CN109876638A - 一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，包括湿式脱硫塔、浆液循环系统和外部循环水系统，所述湿式脱硫塔的塔体内自下而上依次设有浆液池、浆液停留层、浆液喷淋层和除雾器，所述浆液池通过浆液循环系统为浆液喷淋层输送浆液，所述湿式脱硫塔下部设有烟气进口，所述烟气进口位于浆液池液面的上方，所述浆液停留层位于烟气进口与浆液喷淋层之间，所述浆液停留层内设有若干层浆液冷却托盘，所述浆液冷却托盘内设置换热管，所述换热管通过冷却水循环管道与外部循环水系统相连，所述换热管内设有循环冷却水。本发明提供的浆液冷却托盘及白色烟羽脱除装置烟气冷凝效果好、成本低、场地要求低，并可提高SO2脱除效率。
Description
【技术领域】
本发明涉及燃煤烟气污染物治理的技术领域，特别是一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置。
【背景技术】
随着环保要求的提高，浙江省、上海市、临汾市、镇江市等省市环保部门及政府对消除燃煤机组烟囱白色烟羽污染提出了明确要求，其中，临汾市、镇江市等要求必须采用烟气冷凝技术，要求烟温在夏季和冬季分别降低到47℃和45℃以下。
当脱硫系统采用湿法脱硫工艺时，烟气中的含水量较高，因此烟囱出口处出现液态凝结水，液态凝结水中夹带亚微米级颗粒物，可溶盐，SO3等污染物，会形成烟羽，对周边产生污染。
现有用于白色烟羽控制的烟气冷却技术：
1.在湿法脱硫的循环管道上安装浆液换热器，降低喷淋的浆液温度，浆液与烟气接触，从而降低烟气温度。
2.在已由湿法脱硫塔的基础上，抬高塔体，在已由碰淋层上方增设喷淋冷却层，对烟气碰淋冷却水，并通过接水盘将碰淋水单独回收与已有的喷淋浆液分开)，冷却后再循环喷淋。
3.在湿法脱硫塔下游，烟囱之前设置管式换热器，包括金属管换热器、氟塑料换热器、氟塑钢换热器等类型。
现有上述的用于白色烟羽控制的烟气冷却技术，其相应的缺点分别为：
1.1)现有部分通过在浆液喷淋管上布置换热器，将脱硫浆液降温而消除白烟的装置，由于浆液中含有石膏等固体颗粒，换热器出现了磨损、泄露、堵塞。2)浆液换热器增加了循环浆液的阻力，已有的浆液循环泵压头余量不足时需要更换，费用高。3)由于浆液循环管道结构紧凑，泵房位置小，增设的浆液换热器设置支撑难度大。4)投资费用高一台600MW机组费用约4000万)。
2.需对原脱硫塔抬高塔体，改造工程大，停炉工程长，费用高。一台600MW机组费用约5000万)
3.布置在烟道上的烟气冷却器，由于烟气中含有颗粒物及腐蚀气体，烟气冷却器出现了磨损、泄露、堵塞等问题，导致运行阻力增加、能耗增加，甚至设备停运等故障。并且管式换热器投资费用高一台600MW机组费用约6000万)；现有大部分湿法脱硫塔循环管道下侧场地被完全利用，无法设置烟气冷却器的支架，原设备浆液管道阀门等)和烟气冷却器的检修难度大。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，冷凝效果好、成本低、场地要求低，并可提高SO2脱除效率。
为实现上述目的，本发明提出了一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，包括湿式脱硫塔、浆液循环系统和外部循环水系统，所述湿式脱硫塔的塔体内自下而上依次设有浆液池、浆液停留层、浆液喷淋层和除雾器，所述浆液池通过浆液循环系统为浆液喷淋层输送浆液，所述湿式脱硫塔下部设有烟气进口，所述烟气进口位于浆液池液面的上方，所述浆液停留层位于烟气进口与浆液喷淋层之间，所述浆液停留层内设有若干层浆液冷却托盘，所述浆液冷却托盘内设置换热管，所述换热管通过冷却水循环管道与外部循环水系统相连，所述换热管内设有循环冷却水。
作为优选，所述浆液冷却托盘为1-2层，所述浆液冷却托盘内的开孔呈错位设置，每层浆液冷却托盘上形成一层浆液层。
作为优选，每层浆液冷却托盘的上下两侧分别设置有托盘冲洗装置，所述托盘冲洗装置上连接有冲洗水进口管道。
作为优选，所述浆液喷淋层为4-5层，每相邻浆液喷淋层的喷头呈错位布置。
作为优选，所述外部循环水系统还包括机力通风冷却塔，所述机力通风冷却塔的底部设有冷却水水池，所述冷却水水池通过冷却水循环泵与冷却水循环管道的进水端相连，所述冷却水循环泵为变频泵，所述机力通风冷却塔的叶片驱动电机为变频电机。
作为优选，所述冷却水循环管道上还设有用以调节循环水的PH的加药装置。
作为优选，所述浆液循环系统包括4-6个浆液循环管道，每个浆液循环管道上分别设置浆液循环泵，浆液循环泵分别向布置在湿式脱硫塔内的浆液喷淋层输送浆液，由浆液喷淋层将浆液垂直均匀地喷淋到湿式脱硫塔内。
作为优选，所述湿式脱硫塔的排烟管道直接与烟囱相连或通过湿式电除尘、烟气再热器后与烟囱相连。
本发明的有益效果：本发明通过在湿式脱硫塔内设置有浆液冷却托盘、浆液喷淋层和除雾器，在浆液喷淋层下侧设有浆液冷却托盘，浆液冷却托盘内设置换热管，每层浆液冷却托盘上形成一层浆液层，烟气自下而上穿过浆液冷却托盘，喷淋浆液自上而下冲入浆液层，从而在浆液层内形成高速、混流的气液固(气：烟气；液：浆液；固：浆液冷却托盘及金属换热管)高效接触区，从而达到高效的烟气冷凝效果和SO2脱除效果。与现有技术相比，本发明提供的浆液冷却托盘及白色烟羽脱除装置烟气冷凝效果好、成本低、场地要求低，并可提高SO2脱除效率。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置的示意图；
图2是本发明一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置的放大结构示意图。
【具体实施方式】
参阅图1和图2本发明一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，包括湿式脱硫塔1、浆液循环系统和外部循环水系统，所述湿式脱硫塔1的塔体内自下而上依次设有浆液池2、浆液停留层3、浆液喷淋层4和除雾器5，所述浆液池2通过浆液循环系统为浆液喷淋层4输送浆液，所述湿式脱硫塔1下部设有烟气进口，所述烟气进口位于浆液池2液面的上方，所述浆液停留层3位于烟气进口与浆液喷淋层4之间，所述浆液停留层3内设有若干层浆液冷却托盘31，所述浆液冷却托盘31内设置换热管，所述换热管通过冷却水循环管道63与外部循环水系统相连，所述换热管内设有循环冷却水。
进一步地，所述浆液冷却托盘31为1-2层，所述浆液冷却托盘31内的开孔呈错位设置，以提高浆液和托盘的接触效率，从而提高换热效率，由于托盘区域浆液、烟气接触效率高，烟气和浆液相对托盘的流速高，该区域的换热效果相对其他位置最佳。每层浆液冷却托盘上形成一层浆液层32。每层浆液冷却托盘31的上下两侧分别设置有托盘冲洗装置33，所述托盘冲洗装置33上连接有冲洗水进口管道，根据烟气阻力反馈信号和烟温反馈信号，当烟气阻力升高后降温效率降低时，通过高压水间断冲洗浆液冷却托盘(阻力或烟温高时，冲洗2分钟，平时不冲洗)，也可通过调试，定时冲洗，保证换热效率，消除堵塞风险。所述浆液喷淋层4为4-5层，每相邻浆液喷淋层的喷头呈错位布置，以提高浆液与托盘的接触率，从而提高换热效果。
所述外部循环水系统还包括机力通风冷却塔6，所述机力通风冷却塔6的底部设有冷却水水池62，所述冷却水水池62通过冷却水循环泵64与冷却水循环管道63的进水端相连，所述冷却水循环泵64为变频泵，所述机力通风冷却塔6的叶片驱动电机为变频电机。所述冷却水循环管道63上还设有用以调节循环水的PH的加药装置。
所述浆液循环系统包括4-6个浆液循环管道41，每个浆液循环管道41上分别设置浆液循环泵42，浆液循环泵42分别向布置在湿式脱硫塔内1的浆液喷淋层4输送浆液，由浆液喷淋层4将浆液垂直均匀地喷淋到湿式脱硫塔1内。
所述湿式脱硫塔1的排烟管道直接与烟囱相连或通过湿式电除尘、烟气再热器后与烟囱相连。
本发明一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置的各设备工作流程：
(1)烟气流程：
燃煤烟气在经过脱硝、除尘装置后，在经过引风机，正压的烟气进入脱硫塔，此时烟气中主要污染物时SO2和超细颗粒物，烟气通过脱硫塔的进口烟道自下而上进入塔体，脱硫塔的进口烟道设置在塔体的浆液池液面上方，浆液池设置在塔体底部，烟气经进口烟道的导流板适当导流后，均匀垂直向上流动。
烟气进入浆液冷却托盘，浆液冷却托盘内布置有换热管，换热管内设置循环冷却水，烟气通过浆液冷却托盘被降低温度(烟气温度降低的作用效果之一)，同时，烟气中的SO2与浆液充分接触，被反应脱除，烟气中的细颗粒物被冷凝的液滴捕捉，被高效脱除。
烟气穿过浆液冷却托盘被浆液喷淋层(4-6层)喷淋下来的浆液再次冷却，同时SO2与浆液再次接触并被再次脱除。
烟气穿过浆液喷淋层后，烟气中的SO2被高效脱除，烟气温度被有效降低，但携带了喷淋时的液滴(液态冷凝水滴)，然后，烟气进入除雾器层，液滴被脱除。
烟气穿过除雾器层后，烟气温度处于饱和状态(水饱和)，此时由于烟气温度降低，含湿量也被降低。然后烟气直接进入烟囱或经过湿式电除尘、烟气再热器等设备后进入烟囱，并被排放到大气中。
(2)冷凝水流程：
机力通风冷却塔下侧设有水池，机组托运前向水池中注入一定量的干净水，当机组托运时或托运前一段时间，在冷却水循环泵的作用下，水池中的水被打入冷却水循环管道中，被进入浆液冷却托盘，冷却水穿过浆液冷却托盘的同时，通过换热板向烟气和浆液吸热，降低浆液和烟气温度，同时冷却水温度升高，温度升高的冷却水通过冷却水循环管道进入机力通风冷却塔，在机力通风冷却塔内被降低温度，并进入水池，完成一个循环。
在冷却水循环管道上设有加药装置，通过加药适当调节循环水的PH，并对冷却水杀菌。
(3)浆液流程：
湿式脱硫塔下侧设有浆液池，当机组托运时或托运前一段时间，向浆液池内注入石灰石浆液，在湿式脱硫塔外侧设置4-6个浆液循环管道，每个浆液循环管道上设置浆液循环泵，浆液循环管道分别向布置在湿式脱硫塔内的浆液喷淋层输送浆液，浆液被垂直均匀地喷淋到湿式脱硫塔内。
浆液被喷淋后，首先在塔内与烟气接触，发生换热和化学反应，然后进入到浆液冷却托盘，浆液由于重力作用垂直与浆液冷却托盘冲刷，从而达到移动的相对速度，提高换热效率，并且冲刷作用在一定程度上可保证浆液冷却托盘不发生结垢而堵塞。浆液冷却托盘的开孔率被控制，保证浆液在托盘上方形成一层停留层，从而保证烟气、浆液、托盘之间的换热时间和接触效率，达到最佳的换热效率和脱硫效率，同时控制对烟气阻力在一定范围以内。
浆液穿过1-2层浆液冷却托盘(包括1-2层浆液停留层)，进入浆液池，在浆液池内被补充新的石灰石，回收石膏，完成一个循环。
(4)控制系统流程：
冷却循环水控制：由于机力通风冷却塔的换热效果跟环境温度关系较大，当冬季等环境温度较低时，换热效果好，通过调节冷却水循环泵(设置为变频泵)，以节省能耗。
或者，将机力通风冷却塔的电机设置为变频电机，通过调节电机以节省能耗。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，其特征在于：包括湿式脱硫塔(1)、浆液循环系统和外部循环水系统，所述湿式脱硫塔(1)的塔体内自下而上依次设有浆液池(2)、浆液停留层(3)、浆液喷淋层(4)和除雾器(5)，所述浆液池(2)通过浆液循环系统为浆液喷淋层(4)输送浆液，所述湿式脱硫塔(1)下部设有烟气进口，所述烟气进口位于浆液池(2)液面的上方，所述浆液停留层(3)位于烟气进口与浆液喷淋层(4)之间，所述浆液停留层(3)内设有若干层浆液冷却托盘(31)，所述浆液冷却托盘(31)内设置换热管，所述换热管通过冷却水循环管道(63)与外部循环水系统相连，所述换热管内设有循环冷却水。
2.如权利要求1所述的一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，其特征在于：所述浆液冷却托盘(31)为1-2层，所述浆液冷却托盘(31)内的开孔呈错位设置，每层浆液冷却托盘上形成一层浆液层(32)。
3.如权利要求2所述的一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，其特征在于：每层浆液冷却托盘(31)的上下两侧分别设置有托盘冲洗装置(33)，所述托盘冲洗装置(33)上连接有冲洗水进口管道。
4.如权利要求1所述的一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，其特征在于：所述浆液喷淋层(4)为4-5层，每相邻浆液喷淋层的喷头呈错位布置。
5.如权利要求1所述的一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，其特征在于：所述外部循环水系统还包括机力通风冷却塔(6)，所述机力通风冷却塔(6)的底部设有冷却水水池(62)，所述冷却水水池(62)通过冷却水循环泵(64)与冷却水循环管道(63)的进水端相连，所述冷却水循环泵(64)为变频泵，所述机力通风冷却塔(6)的叶片驱动电机为变频电机。
6.如权利要求5所述的一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，其特征在于：所述冷却水循环管道(63)上还设有用以调节循环水的PH的加药装置。
7.如权利要求1所述的一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，其特征在于：所述浆液循环系统包括4-6个浆液循环管道(41)，每个浆液循环管道(41)上分别设置浆液循环泵(42)，浆液循环泵(42)分别向布置在湿式脱硫塔内(1)的浆液喷淋层(4)输送浆液，由浆液喷淋层(4)将浆液垂直均匀地喷淋到湿式脱硫塔(1)内。
8.如权利要求1所述的一种具有浆液冷却托盘的白色烟羽脱除装置，其特征在于：所述湿式脱硫塔(1)的排烟管道直接与烟囱相连或通过湿式电除尘、烟气再热器后与烟囱相连。
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