CN109794156A - 一种集脱硫脱硝、除尘和冷凝水回收一体化的高效多功能烟气余热回收塔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种集脱硫脱硝、除尘和冷凝水回收一体化的高效多功能烟气余热回收塔，属于热电厂锅炉烟气余热回收与利用技术领域。烟气从余热回收塔进气口通过脱硫喷淋层，经烟气分布器均匀分布向上流动至带喷嘴的脱硝喷淋层，脱硝喷淋层上方设有除雾器，除雾器上方设置连接进入烟囱烟气管道的排气口。板式换热器降低进入余热回收塔内的循环喷淋水温度，热网回水经过板换加热后进入热网加热器进一步加热，达到运行要求后送至热网。该高效多功能烟气余热回收塔能对烟气同时进行脱硝、脱硫、除尘及冷凝水回收处理，节省了占地面积，降低了投资和运行费用，具有良好的经济性、高效性和环保性。
Description
技术领域
本发明属于热电厂锅炉烟气余热回收与利用技术领域，特别涉及集脱硫脱硝、除尘和冷凝水回收一体化的高效多功能烟气余热回收塔。
背景技术
近几年国家对节能减排的工作非常重视。如何提高锅炉热效率，充分利用锅炉烟气的余热已经成为研究的热点之一。目前工业燃煤锅炉排烟温度一般不低于180℃，甚至高达250℃，排放的高温烟气浪费了大量的热能，同时也污染了周边的大气环境。若利用烟气余热回收塔对低温烟气喷淋冷凝，可以让烟气和喷淋水直接接触进行热交换，能将锅炉排烟温度降低至露点温度及以下，烟气中的水蒸汽凝结放热，便可回收烟气中的大量潜热量，大大提高锅炉的热效率。若分别设脱销和脱硫设施，存在占地面积很大、投资造价高等问题，因此在国家环保标准越来越严格的今天，超低排放日渐普及的情况下，如何降低烟气中的污染物浓度和粉尘排放量，使得烟气排放符合标准，尽可能降低投资成本及最大化利用烟气余热已成为热电厂考虑的重点问题。
发明内容
本发明的目的是提供了一种集脱硫脱硝、除尘和冷凝水回收一体化的高效多功能烟气余热回收塔，可以有效脱除烟气中的SO2、NOX及烟尘等，极大降低了烟气对大气的污染，同时对烟气进行余热回收，降低投资成本。
本发明的技术方案：
一种集脱硫脱硝、除尘和冷凝水回收一体化的高效多功能烟气余热回收塔，包括除尘器2、回收塔主体3、脱硝剂输送泵28、脱硝剂溶液罐11、脱硫剂输送泵26、脱硫剂溶液罐12和板式换热器30，其中：
所述回收塔主体3由下至上依次设置有浆液循环池、烟气入口、填料层4、脱硫喷淋层5、斜挡板10、烟气进口分气器6、烟气分布器7、脱硝喷淋层8、除雾器9和烟气出口，
所述烟气入口设置于所述回收塔主体3近底部处，所述除尘器2与所述烟气入口连接，烟气经所述除尘器2除尘后，由所述烟气入口进入所述回收塔主体3内，
所述填料层4水平设置于所述回收塔主体3内，所述填料层4位于所述烟气入口上方，所述填料层4上方水平设置有脱硫喷淋层5，所述填料层4具有空隙，由所述烟气入口进入的经除尘的烟气与所述脱硫喷淋层5喷淋的脱硫剂在所述填料层4中的填料表面接触，以将经除尘的烟气脱硫，
所述斜挡板10设置于所述脱硫喷淋层5上方，所述烟气进口分气器6固定于所述斜挡板10上表面，经脱硫的烟气经烟气进口分气器6上流至所述斜挡板10上方，该烟气进口分气器6为气水分离器，由很多挡板构成，流体在烟气进口分气器6内多次改变流动方向，由于悬浮的水滴有较大的质量和惯性，当遇到挡板流动方向改变时，烟气绕过挡板继续向前，而水滴就会积聚在挡板上，最后落到斜挡板10底部，通过疏水阀排出；
所述回收塔主体3内，所述烟气进口分气器6的上方水平设置有烟气分布器7，用以将经脱硫的烟气均匀分布向上流动，
所述脱硝喷淋层8水平设置于所述回收塔主体3内，位于所述烟气分布器7的上方，使用所述脱硝喷淋层8喷淋的脱硝剂对通过所述烟气分布器7向上流动的烟气进行脱硝，所述脱硝喷淋层8喷淋的脱硝剂经所述斜挡板10排放至回收塔主体3外部；
所述除雾器9水平设置于所述回收塔主体3内，位于所述脱硝喷淋层8上方，经脱硝的烟气经过所述除雾器9以去除水雾，并从设置于所述除雾器9上方的所述烟气出口排出，
所述脱硝剂溶液罐11通过脱硝剂输送泵28与所述脱硝喷淋层8连接，以向所述脱硝喷淋层8提供脱硝剂，
所述脱硫剂溶液罐12通过脱硫剂输送泵26与回收塔主体3底部的浆液循环池连接，脱硫剂溶液罐12用于提供浆液循环池内的脱硫剂；在余热回收塔3的底部设置循环喷淋水出口，烟气析出的部分冷凝水和脱硫浆液组成循环喷淋水从循环喷淋水出口排出，由余热回收塔循环水泵13驱动返回至塔内所述脱硫喷淋层5进行循环喷洒，
循环喷淋水经过板式换热器30换热冷却后，从板式换热器30喷淋水侧出口流出，返回至塔内所述脱硫喷淋层5进行循环喷洒，
板式换热器30需要定期检修，其喷淋水侧设有多个阀门，实现循环喷淋水直接进入脱硫喷淋层5进行循环喷洒，
板式换热器30同时将循环喷淋水中的热量传递给热网回水，热网回水再进入热网加热器进一步加热，达到运行要求后送至热网；
除尘器2出口端管路与烟囱25入口端管路之间设有旁通管路，其上设有烟气旁通管阀门K1，烟气旁通管阀门K1在余热回收塔3出现故障或者检修时开启，高温烟气经除尘器2除尘后通过烟囱25直接排放。
所述脱硝剂输送泵28与所述脱硝剂溶液罐11之间设置有脱硝剂输送阀门29，以控制脱硝剂的泵送；所述脱硫剂输送泵26与所述脱硫剂溶液罐12之间的管路上设置有脱硫剂输送阀门27，以控制脱硫剂的泵送。
所述脱硫剂为50％质量百分比浓度的NaOH溶液；所述脱硝剂为27.5％质量百分比浓度的H2O2。
所述回收塔主体3为一体化铸造成型，所述除雾器9、所述脱硝喷淋层8、所述脱硫喷淋层5、所述烟气分布器7下侧均设置有支撑架，用于将所述除雾器9、所述脱硝喷淋层8、所述脱硫喷淋层5、所述烟气分布器7分别固定于所述回收塔主体3内部。
本发明的有益效果：所述的高效多功能烟气余热回收塔，极大程度上利用了烟气中的热能，实现了节能和环保的有机结合，同时集成化程度高，节省了设备占地面积，大幅度降低了投资，可广泛应用于工业锅炉房、热电厂等脱硫脱硝及烟气余热利用工程中。
附图说明
图1为本发明实施例中的高效多功能烟气余热回收塔的系统图。
图中：1锅炉；2除尘器；3回收塔主体；4填料层；5脱硫喷淋层；6烟气进口分气器；7烟气分布器；8脱硝喷淋层；9除雾器；10斜挡板；11脱硝剂溶液罐；12脱硫剂溶液罐；13脱硫剂循环泵；14～24为阀门；25烟囱；26脱硫剂输送泵；27脱硫剂输送阀门；28脱硝剂输送泵；29脱硝剂输送阀门；30板式换热器；K1余热回收塔入口阀门；K2旁通管阀门。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。
应当了解，在本说明书中提及的术语“连接”不仅表示部件之间的直接连接，也表示部件之间通过管路等其他元件进行连接。
图1为本发明实施例中的高效多功能烟气余热回收塔的系统图。如图1所示，本实施例中，提供了一种高效多功能烟气余热回收塔，包括除尘器2、回收塔主体3、脱硝剂输送泵28、脱硝剂溶液罐11、脱硫剂输送泵26、脱硫剂溶液罐12和板式换热器30。
回收塔主体3由下至上依次设置有浆液循环池、烟气入口、填料层4、脱硫喷淋层5、斜挡板10、烟气进口分气器6、烟气分布器7、脱硝喷淋层8、除雾器9和烟气出口。
如图1所示，由锅炉1产生的烟气在引风机作用下经过除尘器2，经除尘的烟气通过烟气管道经过余热回收塔入口阀门K1与回收塔主体3的烟气入口相连。此外，除尘器2出来的烟气管道通过烟气旁通管道经过旁通管阀门K2与进入烟囱25的管道相连。
烟气入口设置于回收塔主体3近底部处，除尘器2与烟气入口连接，烟气经除尘器2除尘后，由烟气入口进入回收塔主体3内。
填料层4水平设置于回收塔主体3内，填料层4位于烟气入口上方，填料层4上方水平设置有脱硫喷淋层5，填料层4具有空隙，由烟气入口进入的经除尘的烟气与脱硫喷淋层5喷淋的脱硫剂在填料层4中的填料表面接触，以将经除尘的烟气脱硫。
斜挡板10设置于脱硫喷淋层5上方，烟气进口分气器6固定于斜挡板10上表面，经脱硫的烟气经烟气进口分气器6上流至斜挡板10上方。斜挡板10的设置便于外排脱硝喷淋液，并经过处理之后重新利用。在一个具体的实施方案中，斜挡板10与水平面的夹角为6°。
斜挡板10设置于所述脱硫喷淋层5上方，烟气进口分气器6固定于斜挡板10上表面，经脱硫的烟气经烟气进口分气器6上流至斜挡板10上方，该烟气进口分气器6为气水分离器，由很多挡板构成，流体在烟气进口分气器6内多次改变流动方向，由于悬浮的水滴有较大的质量和惯性，当遇到挡板流动方向改变时，烟气绕过挡板继续向前，而水滴就会积聚在挡板上，最后落到斜挡板10底部，通过疏水阀排出；
回收塔主体3内，烟气进口分气器6的上方水平设置有烟气分布器7，用以将经脱硫的烟气均匀分布向上流动。
脱硝喷淋层8水平设置于回收塔主体3内，位于烟气分布器7的上方，使用脱硝喷淋层8喷淋的脱硝剂对通过烟气分布器7向上流动的烟气进行脱硝，脱硝喷淋层8喷淋的脱硝剂经斜挡板10排放至回收塔主体3外部。
除雾器9水平设置于回收塔主体3内，位于脱硝喷淋层8上方，经脱硝的烟气经过除雾器9以去除水雾，并从设置于除雾器9上方的烟气出口排出。在具体的实施方案中，如图1所示，烟气出口连接烟囱25，烟气经烟囱25排出。具体地，烟气中的含硫和含氮量达到国家的排放标准然后被排放到大气中。
脱硝剂溶液罐11通过脱硝剂输送泵28与脱硝喷淋层8连接，以向脱硝喷淋层8提供脱硝剂。在一个具体的实施方案中，脱硝剂输送泵28与脱硝剂溶液罐11之间设置有脱硝剂输送阀门29，以控制脱硝剂的泵送。
脱硫剂溶液罐12通过脱硫剂输送泵26与回收塔主体3底部的浆液循环池连接，脱硫剂溶液罐12用于提供浆液循环池内的脱硫剂；在余热回收塔3的底部设置循环喷淋水出口，烟气析出的部分冷凝水和脱硫浆液组成循环喷淋水从循环喷淋水出口排出，由余热回收塔循环水泵13驱动返回至塔内所述脱硫喷淋层5进行循环喷洒。在具体的实施方案中，脱硫剂输送泵26与脱硫剂溶液罐12之间的管路上，设置有脱硫剂输送阀门27，以控制脱硫剂的泵送。
在一个具体的实施方案中，脱硫剂为质量百分含量50％的NaOH溶液。脱硝剂为质量百分含量27.5％的H2O2，脱硝效率高，价格相对低廉，且无二次污染。
在一个具体的实施方案中，所述回收塔主体3为一体化铸造成型，所述除雾器9、脱硝喷淋层8、脱硫喷淋层5、烟气分布器7下侧均设置有支撑架，用于将除雾器9、脱硝喷淋层8、脱硫喷淋层5、烟气分布器7分别固定于回收塔主体3内部。
循环喷淋水由水泵驱动，在板式换热器30和余热回收塔3间循环运行。余热回收塔3上部设置喷淋循环水入口，下部设置喷淋循环水出口，在出口处与板式换热器30的热媒进口相连接，板式换热器30的热媒出口通过喷淋管道、阀门与喷淋循环水的入口相连接，从而形成闭合环路。
循环喷淋水经过板式换热器30换热冷却后，依次经过阀门、脱硫剂循环泵13、多个阀门控制进入至板式换热器30喷淋水侧，换热后从板式换热器30喷淋水侧出口流出，经过多个阀门控制返回至塔内所述脱硫喷淋层5进行循环喷洒。板式换热器30检修时，其喷淋水侧入口管路和出口管路上的阀门关闭，开启入口管路和出口管路之间的阀门，实现循环喷淋水直接进入脱硫喷淋层5进行循环喷洒。
板式换热器30同时将循环喷淋水中的热量传递给热网回水，热网回水再进入热网加热器进一步加热，达到运行要求后送至热网。
利用板式换热器30环喷淋水冷却，同时将加热热网的回水，热网回水经过板换加热后进入热网加热器进一步加热，达到运行要求后送至热网。
由上述说明，本系统具体实施步骤为：1.进行基本的设备检查，特别检查换热器是否有堵塞、管道是否存在跑冒滴漏等现象。2.开启余热回收塔循环水泵，喷淋水在板式换热器和余热回收塔之间形成循环。3.把烟气引入至余热回收塔，烟气余热回收过程开始。
本发明提供的集脱硫、脱硝、除尘和冷凝水回收一体化的高效多功能烟气余热回收塔操作温度为38～100℃，操作温度范围更广，脱硫及脱硝效率稳定，达到《火电厂大气污染物排放标准》及《大气污染物综合排放标准》中对相关污染物的排放要求。本发明提供的烟气余热回收塔可以同时实现脱硫、脱销、进一步降尘、余热回收和冷凝水回收等多种功能，可减少污染物的排放，占地面积小，脱硫及脱销效果好，初投资及运行费用较低操作容易，可实现全自动化的操作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种集脱硫脱硝、除尘和冷凝水回收一体化的高效多功能烟气余热回收塔，其特征在于，所述多功能烟气余热回收塔包括除尘器(2)、回收塔主体(3)、脱硝剂输送泵(28)、脱硝剂溶液罐(11)、脱硫剂输送泵(26)、脱硫剂溶液罐(12)和板式换热器(30)，其中：
所述回收塔主体(3)由下至上依次设置有浆液循环池、烟气入口、填料层(4)、脱硫喷淋层(5)、斜挡板(10)、烟气进口分气器(6)、烟气分布器(7)、脱硝喷淋层(8)、除雾器(9)和烟气出口，
所述烟气入口设置于所述回收塔主体(3)近底部处，所述除尘器(2)与所述烟气入口连接，烟气经所述除尘器(2)除尘后，由所述烟气入口进入所述回收塔主体(3)内，
所述填料层(4)水平设置于所述回收塔主体(3)内，所述填料层(4)位于所述烟气入口上方，所述填料层(4)上方水平设置有脱硫喷淋层(5)，所述填料层(4)具有空隙，由所述烟气入口进入的经除尘的烟气与所述脱硫喷淋层(5)喷淋的脱硫剂在所述填料层(4)中的填料表面接触，以将经除尘的烟气脱硫，
所述斜挡板(10)设置于所述脱硫喷淋层(5)上方，所述烟气进口分气器(6)固定于所述斜挡板(10)上表面，经脱硫的烟气经烟气进口分气器(6)上流至所述斜挡板(10)上方，该烟气进口分气器(6)为气水分离器，由很多挡板构成，流体在烟气进口分气器(6)内多次改变流动方向，由于悬浮的水滴有较大的质量和惯性，当遇到挡板流动方向改变时，烟气绕过挡板继续向前，而水滴就会积聚在挡板上，最后落到斜挡板(10)底部，通过疏水阀排出；
所述回收塔主体(3)内，所述烟气进口分气器(6)的上方水平设置有烟气分布器(7)，用以将经脱硫的烟气均匀分布向上流动，
所述脱硝喷淋层(8)水平设置于所述回收塔主体(3)内，位于所述烟气分布器(7)的上方，使用所述脱硝喷淋层(8)喷淋的脱硝剂对通过所述烟气分布器(7)向上流动的烟气进行脱硝，所述脱硝喷淋层(8)喷淋的脱硝剂经所述斜挡板(10)排放至回收塔主体(3)外部；
所述除雾器(9)水平设置于所述回收塔主体(3)内，位于所述脱硝喷淋层(8)上方，经脱硝的烟气经过所述除雾器(9)以去除水雾，并从设置于所述除雾器(9)上方的所述烟气出口排出，
所述脱硝剂溶液罐(11)通过脱硝剂输送泵(28)与所述脱硝喷淋层(8)连接，以向所述脱硝喷淋层(8)提供脱硝剂，
所述脱硫剂溶液罐(12)通过脱硫剂输送泵(26)与回收塔主体(3)底部的浆液循环池连接，脱硫剂溶液罐(12)用于提供浆液循环池内的脱硫剂；在余热回收塔(3)的底部设置循环喷淋水出口，烟气析出的部分冷凝水和脱硫浆液组成循环喷淋水从循环喷淋水出口排出，由余热回收塔循环水泵(13)驱动返回至塔内所述脱硫喷淋层(5)进行循环喷洒，
循环喷淋水经过板式换热器(30)换热冷却后，从板式换热器(30)喷淋水侧出口流出，返回至塔内所述脱硫喷淋层(5)进行循环喷洒，
板式换热器(30)需要定期检修，其喷淋水侧设有多个阀门，实现循环喷淋水直接进入脱硫喷淋层(5)进行循环喷洒，
板式换热器(30)同时将循环喷淋水中的热量传递给热网回水，热网回水再进入热网加热器进一步加热，达到运行要求后送至热网；
除尘器(2)出口端管路与烟囱(25)入口端管路之间设有旁通管路，其上设有烟气旁通管阀门(K1)，烟气旁通管阀门(K1)在余热回收塔(3)出现故障或者检修时开启，高温烟气经除尘器(2)除尘后通过烟囱(25)直接排放。
2.根据权利要求1所述的高效多功能烟气余热回收塔，其特征在于，所述脱硝剂输送泵(28)与所述脱硝剂溶液罐(11)之间设置有脱硝剂输送阀门(29)，以控制脱硝剂的泵送；所述脱硫剂输送泵(26)与所述脱硫剂溶液罐(12)之间的管路上设置有脱硫剂输送阀门(27)，以控制脱硫剂的泵送。
3.根据权利要求1或2所述的高效多功能烟气余热回收塔，其特征在于，所述脱硫剂为50％质量百分比浓度的NaOH溶液；所述脱硝剂为27.5％质量百分比浓度的H2O2。
4.根据权利要求1或2所述的高效多功能烟气余热回收塔，其特征在于，所述回收塔主体(3)为一体化铸造成型，所述除雾器(9)、所述脱硝喷淋层(8)、所述脱硫喷淋层(5)、所述烟气分布器(7)下侧均设置有支撑架，用于将所述除雾器(9)、所述脱硝喷淋层(8)、所述脱硫喷淋层(5)、所述烟气分布器(7)分别固定于所述回收塔主体(3)内部。
5.根据权利要求3所述的高效多功能烟气余热回收塔，其特征在于，所述回收塔主体(3)为一体化铸造成型，所述除雾器(9)、所述脱硝喷淋层(8)、所述脱硫喷淋层(5)、所述烟气分布器(7)下侧均设置有支撑架，用于将所述除雾器(9)、所述脱硝喷淋层(8)、所述脱硫喷淋层(5)、所述烟气分布器(7)分别固定于所述回收塔主体(3)内部。
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