CN109806697A

CN109806697A - 一种烟气浆液凝水式消白系统及方法

Info

Publication number: CN109806697A
Application number: CN201910228222.1A
Authority: CN
Inventors: 郭军; 金家国; 郑庆龙; 毕德刚; 刘畅; 师炜; 张中学; 孙玉翠
Original assignee: SHANDONG SHANDA WIT ENVIRONMENT ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: SHANDONG SHANDA WIT ENVIRONMENT ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2019-05-28

Abstract

本发明公开了一种烟气浆液凝水式消白系统及方法，消白系统，包括：脱硫塔，自下往上依次设置浆液池、烟气进口、换热层、喷淋层、除雾器、烟气出口，浆液池通过管道与所述喷淋层连接，管道上设置有第一水泵；换热层包括若干个换热器，若干个换热器均布在脱硫塔的横截面上，每个换热器上的换热管为矩阵排列，竖直方向上相邻层的换热管交错分布，换热管平行于脱硫塔的横截面；凉水塔，底部设置凉水池，每个换热器的进水口和出水口均通过管道与凉水池连接，管道上设置有第二泵。在脱硫塔入口烟道与最下层喷淋层之间设置模块化换热器，充分利用塔内空间，减缓乃至消除烟气的白烟，降低了脱硫过程的水耗。

Description

一种烟气浆液凝水式消白系统及方法

技术领域

本发明属于湿法脱硫吸收塔烟气消白技术领域，具体涉及一种烟气浆液凝水式消白系统及方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

综合考虑技术成熟度和费用因素，现阶段我国燃煤电厂广泛应用的烟气脱硫技术是湿法脱硫工艺。湿法脱硫工艺吸收塔出口净烟气烟温一般在50℃左右，处于含湿量很高的饱和状态。在经过烟囱排放过程中，烟气在烟囱口进入大气的过程中因温度降低，烟气中部分汽态水和污染物会发生凝结，在烟囱口形成雾状水汽，即“白色烟羽”，另外，在空气中扩散的过程中会落到地面上，即石膏雨。

湿法脱硫白烟是由浆液、飞灰、冷凝水等组成的混合物，主要包括未能被除雾器去除的石膏浆液液滴及烟气中的饱和水蒸汽形成的冷凝液。吸收塔出口烟气中水蒸气基本处于饱和状态，从烟囱排出与冷空气混合后析出凝结水，在较低的烟气温度条件下，烟气抬升高度低、扩散条件差，在汇集过程中由雾状逐渐发展成白色烟羽状。目前常规的消除白色烟羽的方法为加热法--烟气直接再热或热风混合加热法。发明人发现，仅对脱硫后的烟气进行升温不仅成本较大，而且实际污染物并未消除，污染物随烟气排入空气中，会对环境造成一定危害。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种烟气浆液凝水式消白系统及方法。在脱硫塔入口烟道与最下层喷淋层之间设置模块化换热器，充分利用塔内空间，无需额外占地，换热器中通入冷却水，可以同时对喷淋浆液和烟气进行降温，有效回收饱和湿烟气中的水分，减缓乃至消除烟气的白烟，饱和湿烟气中的水分补充至喷淋浆液中，降低了脱硫过程的水耗。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一个目的是提供一种烟气浆液凝水式消白系统，包括：

脱硫塔，自下往上依次设置浆液池、烟气进口、换热层、喷淋层、除雾器、烟气出口，浆液池通过管道与所述喷淋层连接，管道上设置有第一水泵；

换热层包括若干个换热器，若干个换热器均布在脱硫塔的横截面上，每个换热器上的换热管为矩阵排列，竖直方向上相邻层的换热管交错分布，换热管平行于脱硫塔的横截面；

凉水塔，底部设置凉水池，每个换热器的进水口和出水口均通过管道与凉水池连接，管道上设置有第二泵。

本发明的第二个目的是提供一种烟气浆液凝水式消白方法，包括如下步骤：

烟气自脱硫塔的烟气入口进入，脱硫浆液自脱硫塔的喷淋层喷淋，对烟气进行脱硫；

烟气向上流经换热层，在换热层均布的换热器的布气作用下均匀分布在脱硫塔的横截面上；

均匀分布的烟气与换热器中流通的冷水进行换热，烟气中的水分经冷凝后析出，析出的水分补充在喷淋浆液中；

喷淋层喷淋的浆液落在换热器上，形成液膜，与换热器中流通的冷水进行换热降温，液膜与烟气进行传质；

降温后的烟气经多层喷淋脱硫后排放。

本发明的有益效果为：

换热层将喷淋脱硫区域分隔成三段，下段为烟气均布区段，中段为烟气、喷淋浆液冷却段，上段为烟气细密喷淋区；

在下段烟气均布区段，换热层中均匀分布的多个换热器会对烟气起到布气的作用，使烟气均匀分布在脱硫塔的整个截面上；喷淋浆液喷淋在换热器上，形成液膜，然后液膜从换热器的换热管上滑脱，形成较为连续的雨帘，由于换热器在脱硫塔横截面上均匀分布，所以形成的雨帘在脱硫塔内均匀分布。均匀分布的雨帘对喷淋除去烟气中携带的较大固体颗粒(飞灰)较为有利，该段喷淋可以除去烟气中的大部分飞灰。而且在该段中，喷淋的浆液经过了换热器的冷凝，具有较低的温度，再对烟气进行喷淋时，可以迅速对烟气进行初级降温。

中段为冷却区域，喷淋的浆液落在换热管上形成液膜，与换热器内流动的冷却水进行换热；烟气经过换热器的布气作用，均匀流经脱硫塔的横截面，均匀流经换热层，起到均匀降温的作用，进行烟气的第二级降温；与此同时，由于每个换热器上的换热管为矩阵排列，竖直方向上相邻层的换热管交错分布，喷淋浆液在每个换热器内部自下往上形成多级雨帘，烟气流经多级雨帘，可以对烟气起到良好的喷淋脱硫和除去飞灰的效果。由于喷淋浆液中含有大量的固体颗粒，容易造成固体颗粒在换热器上沉积，将相邻层的换热管设计为交错分布，可以有效消除固体颗粒的沉积死角，在喷淋浆液的冲刷作用下，稍有沉积的固体颗粒会被冲刷下落，以保证换热器的换热效果。

换热器的设置方式还可以对烟气起到一定的降速作用。

上段为细密喷淋段，在脱硫塔横截面上均匀分布的烟气，与喷淋的细小粒径的液滴进行接触传质，对烟气进行深度喷淋脱硫，有利于提高烟气的脱硫效果。

该段对烟气进行第三级降温的作用。烟气在三级降温的作用下，起到了良好的冷却效果，烟气中的水分经过冷凝析出，补充在喷淋浆液中，降低了排放烟气中的水分含量。烟气经过三级喷淋后，烟气中的飞灰含量显著下降；此外，换热层对烟气起到一定的降速作用，烟气流速低时，对脱硫浆液的携带作用减弱。综上，排放的烟气中的水分含量降低、飞灰含量降低、携带的浆液含量降低，三方面的综合因素有效减缓甚至完全消除了烟气的白烟现象。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的一个或多个实施例的消白系统的结构示意图；

图2为本发明的一个或多个实施例的脱硫塔内换热器的布置结构示意图；

图3为本发明的一个或多个实施例的换热器的主视图结构示意图；

图4为本发明的一个或多个实施例的换热器的俯视图结构示意图；

图5为本发明的一个或多个实施例的换热器的侧视图结构示意图。

其中，1-脱硫塔；2-浆液池；3-烟气入口；4-烟气出口；5-喷淋层；6-换热层；7-凉水塔；8-第二泵；9-阀门；10-第一关断阀；11-第二关断阀；12-换热器；13-进水管；14-出水管；

15-换热管；16-支撑梁。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一种烟气浆液凝水式消白系统，包括：

脱硫塔，自下往上依次设置浆液池、烟气进口、换热层、喷淋层、除雾器、烟气出口，浆液池通过管道与所述喷淋层连接，管道上设置有第一水泵；除雾器可以将烟气中携带的水滴进行去除。

凉水塔，底部设置凉水池，每个换热器的进水口和出水口均通过管道与凉水池连接，管道上设置有第二泵。凉水塔可以对换热器中流通的冷水进行降温，以保证良好的换热效果。

进一步的，所述脱硫塔的横截面上均布有10-30个换热器，同一排中相邻换热器之间的距离为换热器宽度的1.5-2.5倍。

相比于脱硫塔的横截面，换热器具有较小的尺寸，之所以在脱硫塔的横截面上均布如此多的换热器，第一方面是为了实现对烟气的均匀布气作用；第二方面尺寸较小的换热器在喷淋下会产生更多层级的雨帘，对烟气的脱硫和脱除飞灰效果都较好；第三方面，换热器的尺寸较小，换热器中的换热管的尺寸较小，壁厚可以相应减小，有利于提高换热效果。

在一些实施例中，每个换热器中的换热管的行数为10-15，列数为10-20。

换热管具有多行、多列，在喷淋作用下，自上而下形成多级雨帘，对烟气的脱硫和除飞灰效果较好。而且，换热管多行、多列的矩阵形式，对烟气具有较好的分散作用，有助于烟气均匀分布在脱硫塔的整个横截面上。

进一步的，每行中相邻换热管之间的间距为50-80mm，每列中相邻换热管之间的间距为40-60mm。

换热管之间的间距过小时，喷淋的浆液容易在换热管上沉积，堵塞换热管之间的区域，影响烟气的流通，并严重影响换热效果。换热管之间的间距过大时，难以形成良好的雨帘，影响该区域的烟气脱硫和除飞灰效果。将换热管之间的间距设定为合适的值，既可以有效防止喷淋浆液中固体颗粒的沉积，又能够对烟气起到良好的脱硫和除飞灰效果。

进一步的，每根换热管的内径为20-30mm，外径为30-35mm。

进一步的，每一列中的换热管首尾连接，形成蛇形换热结构。

进一步的，每个换热器的进水口位于换热器的下端，出水口位于换热器的上端。

换热器的下方的水温较低，对烟气的冷却效果较好，有利于实现烟气的快速降温。

进一步的，每根换热管的侧壁设置有翅片。可以提高换热速度。

更进一步的，翅片沿脱硫塔的轴线方向设置。防止喷淋浆液沉积在翅片上，由于烟气流经换热器时，会在换热管的阻挡作用下朝各个方向流动，翅片即使盐脱硫塔的轴向设置，仍然可以和烟气充分接触而换热。

一种烟气浆液凝水式消白方法，包括如下步骤：

降温后的烟气经多层喷淋脱硫后排放。

在一些实施例中，所述冷水的温度为35-45℃。

在一些实施例中，冷水在换热器中的流速为1-2m/s。

实施例

如图1所示，一种烟气浆液凝水式消白系统，包括脱硫塔1、换热层和凉水塔7，脱硫塔1中自下往上依次设置浆液池2、烟气进口3、换热层6、喷淋层5、除雾器、烟气出口4，浆液池2通过管道与所述喷淋层5连接，管道上设置有第一水泵；除雾器可以将烟气中携带的水滴进行去除。

如图2所示，换热层6包括29个换热器15，29个换热器15均布在脱硫塔1的横截面上，排布为5排，自左向右，每排的换热器的数量为5个、6个、7个、6个、5个，适应脱硫塔1的圆形截面。

如图3、图4和图5所示，每个换热器12上的换热管为矩阵排列，竖直方向上相邻层的换热管交错分布，换热管平行于脱硫塔1的横截面，换热管的排数为12排，列数为16列，相邻排的换热管交错排列；每行中相邻换热管之间的间距为75mm，每列中相邻换热管之间的间距为50mm。

如图3所示，换热器12的进水口位于换热器的下端，出水口位于换热器的上端。在脱硫塔1内布置支撑梁16，对换热器12进行安装固定。

凉水塔7，底部设置凉水池，每个换热器的进水口和出水口均通过管道与凉水池连接，管道上设置有第二泵8。由于换热器的数量为29个，数量较多，为了便于供水和回水，设置供水主管道、29条供水分支管道、回水主管道和29条回水分支管道，供水主管道的一端与凉水塔的凉水池连通，其上连接第二水泵，供水主管道的另一端分别与29条供水分支管道连接，分别对29个换热器进行供水。为了避免水泵发生故障，在供水主管道上设置并联的两个第二泵8，每个水泵均与一个阀门9串联。29个换热器的出水口各连接一个回水分支管道，29条回水分支管道与回水主管道连接，回水主管道将换热后的水通往凉水塔进行冷却。供水主管道和回水主管道上分别设置有第一关断阀10和第二关断阀11。

脱硫塔的入口烟气的温度为130℃左右，凉水在换热器中的流速为1.5m/s，凉水的温度为35℃，烟气经过喷淋、降温、除雾器除水后外排，环境温度为15-20℃时，基本没有肉眼可见的白烟。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种烟气浆液凝水式消白系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的消白系统，其特征在于：脱硫塔的横截面上均布有10-30个换热器，同一排中相邻换热器之间的距离为换热器宽度的1.5-2.5倍。

3.根据权利要求2所述的消白系统，其特征在于：每个换热器中的换热管的行数为5-15，列数为5-15。

4.根据权利要求2所述的消白系统，其特征在于：每行中相邻换热管之间的间距为50-80mm，每列中相邻换热管之间的间距为40-60mm。

5.根据权利要求2所述的消白系统，其特征在于：每根换热管的内径为20-30mm，外径为30-35mm。

6.根据权利要求2所述的消白系统，其特征在于：每个换热器的进水口位于换热器的下端，出水口位于换热器的上端。

7.根据权利要求2所述的消白系统，其特征在于：每根换热管的侧壁设置有翅片，翅片沿脱硫塔的轴线方向设置。

8.一种烟气浆液凝水式消白方法，其特征在于：包括如下步骤：

降温后的烟气经多层喷淋脱硫后排放。

9.根据权利要求8所述的消白方法，其特征在于：所述冷水的温度为35-45℃。

10.根据权利要求9所述的消白方法，其特征在于：冷水在换热器中的流速为1-2m/s。