CN111068453A - 一种烟气脱白系统及烟气脱白方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气脱白系统，其包括沿气路方向依次设置的烟气冷却器、脱硫塔、烟气冷凝器、除雾器和烟气再热器；所述烟气冷却器、所述烟气冷凝器和所述烟气再热器的内部均设有以液体作为换热介质的气液换热器；所述烟气冷却器的换热介质入口与连接除氧器入口的冷凝水管连接，所述烟气冷却器的换热介质出口与所述烟气再热器的换热介质入口连接，所述烟气再热器的换热介质出口与除氧器入口连接；所述烟气冷却器的烟气入口与锅炉出口连接，所述烟气再热器的烟气出口与烟囱连接。本发明的系统能实现烟气脱白的同时，显著降低了系统能耗，减小了电厂的用电率，还提升了烟气除尘与脱硫的效果，提高了烟气中SO₂的去除率，消除了烟气的异味。

Description

一种烟气脱白系统及烟气脱白方法

技术领域

本发明涉及烟气净化处理技术领域，尤其涉及一种烟气脱白系统及烟气脱白方法。

背景技术

随着社会的不断发展，国家大力倡导能源的高效、清洁利用。燃煤电厂的烟气排放一直受到业界内外的高度重视，“超洁净”排放是目前行业要求执行的标准。

由于锅炉烟气中含有大量的水蒸气，当锅炉的热烟气排到大气中遇到环境冷空气时，会发生热交换。当烟气温度降低到饱和温度时，烟气中的水蒸气会凝结成微小的水珠，随着烟气温度的进一步降低，烟气中会形成大量的微小水珠，从而致使出现冒白烟现象。为此，需在锅炉进行排烟的过程中，对其中的烟气进行脱白处理。

目前，烟气脱白处理的方法主要有两种，一是直接加热烟气，二是先冷凝烟气再加热烟气。其中，直接加热法是指利用额外的热源加热烟气，使烟气的排放温度远高于其饱和温度。升温后的烟气处于不饱和状态，排烟后不会形成白烟，从而达到脱白的目的。即使高温烟气在排放过程中会冷却，但当其冷却到饱和温度时，烟气的扩散范围已经很大了，由于烟气的含水量是一定的，所以一定量的水蒸气在大范围内凝结成微小的水珠，肉眼就看不到了。另外，先冷凝再加热是指利用额外的冷源先冷凝烟气中的部分水蒸气，以降低烟气的饱和温度，后续再用额外热源加热烟气，使烟气远离饱和状态，如此，排烟后不会形成白烟，从而达到脱白的目的。以上两种烟气脱白的处理方法都需要使用大量的额外能源，不但耗能高，而且设备投资大，设备体积也大，运行成本高。

燃煤电厂的现有运行系统中，主要是以脱硫塔为核心设备的脱硫系统作为烟气脱白的常规处理路线，一般为在脱硫塔的入口前设置回转式烟气换热器或热管式烟气换热器。但时常会出现如下情况：出现因未脱硫或脱硫不充分而冒黑烟的烟气；因脱硫后未设换热器而导致冒白烟、有异味的情况出现。同时，脱硫系统在运行过程中，为了达到烟气脱硫的效果，需要消耗额外的能量作为烟气洁净系统的能源输入，同时这部份能量输入的比重随着排放标准变严格而日趋变大，导致厂用电率变大，不符合电厂追求能量高效运行的发展目标。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种烟气脱白系统及烟气脱白方法。本发明的系统能实现烟气脱白的同时，显著降低了系统能耗，减小了电厂的用电率。

为实现其目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明提供了一种烟气脱白系统，其包括沿气路方向依次设置的烟气冷却器、脱硫塔、烟气冷凝器、除雾器和烟气再热器；所述烟气冷却器、所述烟气冷凝器和所述烟气再热器的内部均设有以液体作为换热介质的气液换热器；所述烟气冷却器的换热介质入口与连接除氧器入口的冷凝水管连接，所述烟气冷却器的换热介质出口与所述烟气再热器的换热介质入口连接，所述烟气再热器的换热介质出口与除氧器入口连接；所述烟气冷却器的烟气入口与锅炉出口连接，所述烟气再热器的烟气出口与烟囱连接。

本发明在锅炉出口与脱硫塔之间设置烟气冷却器，利用烟气冷却器对来自锅炉出口的烟气进行降温，从而降低烟气进入脱硫塔的温度。烟气温度降低后，其体积会变小，进入脱硫塔后的上升流速也会变小，与脱硫液的接触时间延长，从而提高烟气的脱硫效果。烟气进入脱硫塔的温度降低，还可降低脱硫塔内的运行温度，从而使排出烟气中所含的饱和湿度含水量大大减少。其次，本发明在脱硫塔与除雾器之间设置烟气冷凝器，利用烟气冷凝器对脱硫后的烟气进一步降温，实现烟气中水蒸气的冷凝及回收，然后烟气进入除雾器完成除雾。最后，本发明利用烟气再热器对除雾后的烟气进行升温，使烟气的温度达到排放标准后经烟囱排放至大气。本发明系统对烟气进行脱白处理的工艺路线为“烟气冷却+烟气冷凝+烟气再热”，在达到对烟气进行消白的同时，降低了能耗。

除氧器是电站热力系统的重要设备之一，而本发明中，烟气冷却器使用的换热介质为来自除氧器入口的冷凝水，冷凝水在烟气冷却器内与烟气发生热交换，吸收烟气热量而升温变成热水。之后热水流入烟气再热器中，在烟气再热器内与烟气再次发生热交换，将部分热量传递给烟气，使烟气的温度达到排放标准，热水降温后回流至除氧器入口，由除氧器进行余热回收。可见，本发明的烟气冷却器无需使用额外的冷源，烟气再热器也无需使用额外的热源，显著降低了系统的能耗，降低了电厂的用电率。

优选地，所述烟气冷凝器的换热介质入口和换热介质出口分别与循环水塔连接。烟气冷凝器以来自循环水塔的循环水作为换热介质，对烟气进行冷凝。本发明系统中产生的烟气冷凝水输送至循环水塔，从而减少循环水的额外补给。

优选地，所述烟气冷却器为水媒式MGGH烟气冷却器。

优选地，所述烟气再热器为水媒式MGGH烟气再热器。

优选地，所述除雾器通过物理除雾的方式来对烟气进去除雾。优选地，所述除雾器为冷凝式除雾器。

水媒式MGGH烟气冷却器和水媒式MGGH烟气再热器是以水作为媒介，采用间接换热方式的设备。其中，水媒式MGGH烟气冷却器通过水循环方式从烟气中吸热热量，从而达到降低烟气温度的作用。水媒式MGGH烟气再热器通过水循环方式将热量传递给烟气，从而达到提升烟气温度的作用。

本发明还提供了一种烟气脱白的方法，其包括如下步骤：

(1)来自锅炉出口的烟气进入烟气冷却器，与来自除氧器入口的冷凝水发生热交换，烟气温度降低后进入脱硫塔完成脱硫，冷凝水升温后进入烟气再热器；

(2)来自脱硫塔出口的烟气进入烟气冷凝器，与来自循环水塔的循环水发生热交换，烟气温度降低后进入除雾器完成除雾；

(3)来自除雾器出口的烟气进入烟气再热器，与来自烟气冷却器的热水发生热交换，烟气温度升高后经烟囱排放至大气，热水降温后进入除氧器进行余热回收。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明在实现烟气脱白的同时，还提升了烟气除尘与脱硫的效果，提高了烟气中SO₂的去除率，缓解了烟气对电除尘下游设备及烟囱等设备的腐蚀性，消除了烟气的异味，还显著降低了烟气脱白所需的能耗，减小了厂的用电率，对烟气的冷凝水和余热实现了回收利用，在实现能源洁净利用的同时保持高效的能源使用效率。本发明的烟气脱白系统对电站的运行系统无负面影响，不会造成电站的运行工况过多，也不会对电站运行系统的稳定性产生影响。本发明的烟气脱白系统为独立运行的，不受其他设备的运行情况影响，容易实施。

附图说明

图1为本发明所述烟气脱白系统的结构示意图。

图中，烟气冷却器1、脱硫塔2、烟气冷凝器3、除雾器4、烟气再热器5。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，本发明通过下列实施例进一步说明。显然，下列实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种烟气脱白系统，如图1所示，该烟气脱白系统包括沿气路方向依次设置的烟气冷却器1、脱硫塔2、烟气冷凝器3、除雾器4和烟气再热器5。烟气冷却器1、烟气冷凝器3和烟气再热器5的内部均设有以液体作为换热介质的气液换热器。烟气冷却器1的换热介质入口与连接除氧器入口的冷凝水管连接，烟气冷却器1的换热介质出口与烟气再热器5的换热介质入口连接，烟气再热器5的换热介质出口与除氧器入口连接。烟气冷却器1的烟气入口与锅炉出口连接，烟气再热器5的烟气出口与烟囱连接。烟气冷凝器3的换热介质入口和换热介质出口分别与循环水塔连接。

本实施例中，烟气冷却器1为水媒式MGGH烟气冷却器，烟气再热器5为水媒式MGGH烟气再热器，除雾器4为冷凝式除雾器，其通过冷凝的物理方式来对烟气进去除雾。

本实施例利用烟气冷却器对来自锅炉出口的烟气进行降温，从而降低烟气进入脱硫塔的温度。烟气温度降低后，其体积会变小，进入脱硫塔后的上升流速也会变小，与脱硫液的接触时间延长，从而提高烟气的脱硫效果。烟气进入脱硫塔的温度降低，还可降低脱硫塔内的运行温度，从而使排出烟气中所含的饱和湿度含水量大大减少。其次，本实施例利用烟气冷凝器对脱硫后的烟气进一步降温，实现烟气中水蒸气的冷凝及回收，然后烟气进入除雾器完成除雾。最后，本实施例利用烟气再热器对除雾后的烟气进行升温，使烟气的温度达到排放标准后经烟囱排放至大气。本实施例的系统对烟气进行脱白处理的工艺路线为“烟气冷却+烟气冷凝+烟气再热”，在达到对烟气进行消白的同时，降低了能耗。

除氧器是电站热力系统的重要设备之一，而烟气冷却器使用的换热介质为来自除氧器入口的冷凝水，冷凝水在烟气冷却器内与烟气发生热交换，吸收烟气热量而升温变成热水。之后热水流入烟气再热器中，在烟气再热器内与烟气再次发生热交换，将部分热量传递给烟气，使烟气的温度达到排放标准，热水降温后回流至除氧器入口，由除氧器进行余热回收。可见，本实施例的烟气冷却器无需使用额外的冷源，烟气再热器也无需使用额外的热源，显著降低了系统的能耗，降低了电厂的用电率。

实施例2

本实施例提供一种烟气脱白的方法，具体为利用实施例1的烟气脱白系统处理烟气，处理步骤如下：

(1)来自锅炉出口的烟气进入烟气冷却器，与来自除氧器入口的冷凝水发生热交换，烟气温度降低后进入脱硫塔完成脱硫，冷凝水升温后进入烟气再热器；

(2)来自脱硫塔出口的烟气进入烟气冷凝器，与来自循环水塔的循环水发生热交换，烟气温度降低后进入除雾器完成除雾；

(3)来自除雾器出口的烟气进入烟气再热器，与来自烟气冷却器的热水发生热交换，烟气温度升高后经烟囱排放至大气，热水降温后进入除氧器进行余热回收。

使用效果：

安装实施例1的烟气脱白系统后：夏季(4-10月)脱硫塔进口烟气温度从137℃降至95℃，脱硫塔出口烟气温度降低，通过烟气冷凝器对烟气进一步降温，冷凝后烟气温度达到48℃以下，然后通过MGGH烟气再热器，烟气温度提升至67℃以上。冬季(11月-次年3月)脱硫塔进口烟气温度从137℃降至103℃，脱硫后烟气温度降低，通过烟气冷凝器对烟气进一步降温，冷凝后烟温达到45℃以下，然后通过MGGH烟气再热器，烟气温度提升至67℃以上(小机凝结水和热网凝结水汇合后按照80℃设计)。

使用本发明的烟气脱白系统后达到以下目标：

锅炉设计运行工况下，夏季(4-10月)冷凝后烟温达到48℃以下，冬季(11月-次年3月)冷凝后烟温达到45℃以下。

烟羽治理系统阻力<1000Pa，不影响原脱硫系统水平衡。

在环境温度10℃以上，不会冷凝出水雾，不会呈现“白烟”现象，不产生黑黄蓝等任何有色烟雾。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种烟气脱白系统，其特征在于，包括沿气路方向依次设置的烟气冷却器、脱硫塔、烟气冷凝器、除雾器和烟气再热器；所述烟气冷却器、所述烟气冷凝器和所述烟气再热器的内部均设有以液体作为换热介质的气液换热器；所述烟气冷却器的换热介质入口与连接除氧器入口的冷凝水管连接，所述烟气冷却器的换热介质出口与所述烟气再热器的换热介质入口连接，所述烟气再热器的换热介质出口与除氧器入口连接；所述烟气冷却器的烟气入口与锅炉出口连接，所述烟气再热器的烟气出口与烟囱连接。

2.如权利要求1所述的烟气脱白系统，其特征在于，所述烟气冷凝器的换热介质入口和换热介质出口分别与循环水塔连接。

3.如权利要求1所述的烟气脱白系统，其特征在于，所述烟气冷却器为水媒式MGGH烟气冷却器。

4.如权利要求1所述的烟气脱白系统，其特征在于，所述烟气再热器为水媒式MGGH烟气再热器。

5.如权利要求1所述的烟气脱白系统，其特征在于，所述除雾器通过物理除雾的方式来对烟气进去除雾。

6.如权利要求1所述的烟气脱白系统，其特征在于，所述除雾器为冷凝式除雾器。

7.一种烟气脱白的方法，其特征在于，采用如权利要求1～6任一项所述的烟气脱白系统对烟气进行处理。

8.如权利要求7所述的烟气脱白的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)来自锅炉出口的烟气进入烟气冷却器，与来自除氧器入口的冷凝水发生热交换，烟气温度降低后进入脱硫塔完成脱硫，冷凝水升温后进入烟气再热器；

(2)来自脱硫塔出口的烟气进入烟气冷凝器，与来自循环水塔的循环水发生热交换，烟气温度降低后进入除雾器完成除雾；

(3)来自除雾器出口的烟气进入烟气再热器，与来自烟气冷却器的热水发生热交换，烟气温度升高后经烟囱排放至大气，热水降温后进入除氧器进行余热回收。

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