CN109663470A - 一种脱硫烟气超低排放脱白烟的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脱硫烟气超低排放脱白烟的装置和方法，所述的装置包括主塔，烟气冷凝室，副塔加热器，循环水槽，冷却泵，喷淋泵，烟囱，所述主塔内有凉、热水喷淋层，除雾器，风帽隔板：烟气冷凝室内有冷凝管束，疏水装置，副塔内有管式换热器，管式换热器为翅片换热管，原烟气经脱硫段脱硫后再经喷淋层除尘除雾器成为湿的净烟气，湿烟气经冷凝管束冷热交换除去冷凝水变成干烟气，干烟气再经副塔加热器加热变成热烟气，由于热烟气中的含水量在45‑50℃左右低于大气中的周围含水量时，就看不到“白雾”现象，副塔加热器内热源来自主塔内热水收集槽热水，热水通过热水管线高低落差进入副塔内的管式换热器。

Description

一种脱硫烟气超低排放脱白烟的装置和方法
技术领域
本发明属于化工和环保技术领域，尤其是涉及一种脱硫烟气超低排放脱白烟的装置和方法。
背景技术
燃煤电厂等燃烧化石燃料产生的烟气中除了含有大量的二氧化硫外，还含有大量的细颗粒物，后者会在烟囱排烟口形成气溶胶污染，是灰霾等恶劣天气形成的重要元凶之一，实现脱硫烟气超净除尘已成为当今大气污染治理行业的当务之急。另外，排烟的烟气由于温度低，湿度大，排出烟囱后与冷空气混合，导致烟气中的水汽骤然凝结形成白烟，尤其在冬天，容易造成视觉上的污染，影响环境美观。火电烟气排放中的NOx、SO2、尘等污染物排放浓度要求分别要示控制在50mg/m3、35mg/m3、10mg/m3以下，甚至有部分地区(如上海、浙江等)要求采取控制措施消除脱硫后烟囱石膏雨、有色烟雨等现象，达到不冒白烟。
针对上述问题，专利CN107261699A公布了一种脱硫烟气超净除尘消白烟的装置和方法，冷空气从冷却塔下部或底部进口，热空气在冷却塔上部或顶部出口，净烟气出口管与热空气排出管合并为排气管，这部分冷空气需要增加风机动力来输送冷空气与净烟气混合，特别在南方梅雨季节，输入的冷空气中湿度较大，烟筒中仍出现白烟存在，引起视觉上的污染。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种脱硫烟气超低排放脱白烟的装置和方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种脱硫烟气超低排放脱白烟的装置，包括脱硫塔主塔，副塔加热器，烟气冷凝室，循环水槽，冷却泵，喷淋泵，烟囱；主、副塔通过顶部烟气冷凝室相连接，烟气冷凝室内布置有冷凝管束，冷凝管束内出口热水通过热水管线进入除雾器喷淋层，冷凝管束内进口冷水由冷却泵通过冷水管线从循环水槽提取；循环水槽为脱硫主塔冷水喷淋层、冷凝管束提供冷水源，同时接受从副塔管式换热器冷却循环水和顶部烟气冷凝室回收的冷凝水；主塔内设置风帽隔板热水收集槽，热水收集槽内热水通过热水管线高低落差进入副塔内的管式换热器。从脱硫塔出来的湿的净烟气，经管道进行变径降低流速进入顶部烟气冷凝室，冷凝管束内部通过等于或略低于环境温度的水，冷凝管束较低的壁温能将水蒸汽过饱和的烟气中的水分凝结，将烟气中水分浓度降低到对应温度下的饱和含湿浓度，离开冷凝管束的烟气水分浓度略低于对应温度的空气饱和湿度，湿烟气与冷凝管束中的冷水进行散热冷却交换，将湿烟气温度由原来的50-55℃左右降低到35-40℃左右，使烟气中过量饱和蒸汽冷凝，冷凝的水进入集水箱，进行水分回收和循环利用，脱出大部分水分中石膏成分随水回收，能根本上有效减少向空气排放的石膏雨和气溶胶总量，烟气湿度下降，烟气以较干燥形式排放，能减轻烟囱出口的白烟现象；冷却后的干烟气再经变径管进入到副塔加热器，在副塔加热器内管式换热器加热变成热烟气，将干烟气温度由原来的35-40℃左右加热到45-50℃左右从烟囱排出，由于烟气中的含水量在45-50℃左右远远低于大气中的周围含水量时，可以确保一年四季任何季节就看不到“白雾”现象。
通过对本发明技术方案的实施，可以获得以下技术效果：
1、消除气溶胶和白烟拖尾，改善视觉效果。
2、降低烟气中过量的含水量，回收饱和蒸汽废水、进行二次利用。
3、冷凝饱和蒸汽，降低烟气粉尘排放量。
4、利用脱硫塔主塔收集的热水，和顶部烟气冷凝室内冷凝管束出口的热水作为副塔换热热源，不需要外加热源，循环水经过循环水槽可以循环利用。
5、整个系统温度易控，操作容易，维护方便，运行成本较低，符合循环经济，是企业实现节能减排和环境保护的发展方向。
一种脱硫烟气超低排放脱白烟的装置，其特征在于：包括脱硫塔主塔，顶部烟气冷凝室，副塔加热器和循环水槽，冷却泵，喷淋泵，烟囱；所述脱硫塔主塔内布置有冷水喷淋层、热水喷淋层，对应地第一层除雾器、第二层除雾器，风帽隔板热水收集槽；烟气冷凝室内布置有冷凝管束，疏水装置，冷凝管束内有冷水流动，管外有湿烟气流动；副塔加热器内布置有管式换热器，管式换热器内有热水流动，管外有干烟气流动；所述循环水槽为冷水槽，通过喷淋泵、冷水管线相连向冷水喷淋层提供冷水，对第一层除雾器进行冷水冲洗，冷水槽通过冷却泵、冷水管线相连接向冷凝管束提供冷水，冷凝管束通过热水管线向热水喷淋层提供热水，对第二层除雾器进行热水冲洗，热水在风帽隔板上收集，通过热水管线高低落差进入副塔管式换热器，管式换热器出口通过热水管线进入循环水槽冷却循环利用，顶部烟气冷凝室回收的冷凝水通过疏水装置，疏水管线高低落差进入循环水槽，完成一个系统水循环。
所述顶部烟气冷凝室内部安装有冷凝管束，管内有水流动，管外有热空气流动，湿烟气将热量传递给循环水，冷凝管束为外壁涂聚四氟乙烯涂层的复合钢管或纯聚四氟乙烯管束或玻璃管束，冷凝管束垂直或在垂直方向倾斜10～15度布置烟气冷凝室内，冷凝室内的烟气和副塔加热器室内的烟气速度降低到3-4m/s及以下，所述的凝结水疏水装置将凝结水通过管线高低落差进入下面集水循环箱。
所述的管式换热器为翅片换热管。
一种采用上述装置进行脱硫烟气超低排放脱白烟的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)脱硫除尘：原烟气经烟气进口进入所述脱硫塔的脱硫段，向上流动，与经过脱硫液喷淋层喷出的含有脱硫剂的液滴接触，烟气降温增湿，同时SO2被吸收，穿过风帽隔板，成为含湿热烟气，离开脱硫段，进入除尘段；进入所述除尘段的含湿热烟气，向上流动，与经过冷水喷淋层和热水喷淋层喷出的水雾滴接触，进一步降温至烟气露点以下，烟气中原有的细颗粒固体成为水的凝结核心并不断长大，随烟气向上进入位于冷水喷淋层、热水喷淋层上方的除尘除雾器被除去，净烟气从主塔上部净烟气出口管排出。
(2)脱白烟：从脱硫塔主塔出口出来的湿烟气，经管道进行变径降低流速进入顶部烟气冷凝室，冷凝室内冷凝管束通过等于或略低于环境温度的水，管式较低的壁温能将水蒸汽过饱和的烟气中的水分凝结，将烟气中水分浓度降低到对应温度下的饱和含湿浓度，湿烟气与冷凝管束中的冷水进行散热冷却交换，将湿烟气温度由原来的50-55℃左右降低到35-40℃左右，使烟气中过量饱和蒸汽冷凝，冷凝的水进入集水箱，脱出大部分水分，少量石膏成分随水回收，能根本上有效减少向空气排放的石膏雨和气溶胶总量；为确保任何季节，烟囱中不出现白烟，经冷凝室冷却后的干烟气再经变径管进入到副塔加热器，在副塔加热器内管式换热器加热变成热烟气，将干烟气温度由原来的35-40℃左右加热到45-50℃左右从烟筒排出。由于烟气中的含水量在45-50℃左右远低于大气中的周围含水量时，就看不到“白雾”现象。副塔加热器内热源来自主塔内热水收集槽热水，热水通过热水管线高低落差进入副塔内的管式换热器。
附图说明
图1为本发明的工艺流程简图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
一种脱硫烟气超低排放脱白烟的装置和方法，包括脱硫塔主塔100，顶部烟气冷凝室200，副塔加热器300和循环水槽400，冷却泵500，喷淋泵600，烟囱700，所述脱硫塔主塔100和副塔加热器300通过顶部烟气冷凝室200相连接，所述副塔加热器300与循环水槽400通过热水管线303相连，循环水槽400和顶部烟气冷凝室200通过冷却泵500冷水管线204相连，脱硫塔主塔100内部安装冷水喷淋层101，热水喷淋层103，第一层除雾器102，第二层除雾器104，冷水喷淋层101通过冷水管线106与循环水槽400相连，冷水管线106上安装有循环泵600，循环泵600将冷水输送到除尘段的冷水喷淋层101循环使用。
所述的脱硫塔100中间设有风帽隔板105，该风帽隔板105以下为脱硫段，以上为除尘段，风帽隔板105与主塔100形成热水收集槽，所述顶部烟气冷凝室200内部安装有冷凝管束201，顶部烟气冷凝室200下部设有凝结水疏水装置202，凝结水通过疏水管205向下进入循环水槽400。
副塔加热器300的内部安装有管式换热器301，管内有水流动，管外有干烟气流动，循环水槽400内冷水通过冷却泵500经冷水管线204送到冷凝管束201，冷凝管束201内冷水与管外湿热烟气换热，冷水变成热水，再通过热水管线203送到热水喷淋层103，所述冷凝管束201为外壁涂聚四氟乙烯涂层的复合钢管或纯聚四氟乙烯管束或玻璃管束，冷凝管束垂直或在垂直方向倾斜10～15℃布置烟气冷凝室内，所述管式换热器301为翅片换热管。
所述脱硫段为常规脱硫工艺，原烟气经烟气进口进入所述脱硫塔100的脱硫段，向上流动，穿过风帽隔板105，成为含湿热烟气，离开脱硫段，进入除尘段，进入除尘段的含湿热烟气，向上流动，与经过冷水喷淋层101喷出的冷水雾滴接触，进一步降温至烟气露点以下，烟气中原有的细颗粒固体成为水的凝结核心并不断长大，随烟气向上进入位于冷水喷淋层101上方的除尘除雾器102被除去，热水喷淋层103的热水进一步冲洗除雾器104，净烟气从除雾器104到顶部烟气冷凝室200，风帽隔板105收集的冷水与含湿热烟气接触后成为热水，温度为55-60℃，热水在风帽隔板105上收集，通过热水管线302进入副塔加热器300内的管式换热器301，管式换热器301内的热水与管外流动的干烟气换热，热水降温后，通过冷水管线303进入循环水槽400冷却，干烟气换热后被加热成为了热空气，从排气管烟囱700排入大气。

Claims (3)

1.一种脱硫烟气超低排放脱白烟的装置，其特征在于：包括脱硫塔主塔100，顶部烟气冷凝室200，副塔加热器300和循环水槽400，冷却泵500，喷淋泵600，烟囱700；所述脱硫塔主塔(100)内布置有冷水喷淋层(101)，热水喷淋层(103)，第一层除雾器(102)，第二层除雾器(104)，风帽隔板(105)；烟气冷凝室(200)内布置有冷凝管束(201)，疏水装置(202)，冷凝管束(201)内有冷水流动，管外有湿烟气流动；副塔加热器(300)内布置有管式换热器(301)，管式换热器(301)内有热水流动，管外有干烟气流动；所述循环水槽(400)为冷水槽，通过喷淋泵(600)、冷水管线(106)相连向冷水喷淋层(101)提供冷水，对第一层除雾器(102)进行冷水冲洗，冷水槽通过冷却泵(500)冷水管线(204)相连向冷凝管束(201)提供冷水，冷凝管束(201)通过热水管线(203)向热水喷淋层(103)提供热水，对第二层除雾器(104)进行热水冲洗：热水在风帽隔板(105)上收集，通过热水管线(302)高低落差进入副塔管式换热器(301)，管式换热器(301)出口通过热水管线(303)进入循环水槽(400)冷却循环利用，顶部烟气冷凝室(200)回收的冷凝水通过疏水装置(202)，疏水管线(205)高低落差进入循环水槽(400)冷却循环利用，完成一个系统水循环。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫烟气超净除尘消白烟的装置，其特征在于：冷凝管束(201)为外壁涂聚四氟乙烯涂层的复合钢管或纯聚四氟乙烯管束或玻璃管束，冷凝管束(201)垂直或在垂直方向倾斜10～15度布置烟气冷凝室内，烟气冷凝室内的烟气速度降低到3-4m/s及以下；所述的副塔加热器中的管式换热器为翅片换热管。
3.一种脱硫烟气超低排放脱白烟的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)脱硫除尘：原烟气经烟气进口进入所述脱硫塔的脱硫段，向上流动，与经过脱硫液喷淋层喷出的含有脱硫剂的液滴接触，烟气降温增湿，同时SO2被吸收，再经过位于脱硫液喷淋层上方的脱硫除雾器脱水除雾后，穿过风帽隔板，成为含湿热烟气，离开脱硫段，进入除尘段；进入所述除尘段的含湿热烟气，向上流动，与经过冷水喷淋层和热水喷淋层喷出的水雾滴接触，进一步降温至烟气露点以下，烟气中原有的细颗粒固体成为水的凝结核心并不断长大，随烟气向上进入位于冷水喷淋层、热水喷淋层上方的除尘除雾器被除去，净烟气从净烟气出口管排出；并且，冷水与含湿热烟气接触后成为热水。
(2)脱白烟：从脱硫塔出口出来的湿的净烟气，经管道进行变径降低流速进入顶部烟气冷凝室，冷凝管束内部通过等于或略低于环境温度的水，管式较低的壁温能将水蒸汽过饱和的烟气中的水分凝结，将烟气中水分浓度降低到对应温度下的饱和含湿浓度。湿烟气与冷凝管束中的冷水进行散热冷却交换，将湿烟气温度由原来的55℃左右降低到35-40℃左右，使烟气中过量饱和蒸汽冷凝，冷凝的水进入集水箱，脱出大部分水分，少量石膏成分随水回收，能根本上有效减少向空气排放的石膏雨和气溶胶总量；为确保任何季节，烟囱中不出现白烟，经冷凝室冷却后的干烟气再经变径管进入到副塔加热器，在副塔加热器内管式换热器加热变成热烟气，将干烟气温度由原来的35-40℃左右加热到45-50℃左右从烟筒排出。由于烟气中的含水量在45-50℃左右远低于大气中的周围含水量时，就看不到“白雾”现象。
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