CN110743327A - 一种白烟消除系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种白烟消除系统及方法，所述白烟消除系统包括吸收塔，所述吸收塔的底部设有入口烟道，顶部设有出口烟道，所述吸收塔底部设置有浆液储存池，所述白烟消除系统还包括浆液冷却装置和烟气换热装置；所述浆液冷却装置包括换热器，所述换热器通过喷淋管路分别与所述浆液储存池和所述吸收塔上部的喷淋层连接，所述喷淋管路上设置有浆液循环泵；所述烟气换热装置与所述出口烟道连接。这样，由于在使用烟气换热装置对脱硫后的烟气进行降温前，已经通过浆液冷却装置对烟气进行了初步降温，使得所述烟气换热装置无需接入大量的外部冷源，且无需设置较大面积的烟气换热装置，从而能够极大地降低采用烟气冷凝技术消除白烟所需的投资成本。

Description

一种白烟消除系统及方法

技术领域

本发明涉及烟气净化技术领域，尤其涉及一种白烟消除系统及方法。

背景技术

目前，大部分烟气脱硫采用湿法脱硫工艺，尤其是石灰石-石膏法工艺。在湿法脱硫过程中，脱硫后的烟气处于饱和状态，含湿量大，当烟气经烟囱进入大气后，由于大气环境温度较低，烟气中的水蒸气会遇冷凝结成微小液滴，产生白色烟羽，从人们视觉看就是所谓的“白烟”。

现有技术中，消除“白烟”的方法主要有烟气加热、烟气冷凝和烟气冷凝再热等技术，其中，烟气冷凝技术的原理是通过对烟气进行降温，以将烟气中的水蒸气凝结一部分，从而达到降低烟气中的含湿量和消除白烟的目的。

现阶段，较为常用的烟气冷凝技术主要有氟塑料冷凝换热技术，其原理是在吸收塔的烟气出口处布置氟塑料换热器，再利用外部冷源对烟气进行冷凝降温。然而，由于氟塑料换热器的成本价格相对较高，而且还需要将大量的冷源提升至烟气出口，能量消耗巨大，从而导致采用氟塑料冷凝换热技术来消除白烟所需的投资成本较高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种白烟消除系统及方法，解决了现有技术中采用氟塑料冷凝换热技术消除白烟所需的投资成本较高的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种白烟消除系统，包括吸收塔，所述吸收塔的底部设有入口烟道，顶部设有出口烟道，所述吸收塔底部设置有浆液储存池，其特征在于，所述白烟消除系统还包括浆液冷却装置和烟气换热装置；

所述浆液冷却装置包括换热器，所述换热器通过喷淋管路分别与所述浆液储存池和所述吸收塔上部的喷淋层连接，所述喷淋管路上设置有浆液循环泵；

所述烟气换热装置与所述出口烟道连接。

可选的，所述吸收塔上部设置有至少两层喷淋层，所述换热器通过喷淋管路与所述至少两层喷淋层中位于最顶层的喷淋层连接。

可选的，所述白烟消除系统还包括与所述烟气换热装置连接且位于所述烟气换热装置下部的冷凝水回收装置。

可选的，所述白烟消除系统还包括与所述冷凝水回收装置连接的冷凝水回收管路、设置在所述冷凝水回收管路上的水泵以及与所述冷凝水回收管路连接的冷凝水处理装置。

可选的，所述白烟消除系统还包括与所述烟气换热装置连接的余热回收装置。

可选的，所述烟气换热装置为U型管式氟塑料换热器。

可选的，所述换热器为板式换热器。

本发明实施例还提供一种白烟消除方法，应用于本发明实施例中提供的白烟消除系统，所述方法包括：

通过浆液冷却装置对进入吸收塔内的烟气进行第一阶段降温处理；

通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理。

可选的，所述浆液冷却装置接入的外部冷源的温度在预设温度范围内，以控制经第一阶段降温后的烟气的温度不低于预设温度阈值。

可选的，所述白烟消除系统包括冷凝水回收装置和冷凝水处理装置；

所述通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理之后，所述方法还包括：

通过所述冷凝水回收装置对所述烟气换热装置中烟气经第二阶段降温处理后得到的冷凝水进行回收；

通过所述冷凝水处理装置对所回收的冷凝水进行再利用处理。

可选的，所述白烟消除系统包括余热回收装置；

所述通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理之后，所述方法还包括：

通过所述余热回收装置对所述烟气换热装置中经换热后得到的热量进行回收。

本发明实施例中，通过浆液冷却装置对进入吸收塔内的烟气进行第一阶段降温处理，再通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理。这样，由于在使用烟气换热装置对脱硫后的烟气进行降温前，已经通过浆液冷却装置对烟气进行了初步降温，使得所述烟气换热装置无需接入大量的外部冷源，且无需设置较大面积的烟气换热装置，从而能够极大地降低采用烟气冷凝技术消除白烟所需的投资成本，且能达到良好的白烟消除效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种白烟消除系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种白烟消除方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种白烟消除系统，包括吸收塔1，所述吸收塔1的底部设有入口烟道11，顶部设有出口烟道12，所述吸收塔1底部设置有浆液储存池13，所述白烟消除系统还包括浆液冷却装置2和烟气换热装置3；

所述浆液冷却装置2包括换热器21，所述换热器21通过喷淋管路22分别与所述浆液储存池13和所述吸收塔1上部的喷淋层23连接，所述喷淋管路22上设置有浆液循环泵24；

所述烟气换热装置3与所述出口烟道12连接。

本发明实施例的白烟消除系统可以用于对脱硫后的烟气进行白烟消除。该情况下，吸收塔1为脱硫塔。但需要说明的是，本发明实施例的白烟消除系统并不仅限于对脱硫后的烟气进行白烟消除，只要烟气容易产生白烟，即可采用本发明实施例的白烟消除系统。为了便于描述，以下均以脱硫烟气进行具体说明。

本实施例中，如图1所示，本发明实施例提供的白烟消除系统包括吸收塔1，吸收塔1的底部入口烟道11，顶部设有出口烟道12，吸收塔1的底部还设置有浆液储存池13，用于储存对烟气进行脱硫的浆液，一般为石灰石浆液。

浆液储存池13与喷淋管路22的入口相连，吸收塔1的上部设有喷淋层23，喷淋层23与喷淋管路22的出口相连，浆液冷却装置2包括换热器21，换热器21设置在喷淋管路22上，喷淋管路22上靠近吸收塔1底部处还设置有浆液循环泵24。

这样，吸收塔1底部的浆液储存池13中的浆液可以通过浆液循环泵24的循环抽送并经喷淋管路22输送至换热器21，以通过换热器21对浆液进行冷却降温处理，降温后的浆液再经喷淋管路22输送至喷淋层23，当烟气经入口烟道11进入吸收塔1，并向出口烟道12流动时，由于喷淋层23可以向烟气喷洒冷却后的浆液，从而可以在对烟气进行脱硫的同时，还能对烟气进行初步降温，以将烟气中的部分水蒸气凝结成水，进而降低脱硫后的烟气中的含湿量。

如图1所示，吸收塔1顶部的出口烟道12连接有烟气换热装置3，这样，当初步降温后的烟气经出口烟道12流动至烟气换热装置3处时，可以通过烟气换热装置3对烟气进行二次降温，以进一步将烟气中的水蒸气凝结成水，降低烟气中的含湿量，使得经二次降温后的烟气经烟囱10排出后不易产生白烟。

需指出的是，在通过浆液冷却装置2对烟气进行初步降温时，可以控制换热器21中接入的外部冷源的温度，以保证在吸收塔1内对烟气进行降温时，避免因浆液温度过低，而导致烟气中过多水蒸气冷凝成水且进入吸收塔1底部浆液储存池13，进而破坏吸收塔1内的水平衡。

可选的，所述吸收塔1上部设置有至少两层喷淋层，所述换热器21通过喷淋管路与所述至少两层喷淋层中位于最顶层的喷淋层连接。

该实施方式中，可以在吸收塔1上部设置有至少两层喷淋层，每一层喷淋层连接一路喷淋管路，每一路喷淋管路上均设置一个浆液循环泵，换热器21可以设置在最外层的喷淋管路上，与所述至少两层喷淋层中位于最顶层的喷淋层连接，如图1所示，吸收塔1上部可以设置四层喷淋层，换热器21设置在与最顶层的喷淋层连接的喷淋管路上。

这样，通过在吸收塔1上部设置多层喷淋层，可以保证进入吸收塔1内的烟气能够得到较为完全的脱硫处理，且由于换热器21通过喷淋管路与所述至少两层喷淋层中位于最顶层的喷淋层连接，从而可以通过最顶层的喷淋层喷洒出的冷却后的浆液对位于其下的喷淋层喷洒出的浆液进行冷却，进而可通过冷却后的浆液对吸收塔1内的烟气进行冷凝降温。

同时，由于只有位于最顶层的喷淋层才连接有换热器21，因此可在一定程度上便于控制浆液的冷却温度，保证烟气在吸收塔1内进行初步降温时，不被降至过低的温度，进而可避免烟气因降温过度而破坏吸收塔1内的水平衡。

可选的，所述白烟消除系统还包括与所述烟气换热装置3连接且位于所述烟气换热装置3下部的冷凝水回收装置4。

如图1所示，还可以在烟气换热装置3的下部设置冷凝水回收装置4，以对烟气中的水蒸气经烟气换热装置3换热降温后形成的冷凝水进行回收，这样，可以保证烟气中的水蒸气冷凝成水后不被浪费，而是可以加以回收利用，实现节能减排。

可选的，所述白烟消除系统还包括与所述冷凝水回收装置4连接的冷凝水回收管路51、设置在所述冷凝水回收管路51上的水泵52以及与所述冷凝水回收管路51连接的冷凝水处理装置5。

如图1所示，为对从烟气换热装置3中回收后的冷凝水进行再利用，还可以设置与冷凝水回收装置4连接的冷凝水处理装置5，具体可以是通过冷凝水回收管路51连接冷凝水回收装置4与冷凝水处理装置5，并在所述冷凝水回收管路51上设置水泵52，以通过水泵52将冷凝水回收装置4中的冷凝水抽送至冷凝水处理装置5，冷凝水处理装置5可以对冷凝水进行一些简单处理，如净化、除氧等，以对处理后的冷凝水加以再利用，如用于除雾器冲水等。

可选的，所述白烟消除系统还包括与所述烟气换热装置3连接的余热回收装置6。

如图1所示，为对烟气换热装置3中通过外部冷源对烟气进行换热后得到的热量进行回收利用，可以在烟气换热装置3处设置与其连接的余热回收装置6，例如：烟气换热装置3为管式换热器，其原理是通过换热管入口不断地注入外部冷源，如冷却水，以对流经烟气换热装置3中的烟气进行换热降温，这样，经换热后的冷却水由于吸收了烟气中的热量，而变成具有一定温度的热水，通过在烟气换热装置3处设置的余热回收装置6便可对该热水进行回收，以对回收后的热水进行再利用。

需说明的是，为对换热器21中通过外部冷源对浆液进行冷却后得到的热量进行回收利用，同样可以在与换热器21处设置与其连接的余热回收装置。

可选的，所述烟气换热装置3为U型管式氟塑料换热器。

该实施方式中，烟气换热装置3可以为U型管式氟塑料换热器，其换热原理为从换热管入口注入外部冷源，外部冷源流经内部布置的换热管，与流经烟气换热装置3内的烟气进行换热，使得换热后的烟气温度得以降低，冷源的温度得以升高，换热后的冷源从换热管出口流出。

该实施方式中，由于U型管式氟塑料换热器具备较强的抗腐蚀性能和极佳的耐温性能，因而非常适用于对烟气进行换热降温，且由于其不易腐蚀和耐温的优点，从而具备较长的使用寿命，进而能够降低维护成本。

可选的，所述换热器21为板式换热器。

该实施方式中，换热器21可以为板式换热器，其中，板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器，各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。具体地，该板式换热器包括热流体管路和冷却水管路，其热流体管路与喷淋管路22相连，冷却水管路用于接入外部冷源，这样，当浆液经喷淋管路22流入板式换热器中的热流体管路时，可以通过冷却水管路中接入的外部冷源对热流体管路中的浆液进行冷却降温。

该实施方式中，由于板式换热器具有换热效率高、结构紧凑轻巧、占地面积小、使用寿命长等特点，因而使用板式换热器对浆液进行冷却降温，不仅能够获得较佳的换热效果，且能够降低维护成本。

本发明实施例中，通过浆液冷却装置对进入吸收塔内的烟气进行第一阶段降温处理，再通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理。这样，由于在使用烟气换热装置对脱硫后的烟气进行降温前，已经通过浆液冷却装置对烟气进行了初步降温，使得所述烟气换热装置无需接入大量的外部冷源，且无需设置较大面积的烟气换热装置，从而能够极大地降低采用烟气冷凝技术消除白烟所需的投资成本，且能达到良好的白烟消除效果。

如图2所示，本发明实施例提供一种白烟消除方法，应用于图1所示的实施例中所述的白烟消除系统，所述方法包括：

步骤201、通过浆液冷却装置对进入吸收塔内的烟气进行第一阶段降温处理。

该步骤中，可以先通过浆液冷却装置对进入吸收塔内的烟气进行第一阶段降温处理，具体地，可以是通过浆液冷却装置对浆液进行冷却降温，再利用冷却后的浆液喷淋进入吸收塔内的烟气，从而实现对烟气的第一阶段降温。

可选的，所述浆液冷却装置接入的外部冷源的温度在预设温度范围内，以控制经第一阶段降温后的烟气的温度不低于预设温度阈值。

该实施方式中，在通过所述浆液冷却装置对进入吸收塔内的烟气进行第一阶段降温处理之前，可以先控制所述浆液冷却装置所接入的外部冷源的温度，以保证外部冷源的温度在预设温度范围内，例如：控制外部冷源的温度不至于过低，以保证冷却后的浆液的温度不至于过低，进而保证经第一阶段降温后的烟气的温度不低于预设温度阈值。这样，能够保证烟气中不会有过多的水蒸气冷凝成水后落入吸收塔底部的浆液储存池中，从而有利于保持吸收塔内的水平衡。

步骤202、通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理。

该步骤中，可以通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理，以进一步将烟气中的水蒸气进行冷凝，降低烟气中的含湿量，使得烟气排入大气后不易产生白烟。

本实施例中，由于是采用分段降温的方式对烟气进行冷凝处理，因此在使用所述烟气换热装置对烟气进行降温时，只需提升适量的外部冷源至所述烟气换热装置即可，而且所述烟气换热装置的面积无需布置得过大，从而可以极大降低所述烟气换热装置的投资成本。

可选的，所述白烟消除系统包括冷凝水回收装置和冷凝水处理装置；

步骤202之后，所述方法还包括：

通过所述冷凝水回收装置对所述烟气换热装置中烟气经第二阶段降温处理后得到的冷凝水进行回收；

通过所述冷凝水处理装置对所回收的冷凝水进行再利用处理。

该实施方式中，在通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理后，还可以通过冷凝水回收装置对所述烟气换热装置中烟气经第二阶段降温处理后得到的冷凝水进行回收，并通过冷凝水处理装置对所回收的冷凝水进行再利用处理。

具体可以是在所述烟气换热装置的下部连接所述冷凝水回收装置，所述冷凝水回收装置再通过冷凝水回收管路和水泵连接至所述冷凝水处理装置，这样，烟气经过所述烟气换热装置换热降温后，烟气中的水蒸气遇冷而形成的冷凝水会进入所述冷凝水回收装置，然后再经所述冷凝水回收管路和水泵输送至所述冷凝水处理装置，以对回收的冷凝水进行简单处理后加以再利用。

这样，该实施方式中，通过对所述烟气换热装置中烟气经第二阶段降温处理后得到的冷凝水进行回收，并对所回收的冷凝水进行再利用处理，可以保证烟气中的水蒸气冷凝成水后不被浪费，而是可以加以回收利用，实现节能减排。

可选的，所述白烟消除系统包括冷凝水回收装置和冷凝水处理装置；

步骤202之后，所述方法还包括：

通过所述余热回收装置对所述烟气换热装置中经换热后得到的热量进行回收。

该实施方式中，还可以通过余热回收装置对所述烟气换热装置中经换热后得到的热量进行回收，具体可以是在所述烟气换热装置处设置与其连接的余热回收装置，这样，当所述烟气换热装置与烟气换热时所吸收的热量将通过所述余热回收装置得以回收，从而可以对回收后的热量进行再利用。

本发明实施例中，通过浆液冷却装置对进入吸收塔内的烟气进行第一阶段降温处理，再通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理。这样，由于在使用烟气换热装置对脱硫后的烟气进行降温前，已经通过浆液冷却装置对烟气进行了初步降温，使得所述烟气换热装置无需接入大量的外部冷源，且无需设置较大面积的烟气换热装置，从而能够极大地降低采用烟气冷凝技术消除白烟所需的投资成本，且能达到良好的白烟消除效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种白烟消除系统，包括吸收塔，所述吸收塔的底部设有入口烟道，顶部设有出口烟道，所述吸收塔底部设置有浆液储存池，其特征在于，所述白烟消除系统还包括浆液冷却装置和烟气换热装置；

所述浆液冷却装置包括换热器，所述换热器通过喷淋管路分别与所述浆液储存池和所述吸收塔上部的喷淋层连接，所述喷淋管路上设置有浆液循环泵；

所述烟气换热装置与所述出口烟道连接。

2.根据权利要求1所述的白烟消除系统，其特征在于，所述吸收塔上部设置有至少两层喷淋层，所述换热器通过喷淋管路与所述至少两层喷淋层中位于最顶层的喷淋层连接。

3.根据权利要求1所述的白烟消除系统，其特征在于，所述白烟消除系统还包括与所述烟气换热装置连接且位于所述烟气换热装置下部的冷凝水回收装置。

4.根据权利要求3所述的白烟消除系统，其特征在于，所述白烟消除系统还包括与所述冷凝水回收装置连接的冷凝水回收管路、设置在所述冷凝水回收管路上的水泵以及与所述冷凝水回收管路连接的冷凝水处理装置。

5.根据权利要求1所述的白烟消除系统，其特征在于，所述白烟消除系统还包括与所述烟气换热装置连接的余热回收装置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的白烟消除系统，其特征在于，所述烟气换热装置为U型管式氟塑料换热器。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的白烟消除系统，其特征在于，所述换热器为板式换热器。

8.一种白烟消除方法，应用于如权利要求1至7中任一项所述的白烟消除系统，其特征在于，所述方法包括：

通过浆液冷却装置对进入吸收塔内的烟气进行第一阶段降温处理；

通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述浆液冷却装置接入的外部冷源的温度在预设温度范围内，以控制经第一阶段降温后的烟气的温度不低于预设温度阈值。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述白烟消除系统包括冷凝水回收装置和冷凝水处理装置；

所述通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理之后，所述方法还包括：

通过所述冷凝水回收装置对所述烟气换热装置中烟气经第二阶段降温处理后得到的冷凝水进行回收；

通过所述冷凝水处理装置对所回收的冷凝水进行再利用处理。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述白烟消除系统包括余热回收装置；

所述通过烟气换热装置对经第一阶段降温后的烟气进行第二阶段降温处理之后，所述方法还包括：

通过所述余热回收装置对所述烟气换热装置中经换热后得到的热量进行回收。

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