CN109925838A - 一种烟气冷凝除雾消白装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气冷凝除雾消白装置，包括烟气冷凝器，所述烟气冷凝器内设有U型烟气流道，U型烟气流道的两个端口分别连接进烟通道和排烟通道，U型烟气流道内布置有换热器，U型烟气流道的底部形成集液槽。本发明实现对脱硫后湿热烟气深度冷凝，其利用烟气与冷却水逆向流动换热的方式，强化冷凝效果，降低烟气中相对含湿量，保证烟囱除雾消白。

Description

一种烟气冷凝除雾消白装置

技术领域

本发明涉及电站锅炉及工业锅炉烟囱烟羽治理技术领域，尤其涉及一种烟气冷凝除雾消白装置。

背景技术

燃煤电厂烟气对环境的污染严重，是世界范围内要求严格控制的污染物，也是其在生产过程中的环保技术难题。为响应国家燃煤电厂环保工作要求，电站锅炉或工业锅炉通常对烟气进行脱硫脱硝处理后才会排放至烟囱。由于目前所使用的大多为湿式脱硫方式，导致排放至烟囱的为过饱和湿烟气。湿烟气经烟囱直接排放到大气中，与温度较低的环境空气接触，烟气在降温的过程中，烟气所含的过饱和水蒸气凝结成水滴，对光线产生折射和散射，从而在烟囱出口形成雾状的白色或者灰色的烟羽。

湿烟羽的形成不仅造成视觉污染和环境污染，恶化城市景观，还会加剧雾霾的形成。脱硫塔出口烟气通常是饱和湿烟气，烟气中含有大量水蒸汽，水蒸汽中含有较多的溶解性盐、SO₃、凝胶粉尘、微尘，都是雾霾的主要成分。如果烟气直接进入烟囱排出，进入温度较低的环境空气中，由于环境空气的饱和湿度比较低，在烟气温度降低过程中，烟气中的水蒸汽会凝结形成湿烟羽，对大气造成视觉污染和环境污染。热电厂烟囱的除雾消白不仅要取得城市景观方面的环境效益，还要收集烟气中含有的粉尘颗粒、硫酸盐、硝酸盐等等，对除尘和脱硫脱硝效率有极大的提高。目前，对于烟囱湿烟羽的治理，由湿烟羽的形成机理总结出了三种解决方法：烟气加热法、烟气降温冷凝法、烟气冷凝再加热法。

近年来，我国加大环保力度，要求消除烟囱白色烟羽。烟囱白烟深度治理的主要技术手段为烟气冷凝方式，在脱硫塔后烟道增加烟气冷凝换热器，通过烟气换热降低烟气温度，实现脱硫后烟气降温冷凝，此方式对换热器的材质要求非常高、投资成本高，此外烟气冷凝后的水也不易处理。

公告号CN109045953A的发明专利公开了一种烟气冷却降温冷凝除湿脱污再热消白系统，该系统由烟气深度冷却器、烟气冷凝换热器、烟气再热器和冷源等组成；烟气深度冷却过程为烟气再热提供热源，加热主凝结水，降低脱硫塔出口烟温；烟气冷凝过程可加热主凝结水，为热泵提供热源，回收水资源，降低烟气含湿量；烟气再热过程降低排烟的相对湿度，从视觉上消除白烟。该系统创新冷凝换热器结构，采用316L代替氟塑料、钛合金等，引入机械通风盐水塔和智能调控系统，降低装置及系统的造价和能耗，在视觉上消除白烟的同时，梯级回收烟气中的余热，脱除50％以上的PM2.5、SO₃和15％以上的NO_x，兼顾环保效益与经济利益。

公告号CN208505058U的实用新型专利公开一种冷却塔消雾用片材及消雾模块，包括方形结构的片材基体；位于片材基体相对的两个边侧的第一装配面；位于片材基体相对的另两个边侧的第二装配面，所述第二装配面高于所述片材基体及第一装配面设置；位于两个第二装配面之间的第三装配面，相邻的第三装配面之间、以及第三装配面与第二装配面之间均设有通道，通道两端为与第一装配面表面上部空间连通的开口，所述消雾模块由上述冷却塔消雾用片材自一侧至另一侧依次叠摞构成消雾模块；该片材可以相互装配组成消雾模块，通过在消雾模块的四个侧面上形成的两个相互垂直的通道实现雾气和空气之间的热交换，实现了冷却塔产品在冷却过程中的消雾效果。

但是上述技术方案仍然存在消雾不够彻底、节能和环保效果不好、能源利用率低的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烟气冷凝除雾消白装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种烟气冷凝除雾消白装置，包括烟气冷凝器，所述烟气冷凝器内设有U型烟气流道，U型烟气流道的两个端口分别连接进烟通道和排烟通道，U型烟气流道内布置有换热器，U型烟气流道的底部形成集液槽。

所述U型烟气流道对称设置有两个，两个U型烟气流道上部均向对称线处靠拢，使U型烟气流道与水平面呈一定倾角；两个U型烟气流道共用同一套进烟通道和排烟通道。

所述换热器由配合布置在U型烟气流道内的多个翅片管管排组成。

管排之间的翅片管换热管依次首尾连接，且在排烟通道一侧形成冷却水进口，在进烟通道一侧形成冷却水出口，使烟气与冷却水流向相反。

翅片管上的散热翅片呈竖向设置，该相邻散热翅片间形成竖向通道。

所述冷却水进口和冷却水出口分别通过冷却水管路与冷却塔连接，其中冷却水进口与冷却塔之间的冷却水管路为冷却水输送管路，冷却水出口与冷却塔之间的冷却水管路为冷却水回流管路。

还包括脱硫塔，脱硫塔的烟气出口与进烟通道连接；脱硫塔的底部设有塔底浆液池，塔底浆液池由浆液循环管路与设于脱硫塔上部的浆液喷淋装置连接。

所述浆液循环管路与冷却水回流管路之间设有管路换热器进行热量交换。

所述集流槽通过导流管路与收水池连接。

所述烟气冷凝器可串联设置多组，由上一级排烟通道与下一级进烟通道连接。

本发明的有益效果：

采用上述技术方案，烟气进入烟气冷凝器后，在进烟侧，烟气首先沉降，与烟气冷凝器中换热器进行换热，在这个过程中会有部分凝水产生，当烟气沉降至U型烟气流道底部时，继而将从排烟侧上升，进一步对烟气冷凝，根据本装置的设置安装方式，烟气在整个流通过程中，与烟气进行换热的冷却水温度始终是由高到低，经烟气冷凝器深度冷凝处理后，烟气于排烟通道侧汇集排至烟囱。

本发明能够实现对脱硫后湿热烟气深度冷凝，一方面降低了烟气温度，另一方面把烟气中的水蒸气凝结成水，放出冷凝汽化潜热；该装置利用烟气与冷却水逆向流动换热的方式，强化冷凝效果，大大降低烟气中相对含湿量，保证烟囱除雾消白；该装置适用范围广，安装方便，对燃煤电厂烟囱除雾消白效果明显。

附图说明

附图1为本发明实施例的系统示意图；

附图2为为本发明实施例中烟气冷凝器的剖面结构示意图。

图中个部件的附图标记：1—烟气冷凝器；2—脱硫塔；3—冷却塔；101—进烟通道；102—排烟通道；103—U型烟气流道；104—冷却水流道；105—冷却水进口；106—冷却水出口；107—翅片管；108—集液槽；109—导流管路；110—收水池；21—塔底浆液池；22—浆液循环泵；23—管路换热器；24—浆液循环管路；25—浆液喷淋装置；31—冷却水循环泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。图1中箭头A为烟气入口，箭头B为烟气出口。

如图1所示，本实施例的一种烟气冷凝除雾消白装置，包括烟气冷凝器1，烟气冷凝器内设有U型烟气流道103，U型烟气流道103的两个端口分别连接进烟通道101和排烟通道102，排烟通道102连接引风机，并引至烟囱入口。U型烟气流道103内布置有换热器，U型烟气流道103的底部形成集流槽108，集流槽108通过导流管路109与收水池110连接。

烟气冷凝器1整体呈A型，U型烟气流道103对称设置有两个，两个U型烟气流道103上部均向对称线处靠拢并呈A型，使U型烟气流道103与水平面呈一定倾角，便于冷凝水汇聚于集液槽108。

本实施例中，两个U型烟气流道103共用同一套进烟通道101和排烟通道102。进烟通道101和排烟通道102同轴设置，两个U型烟气流道103分别位于进烟通道101和排烟通道102的两侧。

换热器由配合布置在U型烟气流道103内的多个翅片管107管排组成。管排之间的翅片管换热管依次首尾连接形成冷却水流道104，冷却水流道104在排烟通道102一侧是冷却水进口105，在进烟通道一侧是冷却水出口106。

由烟气冷凝器1的设计，进、排烟通道101、102和冷却水进、出口105、106均分布于烟气冷凝器1两端，即烟气进口端设置为冷却水出口，烟气出口端设置为冷却水进口，烟气与冷却水流向相反，即采用逆向流动换热方式进行换热。

翅片管107上的散热翅片可增大换热管的外表面积(或内表面积)，从而达到提高换热效率的目的。本实施例中，散热翅片呈竖向设置，其中相邻散热翅片间形成竖向通道，保证烟气在U型烟气流道流动。

本实施例中，烟气冷凝器1可串联设置多组，由上一级排烟通道与下一级进烟通道连接，通过增大烟气的沉降，增大烟气流通换热区域，增强烟气冷凝换热效果。

本实施例中，由冷却塔3提供冷却水作为烟气冷凝器及浆液换热器的制冷剂，为达到更佳的冷凝效果，可使用工业余热制冷获取冷能或其他形式冷能替代冷却水。

冷却水进口105和冷却水出口106分别通过冷却水管路与冷却塔3连接，其中冷却水进口105与冷却塔3之间的冷却水管路为冷却水输送管路，冷却水出口106与冷却塔之间的冷却水管路为冷却水回流管路。

本实施例的一种烟气冷凝除雾消白装置，还包括脱硫塔2，脱硫塔2的烟气出口与进烟通道101连接。

脱硫塔2为湿法烟气脱硫结构；脱硫塔2的底部设有塔底浆液池21，浆液喷淋装置（25）设置于脱硫塔上部，为多层喷淋。塔底浆液池21由浆液循环管路24与浆液喷淋装置24连接，浆液循环管路24上还设有浆液循环泵22。

本实施例中，浆液循环管路24与冷却水回流管路之间设有管路换热器23进行热量交换，在烟气脱硫的过程中对其进行一定的降温。

本发明的工作原理如下：烟气进入烟气冷凝器1后，在进烟通道101中，烟气由进烟孔进入对称分布于烟气通道两侧的U型烟气流道103中，在进烟侧，烟气首先沉降，与通有冷却水的翅片管换热装置进行换热，在这个过程中会有部分凝水产生，当烟气沉降至U型烟气流道底部时，继而将从排烟侧上升，进一步对烟气冷凝，根据本装置的设置安装方式，烟气在整个流通过程中，与烟气进行换热的冷却水温度始终是由高到低，经烟气冷凝器深度冷凝处理后，烟气于排烟通道102侧汇集排至烟囱。经过降温冷凝后，吸收脱硫后湿热烟气的热量，消除脱硫后湿热烟气中的过饱和水蒸气，实现烟囱的除雾消白。

本发明工作时，烟气首先经脱硫塔2脱硫，之后进入烟气冷凝器1，首先进入进烟通道101，接着是U型烟气流道103，流道内排布有翅片管107管排，可使用多种排布方式，如顺排排布方式或叉排排布方式，烟气在U型烟气流道103内沉降，流至流道底部，然后在连接排烟通道102侧的流道内上升至排烟通道102，直至离开烟气冷凝器1。烟气在通过流道时，与翅片管107进行换热，冷凝烟气中的过饱和水蒸气，此外大部分溶解性盐、SO₃、凝胶粉尘、微尘等，随冷凝水汇聚于集液槽108，最终在收水池110收集，与脱硫塔2脱硫废液一块集中处理。

并且，由于脱硫后湿热烟气中含有大量水蒸汽，水蒸汽中含有较多的溶解性盐、SO3、凝胶粉尘、微尘等，会对烟气冷凝器造成磨损或腐蚀，影响其使用年限，因此，烟气冷凝器1中进烟通道101、烟气流道103、翅片管107和排烟通道102均应采用防磨耐腐蚀材料制成，或内外壁衬、涂抹防磨耐腐蚀材料。

本发明能够实现对脱硫后湿热烟气深度冷凝，一方面降低了烟气温度，另一方面把烟气中的水蒸气凝结成水，放出冷凝汽化潜热；该装置利用烟气与冷却水逆向流动换热的方式，强化冷凝效果，大大降低烟气中相对含湿量，保证烟囱除雾消白；该装置适用范围广，安装方便，对燃煤电厂烟囱除雾消白效果明显。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种烟气冷凝除雾消白装置，包括烟气冷凝器，其特征在于：所述烟气冷凝器内设有U型烟气流道，U型烟气流道的两个端口分别连接进烟通道和排烟通道，U型烟气流道内布置有换热器，U型烟气流道的底部形成集液槽。

2.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝除雾消白装置，其特征在于：所述U型烟气流道对称设置有两个，两个U型烟气流道上部均向对称线处靠拢，使U型烟气流道与水平面呈一定倾角；两个U型烟气流道共用同一套进烟通道和排烟通道。

3.根据权利要求1或2所述的一种烟气冷凝除雾消白装置，其特征在于：所述换热器由配合布置在U型烟气流道内的多个翅片管管排组成。

4.根据权利要求3所述的一种烟气冷凝除雾消白装置，其特征在于：管排之间的翅片管换热管依次首尾连接，且在排烟通道一侧形成冷却水进口，在进烟通道一侧形成冷却水出口，使烟气与冷却水流向相反。

5.根据权利要求4所述的一种烟气冷凝除雾消白装置，其特征在于：翅片管上的散热翅片呈竖向设置，该相邻散热翅片间形成竖向通道。

6.根据权利要求4所述的一种烟气冷凝除雾消白装置，其特征在于：所述冷却水进口和冷却水出口分别通过冷却水管路与冷却塔连接，其中冷却水进口与冷却塔之间的冷却水管路为冷却水输送管路，冷却水出口与冷却塔之间的冷却水管路为冷却水回流管路。

7.根据权利要求6所述的一种烟气冷凝除雾消白装置，其特征在于：还包括脱硫塔，脱硫塔的烟气出口与进烟通道连接；脱硫塔的底部设有塔底浆液池，塔底浆液池由浆液循环管路与设于脱硫塔上部的浆液喷淋装置连接。

8.根据权利要求7所述的一种烟气冷凝除雾消白装置，其特征在于：所述浆液循环管路与冷却水回流管路之间设有管路换热器进行热量交换。

9.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝除雾消白装置，其特征在于：所述集流槽通过导流管路与收水池连接。

10.根据权利要求1所述的一种烟气冷凝除雾消白装置，其特征在于：所述烟气冷凝器可串联设置多组，由上一级排烟通道与下一级进烟通道连接。