CN111558294A - 一种具有节能功能的湿法烟气净化系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种具有节能功能的湿法烟气净化系统及方法,包括洗涤泵、洗涤塔、取热水泵和取热水箱;洗涤塔塔壁上设置烟气入口、塔顶设置烟气出口,塔内由下至上依次设置洗涤液循环池、洗涤液取热器、洗涤液均布器、洗涤液导流槽层、洗涤喷淋层、积水盘、冷凝除雾器;洗涤液取热器和洗涤液均布器位于烟气入口下方;洗涤液均布器位于与烟气入口对应高度处;洗涤泵连接洗涤液循环池和洗涤喷淋层;取热水泵的入口连接取热水箱、出口分别连接冷凝除雾器的进水口和洗涤液取热器的进水口;冷凝除雾器的出水口与洗涤液取热器的进水口连通、出水口连通洗涤塔外。本申请对湿法脱硫塔内烟气的低品位热进行有效回收,同时解决洗涤液分布极不均匀且磨损性强的问题。

Description

一种具有节能功能的湿法烟气净化系统及方法
技术领域
本申请涉及新能源与节能领域,具体涉及一种具有节能功能的湿法烟气净化系统及方法。
背景技术
我国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70,主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出约30%。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理等因素外,工业余热利用率低是造成单位工业产值能耗高的重要原因,我国能源利用率仅为33%左右,比发达国家低约10%,至少50%的工业能耗以各种形式的余热被直接排放或废弃。在被直接排放或废弃的余热中,以高温工业尾气形式排放进入的余热占比最大,超过余热总量的60%。我国工业余热资源丰富,广泛存在于工业各行业生产过程中,余热资源约占其燃料消耗总量的17%-67%,其中可回收余热约占排放余热60%,余热利用率提升空间大,节能潜力巨大。工业余热回收利用被认为是一种“新能源”,近年来成为我国节能减排工作的重要内容。
目前,国内大型燃煤电厂应用的烟气脱硫方法(Flue Gas Desulfurization,简称FGD),大多采用的是石灰/石灰石—石膏湿法脱硫工艺,其最佳工作温度为50℃左右。而电站锅炉的排烟温度一般都设计在120℃~140℃范围,很少采用低于120℃的排烟温度。当锅炉排烟进入FGD的吸收塔后,通过喷淋方式将烟气温度降低到工作温度,不仅消耗了大量的水资源,增加了烟气排放量,也白白浪费了烟气降温区间的能源。出于节能增效目的,许多电厂现在空气预热器至FGD之间的烟道上装设了烟气换热器,将烟气温度降低到100℃~80℃后进入FGD吸收塔,以回收利用部分烟气余热。更多的是将烟气换热器安装在静电除尘器(ESP)人口,回收烟气余热兼顾降低烟温而提高除尘效率。实现了节能减排效果的同时,也带来了烟道及换热器受热面产生低温腐蚀的风险,其中烟气酸露点温度是最主要影响因素。未经降温的锅炉排烟温度至FGD吸收塔工作温度之间有80℃~60℃的温差,如果全部依靠喷水蒸发降温,其耗水量是十分可观的。目前,绝大多数烟气冷却器设计的出口烟温一般在90℃左右,只能回收烟气中的部分热量。
在湿法脱硫塔内回收冷却器后低于90℃烟气中的热量,可有效避免换热器因酸露点腐蚀及湿法脱硫塔耗水量大的问题,但存在以下问题:1、现有湿法脱硫系统主要承担烟气净化功能,难以在不影响烟气净化效率的前提下实现低品位余热取出;2、湿法脱硫塔内气液两相流动强烈,洗涤液分布极不均匀且磨损性强,常规换热器难以适应长周期稳定运行。目前在湿法脱硫塔内对烟气中的低品位余热进行高效回收领域还处于空白。
发明内容
本申请提供一种具有节能功能的湿法烟气净化系统及方法,在洗涤塔烟气进口下方设置洗涤液导流槽层、洗涤液均布器和洗涤液取热器,对完成洗涤换热后的高温液体进行再分布,通过间接换热回收洗涤液中的热量;采用具有冷凝换热功能的金属除雾器对完成洗涤净化后的饱和烟气进行换热冷凝,进一步回收烟气中的热量,并将回收后热量回用,在实现烟气排放余热回收的同时降低烟气洗涤净化系统的耗水量。
一种具有节能功能的湿法烟气净化系统,包括洗涤泵、洗涤塔、取热水泵、取热水箱和连接管路;
所述洗涤塔的塔壁上设置烟气入口、塔顶部设置烟气出口,所述洗涤塔内由下至上依次设置洗涤液循环池、洗涤液取热器、洗涤液均布器、洗涤液导流槽层、烟气入口、洗涤喷淋层、积水盘、冷凝除雾器和烟气出口;
所述洗涤泵的入口通过管路与洗涤液循环池连通,洗涤泵的出口通过管路与洗涤喷淋层的进液口连通;
所述取热水泵的入口通过管路与取热水箱连通,取热水泵的出口通过管路分别与冷凝除雾器的进水口及洗涤液取热器的进水口连通;
所述冷凝除雾器的出水口通过管路与洗涤液取热器的进水口连通;
所述洗涤液取热器的出水口通过管路连通洗涤塔外。
以下还提供了若干可选方式,但并不作为对上述总体方案的额外限定,仅仅是进一步的增补或优选,在没有技术或逻辑矛盾的前提下,各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合,还可以是多个可选方式之间进行组合。
可选的,所述洗涤液取热器水平设于洗涤液循环池液面上方的塔截面上,所述洗涤液取热器包括若干个紧密安装的洗涤液取热单元。
可选的,所述洗涤液取热单元包括进水腔体、出水腔体和若干连通进水腔体与出水腔体的金属管;每个进水腔体上设置取热液进水口,每个出水腔体上设置取热液出水口,所述的取热液进水口连通洗涤液取热器的进水口,所述的取热液出水口连通洗涤液取热器的出水口。
可选的,所述洗涤液取热单元包括进水腔体、出水腔体和若干连通进水腔体与出水腔体的金属管;每个进水腔体上设置取热液进水口,每个出水腔体上设置取热液出水口,所述的取热液进水口连通洗涤液取热器的进水口,所述的取热液出水口连通洗涤液取热器的出水口。
可选的,所述金属管包括上下设置的至少两排;相邻排之间等间距分布,同排内金属管等间距分布;每根金属管位于与之相邻的上排或下排相邻两根金属管中心线的正下方或正上方;每根金属管的长度为1.0m-2.5m,金属管的管壁厚度为0.2mm-1mm,金属管的管径为15mm-40mm,同排内相邻金属管间缝隙间距为10mm-100mm。
可选的,所述洗涤液均布器设置于洗涤液取热器上方,包括在洗涤塔内水平安装的均布孔板和若干竖直安装于均布孔板顶面的分隔板;所述均布孔板的孔径为5mm-18mm、开孔率为15%-30%;所述分隔板的高度为50mm-150mm,分隔板纵横间距为0.5m-1.5m,洗涤液均布器底面距离洗涤液取热器顶端距离为100mm-500mm。
可选的,所述洗涤液导流槽层顶端位于洗涤液烟气入口对侧且与烟气入口底端位于同一水平高度处,洗涤液导流槽层包括若干个与洗涤塔入口烟气流向逆向且倾斜安装的洗涤液导流槽;每个洗涤液导流槽包括底板和两个侧板,顶面为敞口结构;所述洗涤液导流槽与水平面间的倾斜角度为20°-40°;所述洗涤液导流槽的宽度为100mm-300mm、槽深为50mm-150mm。
可选的,所述冷凝除雾器包括若干层金属翅片管,每根金属翅片管的入水口与冷凝除雾器的进水口连通,每根翅片管的出水口与冷凝除雾器的排水口连通;所述金属翅片管的基管管径为15mm-35mm,所述金属翅片的高度为基管直径的0.5-1.0倍,金属翅片的间隙为0.5mm-4.0mm。
可选的,连接取热水泵出口和冷凝除雾器进水口的管路上以及连接取热水泵出口和洗涤液取热器进水口的管路上均设置流量调节阀。
本申请还提供一种具有节能功能的湿法烟气净化方法,优选采用本申请的系统完成,包括:
(1)携带污染物的高温燃煤尾气由烟气入口进入洗涤塔内向上流动,洗涤液循环池中的洗涤液经洗涤泵送至洗涤喷淋层雾化后向下流动,在烟气入口与洗涤喷淋层之间的区域内,高温烟气与洗涤喷淋液逆向接触,烟气中的污染物被洗涤液捕集、吸收实现污染物的脱除净化,同时高温烟气与喷淋液滴完成换热过程,部分洗涤液中的水分蒸发成水蒸气进入烟气中,经洗涤喷淋后的净烟气达到饱和状态;
(2)完成换热升温的洗涤液在烟气入口横向气流的作用下,大部分喷淋液滴被吹向远离烟气入口的区间下落,一部分洗涤喷淋液落入洗涤液导流槽,经导流槽的倾斜通道进入靠近烟气入口侧的洗涤液均布器上,未落入洗涤液导流槽的喷淋洗涤液直接落入洗涤液均布器上,实现洗涤液在均布器上的均匀分布;
(3)进入洗涤液均布器的喷淋洗涤液经均布孔板中的布液孔以连续水柱的形式向下落入洗涤液取热器中的金属管表面,并在金属管表面形成动态液膜向下流动;
(4)完成洗涤净化的烟气经过积水盘进入冷凝除雾器,经冷凝除雾器除雾后由洗涤塔烟气出口排放;
(5)取热水箱中的低温取热水由取热水泵分别送至冷凝除雾器和洗涤液取热器中,在冷凝除雾器中,低温取热水通过金属翅片管冷凝除雾器对净化后的饱和烟气进行换热冷凝,饱和净烟气换热冷凝过程生成的冷凝水在重力作用下落入积水盘排出塔外回用,冷凝除雾器金属翅片管内完成换热冷凝的取热水经管道进入洗涤液取热器;
(6)进入洗涤液取热器的取热水通过洗涤液取热器金属管壁,与由均布孔板落在洗涤液取热器金属管表面的高温洗涤液进行间接挂膜换热;换热后降温的洗涤液落入洗涤液循环池,换热后升温的取热水送至锅炉除氧器或用于锅炉送风余热,实现燃煤尾气排放余热的回收及利用。
与现有技术相比,本申请至少具有如下优势之一:
(1)本申请提供了一种在湿法烟气净化系统中深度回收烟气排放余热的解决方案,采用低温取热水分级对饱和净烟气和洗涤液进行取热,将完成对净烟气取热的取热水作为洗涤液取热过程的进水,实现烟气余热的两级回收和取热水的两级升温,大幅提高烟气余热回收量和取热水的回用途径。
(2)本申请提供了一种低阻力高效的洗涤液取热方案,在入口烟道下方,洗涤液循环池液面上方依次设置洗涤液导流槽、洗涤液均布器和洗涤液取热器,新增换热系统不会增加烟气净化系统运行阻力;通过对高温洗涤液的导流与均布,实现洗涤液水平截面的均匀分布;通过多孔板布液在洗涤液取热器金属管表面形成动态液膜,强化取热水与高温洗涤液的换热效率,提高烟气余热回收量。
(3)本申请提供了一种降低湿法烟气净化系统耗水量的解决方案,通过对喷淋洗涤液进行间接取热,降低洗涤液的反应温度降低洗涤过程的水分蒸发量;通过对洗涤后的饱和烟气进行取热冷凝,并将冷凝水由积水盘导出回用,保证了湿法烟气洗涤系统的水平衡,大幅降低湿法烟气净化系统的运行耗水量
(4)本申请提供了一种烟气余热回用的解决方案,将完成两级取热的取热水用于锅炉除氧器补水,降低除氧器运行能耗;或者将完成取热的热水作为热源,余热锅炉进风,提高锅炉进风温度,降低锅炉燃烧过程中的耗煤量,实现排放烟气中余热的有效利用。
附图说明
图1为本申请净化系统的结构示意图。
图2和图3为图1中洗涤液取热器不同角度的整体结构示意图。
图4为图2和图3中洗涤液取热单元的结构示意图。
图5为图1中洗涤液均布器的结构示意图。
图6为图1中洗涤液导流槽层的结构示意图。
图7为图6所示的洗涤液导流槽层在洗涤塔内的分布示意图。
图中所示附图标记如下:
1-洗涤塔 2-洗涤液取热器 3-洗涤液均布器
4-烟气入口 5-洗涤液导流槽层 6-洗涤喷淋层
7-积水盘 8-冷凝除雾器 9-烟气出口
10-洗涤泵 11-取热水箱 12-取热水泵
13-流量调节阀
21-洗涤液取热单元
211-金属管 212-进水腔体 213-出水腔体
214-取热液进口 215-取热液出口
31-均布孔板 32-分隔板
51-洗涤液导流槽
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
为了更好地描述和说明本申请的实施例,可参考一幅或多幅附图,但用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对本申请的申请创造、目前所描述的实施例或优选方式中任何一者的范围的限制。
需要说明的是,当组件被称为与另一个组件“连接”时,它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
如图1所示,一种具有节能功能的湿法烟气净化系统,包括洗涤泵10、洗涤塔1、取热水泵12、取热水箱11和连接管路。
洗涤塔1采用湿法喷淋塔,洗涤塔的塔壁上设置烟气入口4,塔顶部设置烟气出口9,塔体内底部为洗涤液循环池,洗涤液循环池上方由下至上依次设置洗涤液取热器2、洗涤液均布器3、洗涤液导流槽层5、烟气入口4、洗涤喷淋层6、积水盘7和冷凝除雾器8和烟气出口。洗涤液取热器2、洗涤液均布器3和洗涤液导流槽层位于烟气入口4下方。
洗涤泵10为循环泵,洗涤泵10的入口通过管路与洗涤液循环池连通,洗涤泵的出口通过管路与洗涤喷淋层的进液口连通,使洗涤液在洗涤塔内循环喷淋。
取热水泵12为常规水泵,取热水泵的入口通过管路与取热水箱11连通,取热水泵的出口分两路,一路通过管路连通冷凝除雾器8的进水口,一路通过管路连通洗涤液取热器2的进水口,两路管路上均设置流量调节阀13,分别将取热液送入冷凝除雾器8和洗涤液取热器2中,通过流量调节阀调节各自的流量。冷凝除雾器8的出水口通过管路与洗涤液取热器2的进水口连通,连通管路上也设置流量调节阀13,洗涤液取热器2的出水口通过管路连通洗涤塔外,连通至塔外的管路上也设置流量调节阀13。
携带多种污染物的高温燃煤尾气由烟气入口进入洗涤塔内向上流动,洗涤液循环池中的洗涤液经洗涤泵送至洗涤喷淋层雾化后向下流动,在烟气入口与洗涤喷淋层之间的区域内,高温烟气与洗涤喷淋液逆向接触,烟气中的污染物被洗涤液捕集、吸收,实现污染物的脱除净化,同时高温烟气与喷淋液滴完成换热过程,部分洗涤液中的水分蒸发成水蒸气进入烟气中,经洗涤喷淋后的净烟气达到饱和状态。低温取热液在冷凝除雾器中完成净烟气取热后送入洗涤液取热器中再作为洗涤液取热器的取热液。采用低温取热水分级对饱和净烟气和洗涤液进行取热,将完成对净烟气取热的取热水作为洗涤液取热过程的进水,实现烟气余热的两级回收和取热水的两级升温,大幅提高烟气余热回收量和取热水的回用途径。
洗涤液取热器安装于洗涤液循环池液面上方,用于对洗涤浆液进行取热,作为洗涤液取热器的一种实施方式,如图2和图3所示,洗涤液取热器包括若干个洗涤液取热单元21,若干个洗涤液取热单元21在洗涤塔内的水平界面上紧密组装。
作为洗涤液取热单元的一种实施方式,如图4所示,单个的洗涤液取热单元为矩形,其结构包括进水腔体212、出水腔体213和若干金属管211,所有金属管211的两端分别连接进水腔体212和出水腔体213。每个进水腔体212上设置取热液进口214,每个出水腔体213上设置取热液出口215,所有的取热液进口214并联后汇入洗涤液取热器2的进水口,洗涤液取热器2的进水口连通取热水泵12的出水口和冷凝除雾器8的出水口,所有的取热液出口215并联后汇入洗涤液取热器2的出水口,出水口通过管路连通至塔外。
金属管内用作取热液的流通通道,来自取热水泵和冷凝除雾器的取热液送入进水腔体然后再均匀分布于金属管内,作为金属管的一种具体实施方式,金属管211设置n排(n≥2),相邻排之间等间距分布,同层的金属管之间也等间距分布。相邻排之间的金属管可以重叠布置也可以交错布置,重叠布置时即上层的金属管对应位于下层的金属管正上方;交错布置时每根金属管位于与之相邻的上排或下排相邻两根金属管中心线的正下方或正上方,也可理解为当洗涤液取热单元安装于洗涤塔内后,在水平投影面上,上层金属管对应位于与之相邻的下层内相邻金属管之间。洗涤浆液下落至洗涤液取热器中的金属管表面,并在金属管表面形成动态液膜向下流动,与金属管内的取热液进行间接换热。间接取热还可降低洗涤液的反应温度降低洗涤过程的水分蒸发量。
作为金属管尺寸的一种具体选择,每根金属管的长度为1.0m-2.5m,金属管的管壁厚度为0.2mm-1mm,金属管的管径为15mm-40mm,同排内相邻金属管间缝隙间距为10mm-100mm;相邻排之间的间距为10mm-200mm。
洗涤液均布器3安装于洗涤液取热器2上方、烟气入口4下方,使下落的洗涤液均匀下落至洗涤液取热器的金属管表面,作为洗涤液均布器的一种实施方式,如图6所示,洗涤液均布器3包括均布孔板31和竖直安装于均布孔板31顶面的分隔板32,均布孔板31在洗涤塔内水平安装,分隔板32将均布孔板31的顶面分隔为若干洗涤液容纳腔。洗涤液下落至该均布器内,通过分隔板32可实现洗涤液在洗涤塔截面的均匀分布,通过多孔板均布的洗涤液在洗涤液取热器的金属管表面形成动态液膜,强化取热水与高温洗涤液的换热效率,提高烟气余热回收效率。
作为均布孔板31和分隔板32的一种具体实施方式,均布孔板31的孔径为5mm-18mm、开孔率为15%-30%;分隔板32的高度为50mm-150mm,分隔板纵横间距为0.5m-1.5m,即在均布孔板顶面形成边长为0.5m-1.5m的若干四边形容纳腔,如图6所示的实施方式中为长方体容纳腔。
洗涤液导流槽层5安装于洗涤液均布器3上方、烟气入口4下方,洗涤液导流槽层顶端位于烟气入口4的对侧且与烟气入口底端位于同一水平高度处,用于将被入口烟气流冲击至对向塔壁处的洗涤液导入至靠近烟气入口侧处。完成换热升温的洗涤液在烟气入口横向气流的作用下,大部分喷淋液滴被吹向远离烟气入口的区间下落,导致下落浆液在洗涤塔水平截面上分布不均,如前所述的洗涤液均布器用作将洗涤液均匀分布,设置该洗涤液导流槽层,与洗涤液均布层协同作用,进一步增强洗涤液的均布效果。
作为洗涤液导流槽层5的一种实施方式,如图6所示,洗涤液导流槽层5包括若干个倾斜安装的洗涤液导流槽51,洗涤液导流槽51的槽口逆向入口烟气流向设置,即槽口朝向水平进入洗涤塔的入口烟气流。
作为洗涤液导流槽51形状的一种实施方式,每个洗涤液导流槽51包括底板和两个侧板,顶面为敞口结构。作为洗涤液导流槽51尺寸的一种实施方式,每个洗涤液导流槽51的宽度为100mm-300mm、槽深为50mm-150mm。
作为洗涤液导流槽层的一种安装方式,如图7所示,倾斜设置的洗涤液导流槽51较高的一端安装于靠近烟气入口4对向侧的一侧塔壁处、另一端朝向烟气入口侧延伸并向下倾斜,朝下一端的端口作为导流槽的洗涤液出口,位于洗涤液均布器的上方。作为洗涤液导流槽的一种更具体的安装方式,洗涤液导流槽与水平面间的倾斜角度为20°-40°。
不同长度的洗涤液导流槽可按相同的倾斜角度间隔安装。安装后各洗涤液导流槽的洗涤液出口分布于靠近烟气入口侧部分的洗涤液均布器上方不同位置处,将被入口烟气流冲击的洗涤液重新导流至靠近烟气入口一侧的洗涤液均布器中,进一步提高洗涤液均布效果。另一方面,通过洗涤液取热器、洗涤液均布器和洗涤液导流槽的配合方式,还可使本申请的洗涤塔内新增换热系统但不会增加烟气净化系统运行阻力。
完成换热升温的洗涤液在烟气入口横向气流的作用下,大部分喷淋液滴被吹向远离烟气入口的区间下落,一部分洗涤喷淋液落入洗涤液导流槽,经导流槽的倾斜通道进入靠近烟气入口侧的洗涤液均布器上,未落入洗涤液导流槽的喷淋洗涤液直接落入洗涤液均布器上,实现洗涤液在均布器上的均匀分布;
洗涤喷淋层6用于对洗涤液向下喷淋,与烟气逆向接触,洗涤喷淋层6本身的结构为湿法喷淋塔内常规装置。
积液盘7位于洗涤喷淋层6上方、冷凝除雾器8下方,用于净烟气向上流通并收集来自冷凝除雾器表面的冷凝水并将冷凝水排除至塔体外,积液盘7本身的结构为湿法喷淋塔内常规装置。
冷凝除雾器8安装于积水盘7上方,洗涤塔的烟气出口9下方,用于对饱和状态的净烟气进行冷凝降温,回收净烟气内的余热。作为冷凝除雾器8的一种实施方式,冷凝除雾器8包括若干层金属翅片管,每根金属翅片管的入水口均与冷凝除雾器的进水口连通,每根翅片管的出水口均与冷凝除雾器的排水口连通。冷凝除雾器的排水口通过管路汇入洗涤液取热器2的进液管路。
在冷凝除雾器中,低温取热水通过金属翅片管冷凝除雾器对净化后的饱和烟气进行换热冷凝,饱和净烟气换热冷凝过程生成的冷凝水在重力作用下落入积水盘排出塔外回用,通过对洗涤后的饱和烟气进行取热冷凝,并将冷凝水由积水盘导出回用,保证了湿法烟气洗涤系统的水平衡,大幅降低湿法烟气净化系统的运行耗水量。
作为金属翅片管的一种具体实施方式,金属翅片管的基管管径为15mm-35mm,金属翅片的高度为基管直径的0.5-1.0倍,金属翅片的间隙为0.5mm-4.0mm。
利用上述系统进行湿法烟气净化的方法包括:
(1)携带多种污染物的高温燃煤尾气由烟气入口进入洗涤塔内向上流动,洗涤液循环池中的洗涤液经洗涤泵送至洗涤喷淋层雾化后向下流动,在烟气入口与洗涤喷淋层之间的区域内,高温烟气与洗涤喷淋液逆向接触,烟气中的污染物被洗涤液捕集、吸收实现污染物的脱除净化,同时高温烟气与喷淋液滴完成换热过程,部分洗涤液中的水分蒸发成水蒸气进入烟气中,经洗涤喷淋后的净烟气达到饱和状态;
(2)完成换热升温的洗涤液在烟气入口横向气流的作用下,大部分喷淋液滴被吹向远离烟气入口的区间下落,一部分洗涤喷淋液落入洗涤液导流槽,经导流槽的倾斜通道进入靠近烟气入口侧的洗涤液均布器上,未落入洗涤液导流槽的喷淋洗涤液直接落入洗涤液均布器上,实现洗涤液在均布器上的均匀分布;
(3)进入洗涤液均布器的喷淋洗涤液经均布孔板中的布液孔以连续水柱的形式向下落入洗涤液取热器中的金属管表面,并在金属管表面形成动态液膜向下流动。
(4)完成洗涤净化的烟气经过积水盘进入冷凝除雾器,经冷凝除雾器除雾后由洗涤塔烟气出口排放;
(5)取热水箱中的低温取热水由取热水泵分别送至冷凝除雾器和洗涤液取热器中,在冷凝除雾器中,低温取热水通过金属翅片管冷凝除雾器对净化后的饱和烟气进行换热冷凝,饱和净烟气换热冷凝过程生成的冷凝水在重力作用下落入积水盘排出塔外回用,冷凝除雾器金属翅片管内完成换热冷凝的取热水经管道进入洗涤液取热器;
(6)完成冷凝换热的冷凝除雾器出水与由取热水泵出口进入洗涤液取热器的取热水通过洗涤液取热器金属管壁,与由均布孔板落在洗涤液取热器金属管表面的高温洗涤液进行间接挂膜换热。换热后降温的洗涤液落入洗涤液循环池,换热后升温的取热水送至锅炉除氧器或用于锅炉送风余热,实现燃煤尾气排放余热的回收及利用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种具有节能功能的湿法烟气净化系统,其特征在于,包括洗涤泵、洗涤塔、取热水泵、取热水箱和连接管路;
所述洗涤塔的塔壁上设置烟气入口、塔顶部设置烟气出口,所述洗涤塔内由下至上依次设置洗涤液循环池、洗涤液取热器、洗涤液均布器、洗涤液导流槽层、烟气入口、洗涤喷淋层、积水盘、冷凝除雾器和烟气出口;
所述洗涤泵的入口通过管路与洗涤液循环池连通,洗涤泵的出口通过管路与洗涤喷淋层的进液口连通;
所述取热水泵的入口通过管路与取热水箱连通,取热水泵的出口通过管路分别与冷凝除雾器的进水口及洗涤液取热器的进水口连通;
所述冷凝除雾器的出水口通过管路与洗涤液取热器的进水口连通;
所述洗涤液取热器的出水口通过管路连通洗涤塔外。
2.根据权利要求1所述具有节能功能的湿法烟气净化系统,其特征在于,所述洗涤液取热器水平设于洗涤液循环池液面上方的塔截面上,所述洗涤液取热器包括若干个紧密安装的洗涤液取热单元。
3.根据权利要求2所述具有节能功能的湿法烟气净化系统,其特征在于,所述洗涤液取热单元包括进水腔体、出水腔体和若干连通进水腔体与出水腔体的金属管;每个进水腔体上设置取热液进水口,每个出水腔体上设置取热液出水口,所述的取热液进水口连通洗涤液取热器的进水口,所述的取热液出水口连通洗涤液取热器的出水口。
4.根据权利要求3所述具有节能功能的湿法烟气净化系统,其特征在于,所述金属管包括上下设置的至少两排;相邻排之间等间距分布,同排内金属管等间距分布;每根金属管位于与之相邻的上排或下排相邻两根金属管中心线的正下方或正上方;每根金属管的长度为1.0m-2.5m,金属管的管壁厚度为0.2mm-1mm,金属管的管径为15mm-40mm,同排内相邻金属管间缝隙间距为10mm-100mm。
5.根据权利要求1所述具有节能功能的湿法烟气净化系统,其特征在于,所述洗涤液均布器设置于洗涤液取热器上方,包括在洗涤塔内水平安装的均布孔板和若干竖直安装于均布孔板顶面的分隔板;所述均布孔板的孔径为5mm-18mm、开孔率为15%-30%;所述分隔板的高度为50mm-150mm,分隔板纵横间距为0.5m-1.5m,洗涤液均布器底面距离洗涤液取热器顶端距离为100mm-500mm。
6.根据权利要求1所述具有节能功能的湿法烟气净化系统,其特征在于,所述洗涤液导流槽层顶端位于洗涤液烟气入口对侧且与烟气入口底端位于同一水平高度处,洗涤液导流槽层包括若干个与洗涤塔入口烟气流向逆向且倾斜安装的洗涤液导流槽;每个洗涤液导流槽包括底板和两个侧板,顶面为敞口结构;所述洗涤液导流槽与水平面间的倾斜角度为20°-40°;所述洗涤液导流槽的宽度为100mm-300mm、槽深为50mm-150mm。
7.根据权利要求1所述具有节能功能的湿法烟气净化系统,其特征在于,所述冷凝除雾器包括若干层金属翅片管,每根金属翅片管的入水口与冷凝除雾器的进水口连通,每根翅片管的出水口与冷凝除雾器的排水口连通;所述金属翅片管的基管管径为15mm-35mm,所述金属翅片的高度为基管直径的0.5-1.0倍,金属翅片的间隙为0.5mm-4.0mm。
8.根据权利要求1所述具有节能功能的湿法烟气净化系统,其特征在于,连接取热水泵出口和冷凝除雾器进水口的管路上以及连接取热水泵出口和洗涤液取热器进水口的管路上均设置流量调节阀。
9.一种具有节能功能的湿法烟气净化方法,其特征在于,包括:
(1)携带污染物的高温燃煤尾气由烟气入口进入洗涤塔内向上流动,洗涤液循环池中的洗涤液经洗涤泵送至洗涤喷淋层雾化后向下流动,在烟气入口与洗涤喷淋层之间的区域内,高温烟气与洗涤喷淋液逆向接触,烟气中的污染物被洗涤液捕集、吸收,实现污染物的脱除净化,同时高温烟气与喷淋液滴完成换热过程,部分洗涤液中的水分蒸发成水蒸气进入烟气中,经洗涤喷淋后的净烟气达到饱和状态;
(2)完成换热升温的洗涤液在烟气入口横向气流的作用下,大部分喷淋液滴被吹向远离烟气入口的区间下落,一部分洗涤喷淋液落入洗涤液导流槽,经导流槽的倾斜通道进入靠近烟气入口侧的洗涤液均布器上,未落入洗涤液导流槽的喷淋洗涤液直接落入洗涤液均布器上,实现洗涤液在均布器上的均匀分布;
(3)进入洗涤液均布器的喷淋洗涤液经均布孔板中的布液孔以连续水柱的形式向下落入洗涤液取热器中的金属管表面,并在金属管表面形成动态液膜向下流动;
(4)完成洗涤净化的烟气经过积水盘进入冷凝除雾器,经冷凝除雾器除雾后由洗涤塔烟气出口排放;
(5)取热水箱中的低温取热水由取热水泵分别送至冷凝除雾器和洗涤液取热器中,在冷凝除雾器中,低温取热水通过冷凝除雾器的金属翅片管对净化后的饱和烟气进行换热冷凝,饱和净烟气换热冷凝过程生成的冷凝水在重力作用下落入积水盘排出塔外回用,冷凝除雾器金属翅片管内完成换热冷凝的取热水经管道进入洗涤液取热器;
(6)进入洗涤液取热器的取热水通过洗涤液取热器的金属管壁,与由均布孔板落在洗涤液取热器金属管表面的高温洗涤液进行间接挂膜换热;换热后降温的洗涤液落入洗涤液循环池,换热后升温的取热水送至锅炉除氧器或用于锅炉送风余热,实现燃煤尾气排放余热的回收及利用。
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