CN109806751A - 一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，包括锅炉给水预热器、喷淋冷凝系统、除尘器、脱硫塔、烟气加热器和烟囱；喷淋冷凝系统包括喷淋塔、喷淋水冷却器、加药装置、除尘器和除雾器，喷淋塔中部设置有喷淋器，喷淋器通过喷淋水冷却器与喷淋塔底部连通，加药装置与喷淋塔底部连通，喷淋塔的顶部依次设置有除尘器和除雾器。本发明利用节约或产生的蒸汽加热冷凝后的烟气实现烟气脱白，该工艺转换烟气加热器的加热源为蒸汽，减少烟气加热器换热面积，提高烟气加热器管壁温度，避免烟气加热器出现露点腐蚀，使用普通材质也可保证设备长期使用寿命，减少钢材使用，降低工程造价，实现余热资源从低品位向高品位转换利用。

Description

一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉烟气脱白设备技术领域，特别是涉及一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统。

背景技术

在燃煤锅炉烟气排放处理系统中，从燃煤锅炉尾部出来的未处理烟气温度高达130~230℃，高温烟气经过除尘后进入脱硫塔，烟气经脱硫系统净化后，一般会形成50-55℃的低温饱和湿烟气，这些湿烟气经烟囱直接排入大气环境中，由于温度降低，部分气态水很快会和烟气中的污染物凝结成液滴，在烟囱周围形成雾状水汽。在阳光照射下发生散射，形成人们常说的“有色烟羽”。

目前燃煤锅炉烟气脱白技术包括MGGH再热+间壁式换热器冷凝技术和间壁式换热器冷凝技术+热风混合烟气技术等，但上述技术无法烟气冷凝时防腐问题，导致工程造价高，运行能耗高。因此，如何利用燃煤锅炉烟气余热进行烟气脱白，又解决因烟气冷凝时的防腐导致工程造价高的问题是目前烟气脱白技术亟待解决的。

发明内容

本发明的目的是提供一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，解决了烟气冷凝时材料的腐蚀性问题，既实现了余热资源从低品位向高品位转换利用，又解决系统设备运行能耗大，钢材使用多等工程造价高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，包括锅炉给水预热器、喷淋冷凝系统和烟气加热器，所述锅炉给水预热器通过烟气管道依次连接除尘器、脱硫塔、喷淋冷凝系统和烟气加热器，所述烟气加热器的另一端与烟囱连通；

所述喷淋冷凝系统包括喷淋塔、喷淋水冷却器、加药装置、除尘器和除雾器，所述喷淋塔中部设置有喷淋器，所述喷淋器通过喷淋水冷却器与所述喷淋塔底部连通，所述加药装置与所述喷淋塔底部连通，所述喷淋塔的顶部依次设置有除尘器和除雾器。

优选的，所述锅炉给水预热器还连接有能量转换装置，所述能量转换装置通过蒸汽管道连接有冷凝水管道，所述冷凝水管道设置在所述烟气加热器内；

优选的，所述锅炉给水预热器的换热器为径向热管换热器、翅片管换热器或光管换热器的任意一种；

优选的，所述喷淋塔为板式喷淋塔，所述喷淋塔内壁涂覆有防腐材料，所述防腐材料为玻璃鳞片、玻璃钢或塑料的任意一种；

优选的，所述加药装置内添加有碱性溶质，所述碱性溶质为氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、磷酸氢钠或磷酸钠溶液的任意一种；

优选的，所述喷淋水冷却器的换热器采用管式换热器或板式换热器；

优选的，所述烟气加热器采用翅片管换热器、光管换热器或螺旋板换热器的任意一种；

优选的，所述能量转换装置为除氧器或闪蒸器，所述能量转换装置产生的蒸汽为0.1~1.0Mpa的低压蒸汽；

优选的，所述蒸汽管道还连通有厂内低压蒸汽管；

优选的，所述喷淋塔的底部还设置有排污管，所述喷淋塔内的喷淋循环水的PH值保持在7~8。

本发明相对于现有技术而言取得了以下技术效果：

1、本发明的一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统采用燃煤锅炉尾部高温烟气锅炉给水预热器后进入能量转换装置，能量转换装置直接产蒸汽，利用节约或产生的蒸汽加热冷凝后的烟气实现烟气脱白，该工艺转换烟气加热器的加热源为蒸汽，烟气加热器为蒸汽相变冷凝换热，传热系数高，受热面加热均匀，传热对数温差大，减少烟气加热器换热面积，提高烟气加热器管壁温度，避免烟气加热器出现露点腐蚀，使用普通材质也可保证设备长期使用寿命，减少钢材使用，降低工程造价，实现余热资源从低品位向高品位转换利用。

2、本发明的一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统的喷淋塔内壁涂覆有玻璃鳞片、玻璃钢或塑料等防腐材料，防止塔内因烟气冷凝产生酸露点腐蚀。

3、本发明的一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统中喷淋塔的喷淋液体通过加药装置输送碱性溶液，实现弱碱性喷淋循环水喷淋中和烟气中的酸性物质降低烟气冷凝时对材质的腐蚀，而且弱碱性喷淋还可以进一步脱除烟气中携带的粉尘、SO3气溶胶、NH3气溶胶、石膏浆液等有害物质，实现烟气超净排放，保护环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，

其中，1-烟气管道、2-锅炉给水预热器、3-除尘器、4-脱硫塔、5-喷淋塔、6-喷淋水冷却器、7-加药装置、8-除雾器、9-烟气加热器、10-烟囱、11-能量转换装置、12-蒸汽管道、13-冷凝水管道、14-排污管、15-厂内低压蒸汽管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，解决了烟气冷凝时材料的腐蚀性问题，既实现了余热资源从低品位向高品位转换利用，又解决系统设备运行能耗大，钢材使用多等工程造价高的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例提供了一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，包括锅炉给水预热器2、除尘器3、脱硫塔4、喷淋冷凝系统和烟气加热器9，其中锅炉给水预热器2通过烟气管道1依次连接除尘器3、脱硫塔4、喷淋冷凝系统和烟气加热器9，烟气加热器9的另一端与烟囱10连通，锅炉给水预热器2还连接有能量转换装置11，能量转换装置11通过蒸汽管道12连接有冷凝水管道13，冷凝水管道13设置在烟气加热器9内。

本实施例的锅炉给水预热器2采用径向热管换热器，锅炉给水后锅炉中的锅炉给水预热器2将燃煤锅炉产生高温烟气换热，降低烟气的温度，而且能够加热锅炉内的水，锅炉内的水产生的蒸汽通过管道输送到能量转换装置11内，这里的能量装置一般采用除氧器或闪蒸器，除氧器不但能够将蒸汽中的溶解氧排出还能够将蒸汽按照一定压力输送出去，同样闪蒸汽也是产生一定压力的蒸汽，这里产生的蒸汽为0.1~1.0Mpa的低压蒸汽，不仅通过锅炉和能量转换装置11产生蒸汽利用，还能够利用厂内低压蒸汽，在蒸汽管道12中间连接外部的厂内低压蒸汽管15同样是对资源的更好利用。低压蒸汽通过蒸汽管道12输送到冷凝水管道13，由于冷凝水管道13设置在烟气加热器9内，由于烟气加热器9为蒸汽相变冷凝换热，采用翅片管换热器，传热系数高，受热面加热均匀，传热对数温差大，减少烟气加热器9换热面积，提高烟气加热器9管壁温度，避免烟气加热器9出现露点腐蚀，使用普通材质也可保证设备长期使用寿命，减少钢材使用，降低工程造价，实现余热资源从低品位向高品位转换利用。

进一步的，烟气通过锅炉给水预热器2后经过除尘器3和脱硫塔4，然后进入到喷淋冷凝系统中，本实施例的喷淋冷凝系统包括喷淋塔5、喷淋水冷却器6、加药装置7、除尘器3和除雾器8，喷淋塔5中部设置有喷淋器，喷淋器通过喷淋水冷却器6与喷淋塔5底部连通，加药装置7与喷淋塔5底部连通，喷淋塔5的顶部依次设置有除尘器3和除雾器8。

本实施例的喷淋塔5为板式喷淋塔5，喷淋塔5内壁涂覆有玻璃鳞片、玻璃钢或塑料等防腐材料，防止塔内因烟气冷凝产生酸露点腐蚀；喷淋塔5中部的喷淋器为内循环喷淋系统，喷淋器的给水管路连接在喷淋塔5的底部，这样喷淋塔5底部的液体能够通过泵将液体再次进入喷淋器进行喷淋，喷淋水管道上还设置有用于降低喷淋水温度的喷淋水冷却器6，这里的喷淋水冷却器6的换热器采用管式换热器，喷淋塔5的底部还设置有排污管14，用于排出需要更换的喷淋循环水。

由于喷淋系统的内循环性能，因此加药装置7直接将碱性溶液送入到喷淋塔5底部即可，这里的加药装置7内添加有磷酸氢钠溶液，使得喷淋循环水PH值控制在7~8，弱碱性喷淋循环水喷淋中和烟气中的酸性物质降低烟气冷凝时对材质的腐蚀，而且弱碱性喷淋还可以进一步脱除烟气中携带的粉尘、SO3气溶胶、NH3气溶胶、石膏浆液等有害物质，实现烟气超净排放，保护环境。

喷淋塔5内的烟气经过喷淋降温除去杂质后经过除尘器3和除雾器8后进入烟气加热器9，烟气加热器9由于利用低品位余热的低压蒸汽在实现烟气升温的同时最大化的节省了能源消耗，而且减少了烟气加热器9的换热面积，一举多得。

本发明一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统的工作过程为：

首先，未处理的高温烟气通过烟气管道1进入到锅炉给水预热器2中，经过锅炉给水预热器2的换热后烟气降温至80~100℃，烟气为水蒸气含量为7~9%，变为不饱和湿度烟气，锅炉给水加热后温度升至60~200℃，锅炉内的水蒸气进入能量转换装置11后产生0.1~1.0Mpa低压蒸汽。

然后，烟气从锅炉给水预热器2出来后进入除尘器3和脱硫塔4进行除尘和脱硫处理，烟气从脱硫塔4处理完后烟气温度为50~60℃，烟气中水蒸汽含量为10~13%，变为不饱和/饱和湿度烟气，随后烟气进入喷淋塔5内，经喷淋塔5喷淋后出口烟气温度为40~50℃，烟气变为水蒸汽含量为7~10%饱和湿度烟气，经过喷淋塔5加热后喷淋循环水温度为45~55℃，通过循环水泵进入喷淋水冷却器6冷却后30~45℃送入喷淋塔5循环喷淋，加药装置7通过管道对喷淋塔5内的喷淋循环水加入碱性溶液，经过喷淋后的烟气进入除尘器3和除雾器8。

最后，烟气经过烟气再热器进行加热，由于能量转换装置11通过蒸汽管道12与烟气加热器9连接，能量转换装置11产生的0.1~1.0Mpa蒸汽通过烟气加热器9后，蒸汽冷凝为冷凝水进入冷凝水管道13，冷凝水出水温度为85~130℃，烟气经烟气加热器9加热后烟气温度为60~80℃，烟气为水蒸汽含量为7~10%，烟气不饱和度达到12~36%，进入10烟囱10，排入大气中，实现烟气脱白。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，其特征在于：包括锅炉给水预热器、喷淋冷凝系统和烟气加热器，所述锅炉给水预热器通过烟气管道依次连接除尘器、脱硫塔、喷淋冷凝系统和烟气加热器，所述烟气加热器的另一端与烟囱连通；

所述喷淋冷凝系统包括喷淋塔、喷淋水冷却器、加药装置、除尘器和除雾器，所述喷淋塔中部设置有喷淋器，所述喷淋器通过喷淋水冷却器与所述喷淋塔底部连通，所述加药装置与所述喷淋塔底部连通，所述喷淋塔的顶部依次设置有除尘器和除雾器。

2.根据权利要求1所述的低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，其特征在于：所述锅炉给水预热器还连接有能量转换装置，所述能量转换装置通过蒸汽管道连接有冷凝水管道，所述冷凝水管道设置在所述烟气加热器内。

3.根据权利要求2所述的低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，其特征在于：所述锅炉给水预热器的换热器为径向热管换热器、翅片管换热器或光管换热器的任意一种。

4.根据权利要求1所述的低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，其特征在于：所述喷淋塔为板式喷淋塔，所述喷淋塔内壁涂覆有防腐材料，所述防腐材料为玻璃鳞片、玻璃钢或塑料的任意一种。

5.根据权利要求1所述的低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，其特征在于：所述加药装置内添加有碱性溶质，所述碱性溶质为氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、磷酸氢钠或磷酸钠溶液的任意一种。

6.根据权利要求1所述的低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，其特征在于：所述喷淋水冷却器的换热器采用管式换热器或板式换热器。

7.根据权利要求1所述的低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，其特征在于：所述烟气加热器采用翅片管换热器、光管换热器或螺旋板换热器的任意一种。

8.根据权利要求2所述的低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，其特征在于：所述能量转换装置为除氧器或闪蒸器，所述能量转换装置产生的蒸汽为0.1~1.0Mpa的低压蒸汽。

9.根据权利要求2所述的低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，其特征在于：所述蒸汽管道还连通有厂内低压蒸汽管。

10.根据权利要求1所述的低能耗燃煤锅炉烟气脱白系统，其特征在于：所述喷淋塔的底部还设置有排污管，所述喷淋塔内的喷淋循环水的PH值保持在7~8。