CN203671629U - 一种烟气处理装置 - Google Patents

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刘勇
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Abstract

一种烟气处理装置,特别是对湿法烟气脱硫工艺后的烟气进行处理的装置。具体的,一种烟气处理装置,该装置包括设置在湿式脱硫烟气排出口与烟囱之间烟道内的第一换热器,所述的第一换热器的一侧为冷媒工质,另一侧为烟气;所述冷媒工质在蒸汽压缩循环系统中循环,且在所述第一换热器在该蒸汽压缩循环系统中作为冷凝器使用。本实用新型就是通过第一换热器对烟气进行加热降低烟气的相对湿度,使烟囱中的烟气还没有达到露点温度的情况下就离开烟囱,避免出现湿烟囱的现象。

Description

一种烟气处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种烟气处理装置,特别是对湿法烟气脱硫工艺后的烟气进行处理的装置。 
背景技术
目前,大多数发电厂都安装了烟气脱硫系统。采用湿法烟气脱硫工艺,具体如采用石灰石-石膏脱硫工艺,在烟气从烟囱中排放过程中易出现石膏雨现象,即“湿烟囱”的情况,不仅对发电厂的运作安全带来一定的危害,而且对周围的生态环境带来污染。现行的解决方法多数都采用烟气换热器(GGH),还有的采用锅炉二次风加热净烟气、增加电加热装置、控制烟气流速、强化除雾器效果。但是问题诸多,如达不到预期效果、耗能高、运行不稳定、后期维护量大等。因此,寻找合理有效的治理措施,从而可以最大程度减少石膏雨现象的产生,无论是当前还是未来都是迫切需要的。 
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是:解决上述现有技术存在的问题,而提供一种新型的、有效防止石膏雨产生的烟气加热系统。 
本实用新型采用的技术方案为一种烟气处理装置,该装置包括设置在湿式脱硫烟气排出口与烟囱之间烟道内的换热器,其特征在于,所述的换热器的一侧为冷媒工质,另一侧为烟气;所述冷媒工质在蒸汽压缩循环系统中循环,且在所述换热器在该蒸汽压缩循环系统中作为冷凝器使用。 
所述的第一换热器的冷媒入口与节流部件连接,第一换热器的冷媒出口与压缩机连接,且压缩机和节流部件之间还连接有第二换热器。 
所述的第一换热器为管式换热器。 
所述的冷媒工质通过节流阀进入第二换热器,该第二换热器从液态热源中吸取热量。所述的第二换热器为管壳式换热器。 
所述的蒸汽压缩循环系统采用的冷媒工质为CO2,且在所述系统冷凝器中的CO2为超临界状态。 
所述的第一换热器的换热管为竖直设置。 
本实用新型还提供一种电厂烟气处理系统,包括发电系统,烟囱,湿式脱硫装置以及连通烟囱和湿式脱硫装置的烟道,其特征在于,所述的湿式脱硫装置和烟囱之间的烟道上设置有如上所述的烟气处理装置。 
所述的发电系统包括凝汽器循环冷却水,所述的烟气处理装置的第二换热器从凝汽器循环冷却水中吸取热量。 
其中,石灰石-石膏法烟气脱硫或者氨法烟气脱硫都属于湿法烟气脱硫,经湿法脱硫,烟气湿度增加,温度降低,烟气极易在烟囱内壁结露。主要因为,脱硫后的烟气湿度大于饱和湿度,进入烟囱时,烟囱外的大气温度要低于烟气的露点温度,所以,就会使烟囱中的烟气产生凝露,本实用新型就是通过第一换热器对烟气进行加热降低烟气的相对湿度,使烟囱中的烟气还没有达到露点温度的情况下就离开烟囱,避免出现湿烟囱的现象。 
本实用新型的烟气加热系统,充分利用了CO2工质高效的换热特性,将湿法脱硫塔出来的低温烟气加热到80℃,增加了烟气在烟囱出口的抬升高度,避免了结露,防止了石膏雨的发生,很好的保护了环境;充分利用了管式换热器的结构简单、可行,不堵灰,减轻了对烟囱的腐蚀,同时降低了冷却水的温度,减少了冷却塔的运行负荷,机组的发电效率也得到提高。 
附图说明
图1是本实用新型第一实施例的结构示意图; 
图2是本实用新型第二实施例的结构示意图。
其中:1.烟气处理装置,2.湿式脱硫装置,3.烟道,4.烟囱,5.第一换热器,6.第二换热器,7.压缩机,8. 节流部件, 9. 凝汽器,10. 循环水泵,11.冷却塔。 
具体实施方式
下面通过具体实施方式详细介绍本实用新型 
实施例一
如图1所示,虚线框中的为烟气处理装置1,该装置1包括蒸汽压缩循环系统,即图1中由冷媒管道顺序连接的压缩机7、第一换热器5、节流部件8和第二换热器6,冷媒按照压缩机7的排出口方向顺序通过第一换热器5、节流部件8和第二换热器6后,回到压缩机7。即第一换热器5的冷媒入口与压缩机7连接,冷媒出口与节流部件8连接,且压缩机7和节流部件8之间还连接有第二换热器6。
具体的,第一换热器5设置在湿式脱硫装置2与烟囱4之间的烟道3中,第一换热器5作为蒸汽压缩循环系统的冷凝器,对烟气进行加热,第一换热器5外侧为烟气,通过冷媒工质在蒸汽压缩循环系统中循环往复,从而实现对烟气的加热处理。这里提到的冷凝器是指,冷媒在换热器中进行冷凝,由高压的气体变成高压的液体,释放大量的热,在这里是指冷媒释放热量对烟气进行加热。 
在本实施例中,第一换热器5作为蒸汽压缩循环系统中的冷凝器,压缩机排出高压高温的冷媒气体,该冷媒气体在冷凝器中对烟气进行加热,在本实施例中,采用第一换热器采用管式换热器,以提高加热效率,当加热后的烟气温度超过其露点温度后,即烟气不会冷凝。具体的,经过湿式脱硫后,烟气的实际温度为t1=52度,但是当时的露点温度为t2=62度,也即在烟气中水分含量已经超出了饱和湿空气的含湿量,需要加热到超出露点温度以上才有可能避免凝露。而且,烟囱在传送烟气的上升过程中,烟囱的外壁会和外部空气进行换热,当垂直高度越高时,烟囱外空气的温度会降低,所以一般在冷凝器中会加热烟气到一定的温度,从而确保在烟囱出口处的温度t3会高于62度的露点温度t2,从而避免烟气在烟囱中凝露, 烟囱出口处的最小不凝露温度T与烟气的露点温度t2的温差由烟囱的围护结构和室外空气温度决定。一般,为了减少加热烟气的能量消耗,采用实际的t2=T+(3至10)度,在本实施例中第一换热器5的冷凝器温度为90度,处理后的烟气的实际温度为70度,从而即使烟气在烟囱中降温,其温度也会高于露点温度。 
进一步的,本实施例的蒸汽压缩循环系统采用的冷媒工质为CO2,由于第一换热器作为冷凝器的实际温度较高,在第一换热器中的CO2为超临界状态。超临界状态的CO2在做管内流动时,温度对CO2的比重的影响较为明显,特别是在换热管竖直设置的情况下,经过降温后的超临界状态的CO2会形成管道侧壁与管道中的相互置换,从而在竖直管上形成外壁温度间隔变化的情况,从而提高了换热效果。具体的,在本实施例中,第一换热器5中的冷媒换热管采用竖直设置,管外强化换热的肋水平设置。 
实施例二 
图2的方案,在本实施例中,公开一种电厂烟气处理系统,包括设置于发电厂的冷却水系统,烟囱4,湿式脱硫装置2以及连通烟囱4和湿式脱硫装置2的烟道3,其中,湿式脱硫装置2和烟囱4之间的烟道3上设置有烟气处理装置1。可以理解的,在实施例一中的烟气处理装置1可以在本实施例中使用。
在发电厂的冷却水系统为凝汽器循环冷却水系统,所述的烟气处理装置蒸气压缩循环系统的第二换热器6设置在冷却塔11的循环冷却水出口和凝汽器9循环冷却水进口之间,通过水泵10驱动冷却水在系统中循环。第二换热器6的一侧为冷媒工质,另一侧为液态的冷却水,在本实施例中,第二换热器6采用管壳式换热器,提高冷却水的换热效率。具体的,从冷却塔11流出的冷却水温度为35度,第二换热器6的蒸发温度为15度,经过第二换热器6的冷却水温度为19度,可以降低冷却水温度为16度,显著的降低凝汽器9入口的冷却水温,从而降低凝汽器9的蒸汽压力,从而提高电厂的运行效率。第二换热器6从循环冷却水中吸取热量,这样可以既降低冷却水的温度,又能确保烟气处理装置有较高的加热温度。只要电厂运行,则湿法脱硫系统就要运行,则冷却水就有较高的温度,而凝汽器就需要较低的压力,这些不会受到天气或者其他情况的影响,通过增加烟气处理装置,可以显著改善不直接相关联的各系统的使用效果,极大的提高了电厂的能源综合利用。 

Claims (9)

1.一种烟气处理装置,该装置包括设置在湿式脱硫烟气排出口与烟囱之间烟道内的第一换热器,其特征在于,所述的第一换热器的一侧为冷媒工质,另一侧为烟气;所述冷媒工质在蒸汽压缩循环系统中循环,且在所述第一换热器在该蒸汽压缩循环系统中作为冷凝器使用。
2.根据权利要求1所述的烟气处理装置,其特征在于,所述的第一换热器的冷媒入口与节流部件连接,第一换热器的冷媒出口与压缩机连接,且压缩机和节流部件之间还连接有第二换热器。
3.根据权利要求1所述的烟气处理装置,其特征在于,所述的第一换热器为管式换热器。
4.根据权利要求1所述的烟气处理装置,其特征在于,所述的冷媒工质通过节流阀进入第二换热器,该第二换热器从液态热源中吸取热量。
5.根据权利要求4所述的烟气处理装置,其特征在于,所述的第二换热器为管壳式换热器。
6.根据权利要求1至5任一项所述的烟气处理装置,其特征在于,所述的蒸汽压缩循环系统采用的冷媒工质为CO2,且在所述第一换热器中的CO2为超临界状态。
7.根据权利要求6所述的烟气处理装置,其特征在于,所述的第一换热器的换热管为竖直设置。
8.一种电厂烟气处理系统,包括发电系统,烟囱,湿式脱硫装置以及连通烟囱和湿式脱硫装置的烟道,其特征在于,所述的湿式脱硫装置和烟囱之间的烟道上设置有如权利要求1至7任一项所述的烟气处理装置。
9.如权利要求8所述的电厂烟气处理系统,其特征在于,所述的发电系统包括凝汽器循环冷却水,所述的烟气处理装置的第二换热器从凝汽器循环冷却水中吸取热量。
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CN108506955A (zh) * 2017-02-24 2018-09-07 爱质环保科技(上海)有限公司 一种利用城市生活垃圾焚烧发电厂烟气余热的供热系统

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