雾的含湿量，析出的水蒸气形成冷凝水；除湿后的饱和烟气F经过再热热交换器3与所述的降温后的烟气B换热，再热到排放后烟气G不形成白雾的温度进行排放；
显热交换冷却析出部分冷凝水的烟气进入所述的间接蒸发冷却系统被进一步冷却的方法为：(a)进行显热交换后的室外冷空气I进入间接蒸发冷却系统6中的湿通道；(b)安装在湿通道内且与循环水管道的出口连通的喷嘴向湿通道内的室外空气I喷循环脱硫水,冷却空气；(c)湿通道内的空气边冷却边与干通道中的初步除湿后的烟气E换热，使干通道内的初步除湿后的烟气E进一步冷却，析出水蒸气。
作为本发明的一种优选的实施方式，在所述的空气-烟气显热交换器5的壳体内平行间隔安装有多个交换器隔板，所述的多个交换器隔板将空气-烟气显热交换器5的壳体分隔为彼此独立的多个通道，所述的多个通道交替设置为所述的空气-烟气显热交换器5的空气通道和烟气通道，所述的多个交换器隔板为空气通道和烟气通道之间的换热壁面。
沿与烟气流动方向平行的方向，在所述的间接蒸发冷却器的壳体内平行间隔安装有多个冷却器隔板，所述的多个冷却器隔板将间接蒸发冷却器的壳体分隔为彼此独立的多个通道，所述的多个通道交替设置为所述的间接蒸发冷却器的湿通道和干通道，所述的多个冷却器隔板为湿通道和干通道之间的换热壁面。
进一步优选的，所述的间接蒸发冷却器6的湿通道的进出口沿竖直方向设置，空气通道流出的空气从湿通道底部进口进入湿通道并从湿通道顶部出口流出，所述的干通道的进出口沿水平方向设置，增加换热面积，增强换热效果。
再进一步优选的，在湿通道内壁上植有吸水性良好的绒毛(尼龙、粘胶、睛纶、人造纤维等)，增大换热面积，增强换热。
再进一步优选的，一台水处理器8的入口通过管道分别与间接蒸发冷却器的壳体底部以及烟气-空气显热交换器的壳体底部相连通以汇集空气-烟气显热交换系统烟气通道内的冷凝水以及间接蒸发冷却系统干通道内的冷凝水，所述的水处理器8的出口通过装有循环水泵7的管道与所述的循环水管道相连以提供循环水的补水。
实施例1
温度为130℃的高温未脱硫烟气，先在烟气-水换热器2中与采暖热水换热，采暖热水的供水温度为85℃，回水温度为60℃，烟气冷却成为80℃未脱硫烟气。之后，进入再热热交换器3，与已深度除湿的湿烟气换热，进一步降温成55℃的未脱硫烟气。烟气经过脱硫塔4脱硫后，形成45℃的饱和脱硫湿烟气。湿烟气与室外冷空气在空气-烟气显热交换系统中换热，烟气降温，析出冷凝水，湿烟气温度降至21℃以下，析出的冷凝水被收集至空气-烟气显热交换系统的冷凝水收集箱中。初步除湿的湿烟气通过烟气通道进入间接蒸发冷却器的干通道，在空气-烟气显热交换系统中换热升温的室外干空气进入间接蒸发冷却系统的湿通道中。两股气流在间接蒸发冷却器的冷却器芯体中充分换热，进一步冷却除湿。深度除湿的湿烟气出口温度将至14℃以下。深度除湿的湿烟气最后进入再热热交换器，再热成为40℃的排放烟气排出。
空气-烟气显热换热系统与间接蒸发冷却系统中析出的冷凝水，被收集至间接蒸发冷却器的冷凝水收集箱，后经过水处理器8进行脱硫处理，脱硫后的水部分用于湿通道的补水，剩下的回收利用。图中7为循环泵。
采用本方法达到的效果：锅炉排放的烟气除湿率≥85％、除雾率≥98％且降低了烟气排放温度。

Claims (6)

1.一种利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法，其特征在于包括以下步骤：
烟气锅炉排放后的烟气通过烟气通道依次进行如下循环：
(1)进入烟气-热水换热器与冷水换热制备热水，供采暖使用；之后，降温后的烟气进入再热热交换器，与除湿后的饱和烟气换热进一步降温；
(2)进一步降温后的烟气进入湿式脱硫塔脱硫降温；从湿式脱硫塔出来的饱和烟气，先进入空气-烟气显热交换系统与室外冷空气进行显热交换，冷却析出部分冷凝水进行初步除湿，初步除湿后的烟气再进入间接蒸发冷却系统的干通道，在干通道内被进一步冷却，析出水蒸气形成除湿后的饱和烟气，达到烟气排放不结雾的含湿量，析出的水蒸气形成冷凝水；除湿后的饱和烟气经过再热热交换器与所述的降温后的烟气换热，再热到排放后烟气不形成白雾的温度进行排放；
显热交换冷却析出部分冷凝水的烟气进入所述的间接蒸发冷却系统被进一步冷却的方法为：(a)进行显热交换后的室外冷空气进入间接蒸发冷却系统中的湿通道；(b)安装在湿通道内且与循环水出口连通的喷嘴向湿通道内的室外空气喷循环脱硫水,冷却空气；(c)湿通道内的空气边冷却边与干通道中的初步除湿后的烟气换热，使干通道内的初步除湿后的烟气进一步冷却，析出水蒸气。
2.根据权利要求1所述的利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法，其特征在于：在所述的空气-烟气显热交换器的壳体内平行间隔安装有多个交换器隔板，所述的多个交换器隔板将空气-烟气显热交换器的壳体分隔为彼此独立的多个通道，所述的多个通道交替设置为所述的空气-烟气显热交换器的空气通道和烟气通道，所述的多个交换器隔板为空气通道和烟气通道之间的换热壁面；沿与烟气流动方向平行的方向，在所述的间接蒸发冷却器的壳体内平行间隔安装有多个冷却器隔板，所述的多个冷却器隔板将间接蒸发冷却器的壳体分隔为彼此独立的多个通道，所述的多个通道交替设置为所述的间接蒸发冷却器的湿通道和干通道，所述的多个冷却器隔板为湿通道和干通道之间的换热壁面。
3.根据权利要求2所述的利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法，其特征在于：所述的间接蒸发冷却器的湿通道的进出口沿竖直方向设置，空气通道流出的空气从湿通道底部进口进入湿通道并从湿通道顶部出口流出，所述的干通道的进出口沿水平方向设置。
4.根据权利要求1-3之一所述的利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法，其特征在于：在所述的湿通道内壁上植有吸水性良好的绒毛。
5.根据权利要求4所述的利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法，其特征在于：所述的吸水性良好的绒毛为尼龙、粘胶、睛纶或者人造纤维中的一种。
6.根据权利要求4所述的利用间接蒸发式冷却供冷的烟气除湿和水回收方法，其特征在于：一台水处理器的入口通过管道分别与间接蒸发冷却器的壳体底部以及烟气-空气显热交换器的壳体底部相连通以汇集空气-烟气显热交换系统烟气通道内的冷凝水以及间接蒸发冷却系统干通道内的冷凝水，所述的水处理器的出口通过装有循环水泵的管道与所述的循环水管道相连以提供循环水补水。
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CN109999603A (zh) * 2019-04-11 2019-07-12 通用技术集团工程设计有限公司 一种降低湿法洗涤湿烟气温度和含水量的设备和方法
CN110578929B (zh) * 2019-08-29 2024-06-25 清华大学山西清洁能源研究院 一种余热回收锅炉一体化装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103940212B (zh) * 2014-03-19 2015-09-23 张慎怀 一种利用产品原料浓硫酸干燥产品固体磷铵或硫铵的方法
US9976810B2 (en) * 2015-10-01 2018-05-22 Pacific Airwell Corp. Water recovery from cooling tower exhaust
CN106016320A (zh) * 2016-07-28 2016-10-12 长春中安鸿程伟业节能科技有限公司 利用天然冷源对烟气深度除湿脱硫除尘的净化系统
CN106979530B (zh) * 2017-04-26 2023-07-25 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种用于湿法脱硫系统的节能节水系统
CN107044703A (zh) * 2017-05-25 2017-08-15 无锡市联众控湿节能设备有限公司 高效复合蒸发冷却空气处理机组

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