CN111167144A - 一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置及方法 - Google Patents

一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置及方法，能够通过闪蒸的方法从脱硫浆液提取大量水蒸气，水蒸气凝结后形成的凝结水水质优良，可以作为电厂系统补水，减小电厂水耗；闪蒸蒸汽分区冷凝后，第一级换热器起到的管式除雾器的作用，产生凝结水还可对其下方的除雾器起到一定的冲洗作用，进一步提高了凝结水的水质；通过分配不同区域换热器的冷凝量，调整闪蒸塔底部冷浆液的浓度，避免脱硫塔补水过多。

Description

一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置及方法
技术领域
本发明属于火力发电节能减排领域，具体一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置及方法。
背景技术
目前多数燃煤热电联产机组都采取了多项节能措施，冷端损失基本消除后，减少排烟损失成为机组节能潜力最大的一部分。回收烟气余热以降低排烟温度，减少排烟损失，可以有效提高机组能源利用效率。烟气余热回收主要采用间壁式换热器的方式，由于燃煤烟气为含灰含酸气体，容易造成换热器的磨损与腐蚀，设备可靠性大多较差。采用湿法脱硫浆液闪蒸的方式，将脱硫浆液引入负压状态的闪蒸塔内，发生闪蒸过程，产生大量负压闪蒸蒸汽，清洁的负压闪蒸蒸汽通过换热器或者热泵等设备，完成了冷凝放热，可实现了热量的回收利用，水蒸气凝结形成的水分可有效降低机组整体水耗。由于闪蒸的蒸发冷却原理使得浆液温度降低，利用冷却后的脱硫浆液对烟气进行喷淋，达到降低烟气温度与含水量的作用，实现消除白色烟羽视觉污染的目的。
脱硫浆液闪蒸过程产生的细小颗粒，会随闪蒸蒸汽进入换热设备，影响换热效率与凝结水水质，必须对闪蒸蒸汽进行除雾处理，减少携带的细小脱硫浆液颗粒进入换热设备。目前成熟可靠的除雾技术主要包括屋脊式除雾器、管束式除雾器、冷凝除雾器，这些除雾器均需要定期对其进行冲洗。此外，闪蒸蒸汽凝结后未能返回原有湿法脱硫系统，脱硫系统的水平衡需要重新建立，还存在要向脱硫系统提供大量补水的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置及方法，解决了现有的脱硫浆液闪蒸过程中存在水平衡需要重新建立，导致向脱硫系统提供大量补水的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，包括塔体、除雾器、第一级换热器、布液管束、喷嘴和第二级换热器，其中，所述塔体呈U型管结构，所述U型结构的开口端呈收缩式结构；所述塔体的内腔为负压环境；
所述塔体的内腔中设置至少有两级换热器，分别为第一级换热器和第二级换热器；
所述第一级换热器布置在所述塔体的左侧管内腔的上端；所述第一级换热器的下方依次设置有除雾器和布液管束；所述布液管束的进浆口与燃煤机组湿法脱硫塔的脱硫浆液出口连接；所述布液管束上沿其轴向方向均布有多个喷嘴；
所述塔体的左侧管的开口端为冷浆液出口；
所述第二级换热器布置在塔体的右侧管的内腔的上端；
所述右侧管的开口端为凝结水出口。
优选地，所述布液管束的下方设置有第一存液层；所述冷浆液出口与第一存液层相通。
优选地，所述布液管束的进浆口与燃煤机组湿法脱硫塔的脱硫浆液出口之间设置有浆液泵。
优选地，所述冷浆液出口处设置有排水泵。
优选地，所述第二级换热器的下方设置有第二存液层；所述凝结水出口与第二存液层相通。
优选地，所述凝结水出口处设置有凝结水泵。
优选地，所述塔体的右侧管的侧壁上开设有抽汽口，所述抽汽口置于第二级换热器的下方。
优选地，所述抽汽口处设置有真空泵。
一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水方法，基于所述的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，包括以下步骤：
从燃煤机组湿法脱硫塔取出的脱硫浆液送入呈负压环境的塔体内，经过塔体左侧管内的布液管束，由喷嘴喷淋至塔体左侧管的腔体下部；
喷嘴出口的浆液液滴发生闪蒸过程，闪蒸蒸汽在压差的作用下经过除雾器后，进入第一级换热器换热区域，一部分闪蒸蒸汽在换热器表面冷凝放热，形成的冷凝液滴在重力作用下落入除雾器，最终落入塔体的左侧管的腔体下部；
剩余闪蒸蒸汽进入塔体的右侧管内的第二级换热器换热区域，闪蒸蒸汽在换热器表面冷凝放热，形成的冷凝液滴在重力作用下落入塔体右侧管的腔体下部；实现凝结水收集；
脱硫浆液液滴发生闪蒸后，降温形成冷浆液液滴，落入塔体左侧管的腔体下部并返回原有湿法脱硫塔。
优选地，通过抽汽口将浆液闪蒸过程产生的不凝气体抽离塔体，用以维持塔体内的负压环境。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置及方法，能够通过闪蒸的方法从脱硫浆液提取大量水蒸气，水蒸气凝结后形成的凝结水水质优良，可以作为电厂系统补水，减小电厂水耗；闪蒸蒸汽分区冷凝后，第一级换热器起到的管式除雾器的作用，产生凝结水还可对其下方的除雾器起到一定的冲洗作用，进一步提高了凝结水的水质；通过分配不同区域换热器的冷凝量，调整闪蒸塔底部冷浆液的浓度，避免脱硫塔补水过多。
综上所述，该装置简易、通用性强，能够通过回收湿法脱硫塔内脱硫浆液的热量，达到深度回收烟气余热的目的，提高能源利用效率。
附图说明
图1是本发明涉及的取水装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，包括塔体1、除雾器2、第一级换热器3、布液管束4、喷嘴5、浆液泵6、排水泵7、第二级换热器8、真空泵9和凝结水泵10，其中，所述塔体1呈U型管结构，所述U型结构的开口端呈收缩式结构；所述塔体1的内腔为负压环境。
所述塔体1的内腔中至少设置有两级换热器。
所述塔体1的左侧管的内腔中自下至上依次设置有布液管束4、除雾器2和第一级换热器3；所述布液管束4的下方设置有第一存液层。
所述布液管束4的进浆口与燃煤机组湿法脱硫塔的脱硫浆液出口连接。
所述布液管束4的进浆口与燃煤机组湿法脱硫塔的脱硫浆液出口之间设置有浆液泵6。
所述布液管束4上沿其轴向方向均布有多个喷嘴5，所述喷嘴5的出口朝向第一存液层布置。
所述左侧管的开口端为冷浆液出口，所述冷浆液出口处设置有排水泵7；同时，该冷浆液出口与第一存液层相通。
所述塔体1的右侧管的内腔的上端设置有第二级换热器8，所述第二级换热器8的下方设置有第二存液层。
所述右侧管的开口端为凝结水出口，所述凝结水出口处设置有凝结水泵10；同时，该凝结水出口与第二存液层相通。
所述塔体1的右侧管的侧壁上开设有抽汽口，所述抽汽口置于第二级换热器8和第二存液层之间。
所述抽汽口处设置有真空泵9。
该装置的工作过程为：
脱硫浆液闪蒸提热取水装置的塔体1呈Π型，塔体1为负压环境。
从燃煤机组湿法脱硫塔取出的脱硫浆液由浆液泵6送入塔体1左侧管的腔体内，经过布液管束4，由喷嘴5喷淋至塔体1左侧管的腔体下部设置的第一存液层。
喷嘴5出口的浆液液滴发生闪蒸过程，闪蒸蒸汽在压差的作用下经过除雾器2后，进入第一级换热器3换热区域，一部分闪蒸蒸汽在换热器表面冷凝放热，形成的冷凝液滴在重力作用下落入除雾器2，最终落入塔体1的第一存液层。
剩余闪蒸蒸汽进入塔体1右侧腔体，进入第二级换热器8换热区域，闪蒸蒸汽在换热器表面冷凝放热，形成的冷凝液滴在重力作用下落入塔体1右侧的第二存液层，通过凝结水泵10送出塔体1，实现凝结水收集。
塔由真空泵9将浆液闪蒸过程产生的不凝气体抽离塔体，并维持塔体1内负压环境。
脱硫浆液液滴发生闪蒸后，降温形成冷浆液液滴，落入塔体1左侧腔体内，由排水泵7送出塔体1，并返回原有湿法脱硫塔。
本装置能够通过分配不同区域换热器的冷凝量，调整闪蒸塔底部冷浆液的浓度，避免脱硫塔补水过多。

Claims (10)

1.一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，其特征在于，包括塔体(1)、除雾器(2)、第一级换热器(3)、布液管束(4)、喷嘴(5)和第二级换热器(8)，其中，所述塔体(1)呈U型管结构，所述U型结构的开口端呈收缩式结构；所述塔体(1)的内腔为负压环境；
所述塔体(1)的内腔中设置至少有两级换热器，分别为第一级换热器(3)和第二级换热器(8)；
所述第一级换热器(3)布置在所述塔体(1)的左侧管内腔的上端；所述第一级换热器的下方依次设置有除雾器(2)和布液管束(4)；所述布液管束(4)的进浆口与燃煤机组湿法脱硫塔的脱硫浆液出口连接；所述布液管束(4)上沿其轴向方向均布有多个喷嘴(5)；
所述塔体(1)的左侧管的开口端为冷浆液出口；
所述第二级换热器(8)布置在塔体(1)的右侧管的内腔的上端；
所述右侧管的开口端为凝结水出口。
2.根据权利要求1所述的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，其特征在于，所述布液管束(4)的下方设置有第一存液层；所述冷浆液出口与第一存液层相通。
3.根据权利要求1所述的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，其特征在于，所述布液管束(4)的进浆口与燃煤机组湿法脱硫塔的脱硫浆液出口之间设置有浆液泵(6)。
4.根据权利要求1所述的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，其特征在于，所述冷浆液出口处设置有排水泵(7)。
5.根据权利要求1所述的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，其特征在于，所述第二级换热器(8)的下方设置有第二存液层；所述凝结水出口与第二存液层相通。
6.根据权利要求1所述的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，其特征在于，所述凝结水出口处设置有凝结水泵(10)。
7.根据权利要求1所述的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，其特征在于，所述塔体(1)的右侧管的侧壁上开设有抽汽口，所述抽汽口置于第二级换热器(8)的下方。
8.根据权利要求7所述的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，其特征在于，所述抽汽口处设置有真空泵(9)。
9.一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水方法，其特征在于，基于权利要求1-8中任一项所述的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水装置，包括以下步骤：
从燃煤机组湿法脱硫塔取出的脱硫浆液送入呈负压环境的塔体(1)内，经过塔体(1)左侧管内的布液管束(4)，由喷嘴(5)喷淋至塔体(1)左侧管的腔体下部；
喷嘴(5)出口的浆液液滴发生闪蒸过程，闪蒸蒸汽在压差的作用下经过除雾器(2)后，进入第一级换热器(3)换热区域，一部分闪蒸蒸汽在换热器表面冷凝放热，形成的冷凝液滴在重力作用下落入除雾器(2)，最终落入塔体(1)的左侧管的腔体下部；
剩余闪蒸蒸汽进入塔体(1)的右侧管内的第二级换热器(8)换热区域，闪蒸蒸汽在换热器表面冷凝放热，形成的冷凝液滴在重力作用下落入塔体(1)右侧管的腔体下部；实现凝结水收集；
脱硫浆液液滴发生闪蒸后，降温形成冷浆液液滴，落入塔体(1)左侧管的腔体下部并返回原有湿法脱硫塔。
10.根据权利要求9所述的一种分区冷凝的脱硫浆液闪蒸提热取水方法，其特征在于，通过抽汽口将浆液闪蒸过程产生的不凝气体抽离塔体，用以维持塔体(1)内的负压环境。
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