CN205850571U - 一种烟气so3脱除提效装置 - Google Patents

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王凤荣
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Abstract

本实用新型涉及一种烟气SO3脱除提效装置,包括:烟气SO3降温凝结装置、热媒循环管路、循环泵、塔内换热装置、湿法脱硫塔,烟气SO3降温凝结装置由外壳、烟气降温器组成,烟气降温器位于外壳内,塔内换热装置设于湿法脱硫塔内,热媒循环管路的两端分别与烟气降温器、塔内换热装置连接,循环泵位于热媒循环管路上。本实用新型的有益效果:通过湿法脱硫塔中浆液与上游烟气之间的间接换热,实现上游烟气温度的非突变降温,使SO3更易形成较大粒径的液滴,便于在湿法吸收塔中被洗涤脱除掉;通过喷淋装置可进一步促进SO3的凝结和吸收,并减轻SO3对设备的酸腐蚀;结构简单,不改变湿法脱硫塔的热量平衡和水平衡,并最大化利用湿法吸收塔对污染物的洗涤脱除作用。

Description

一种烟气SO3脱除提效装置
技术领域
本实用新型涉及燃煤电厂烟气处理领域,具体涉及一种烟气SO3脱除提效装置。
背景技术
燃煤电厂烟气中含有的SO3是主要大气污染物之一。在燃煤电厂的燃烧和烟气处理流程中,一部分SO3直接形成于锅炉炉膛中的煤燃烧,另一部分则由部分SO2在SCR脱硝装置中转化(氧化)而来。烟气中硫元素主要存在于SO2中,SO2主要在吸收塔中进行脱除,其中又以石灰石-石膏湿法脱硫(WFGD)为主要工艺。虽然吸收塔对SO2具有非常高的脱除效率,但对SO3的脱除效果却不理想。从一定意义上说,SO3已经成为制约燃煤电厂烟气污染物超低排放的重要因素之一。
WFGD对SO3的脱除效果较差,主要是因为,进入吸收塔前烟气中的SO3以气体形式存在,进入吸收塔后由于遇到流量非常大、温度显著低于烟气温度的喷淋浆液而迅速降温冷凝,形成硫酸小液滴。由于冷凝过程非常迅速,故形成的硫酸液滴粒径很小,以亚微米甚至纳米尺寸为主。WFGD中的浆液滴与这种尺寸量级的液滴的接触、碰撞效率较低,故而即便SO3易溶于水,也无法在吸收塔中实现高效脱除。
目前较多的燃煤电厂在WFGD吸收塔的塔顶或塔后加装湿法电除尘装置(WESP),以实现粉尘的超低排放。WESP中进行的喷淋+电除尘过程,还具有较好的脱除SO3的作用。但WESP厂用电率较高,且产生较多的工艺废水需要净化处理。另一方面,得益于脱硫、除尘双提效技术工艺(如在喷淋区增加托盘、湍流增强装置,在吸收塔上部采用高效除雾器)的采用,再结合上游除尘的增效(如采用低温电除尘),很多电厂不需要加装WESP即已能实现粉尘的超低排放。若单纯为了脱除SO3而设置WESP,不利于节能减排目标的实现。
专利“用于脱除燃煤电厂烟气中三氧化硫的工艺”(专利申请号201510730821.5)公开了一种利用吸收剂溶液喷淋进行燃煤电厂烟气SO3脱除的工艺,利用吸收剂溶液喷淋进行燃煤电厂烟气SO3脱除,主要原理是通过碱性溶液雾化形成的液滴将SO3捕获并中和掉,受到烟气SO3浓度及化学反应摩尔比的限制,喷淋的溶液量较小,不能对烟气进行有效降温。该工艺属于吸收法的技术路线,并未充分利用现有WFGD的效能。
实用新型内容
针对上述问题中存在的不足之处,本实用新型提供一种烟气SO3脱除提效装置,解决烟气进入脱硫塔后与大量浆液突然接触,导致烟气温度骤降、SO3无法凝结成较大液滴的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供一种烟气SO3脱除提效装置,包括:烟气SO3降温凝结装置、热媒循环管路、循环泵、塔内换热装置、湿法脱硫塔,所述烟气SO3降温凝结装置由外壳、烟气降温器组成,所述烟气降温器位于所述外壳内,所述塔内换热装置设于所述湿法脱硫塔,所述热媒循环管路的两端分别与所述烟气降温器、所述塔内换热装置连接,所述循环泵位于所述热媒循环管路上。
作为本实用新型进一步改进,所述塔内换热装置位于所述湿法脱硫塔底部浆液池内;
或所述塔内换热装置位于所述湿法脱硫塔底部浆液池的液面之上;
或所述塔内换热装置部分位于所述湿法脱硫塔底部浆液池内,部分位于所述湿法脱硫塔底部浆液池的液面之上。
作为本实用新型进一步改进,所述烟气SO3降温凝结装置内还设有喷淋装置。
作为本实用新型进一步改进,所述喷淋装置位于所述烟气降温器的上游;
或所述喷淋装置位于所述烟气降温器的下游;
或所述喷淋装置直接对准所述烟气降温器。
作为本实用新型进一步改进,所述烟气SO3降温凝结装置的外壳为烟道,所述烟气降温器位于该烟道内;
或所述烟气SO3降温凝结装置的外壳与烟道连接,所述烟气SO3降温凝结装置设有烟气入口和烟气出口,其中,烟气入口与所述烟气SO3降温凝结装置上游的烟道相连,烟气出口与所述烟气SO3降温凝结装置下游的烟道相连。
本实用新型的有益效果为:
1、通过湿法脱硫塔中的浆液与上游烟气之间的间接换热,实现上游烟气温度的非突变降温,使得SO3更容易形成较大粒径的液滴,从而便于在湿法吸收塔中被洗涤脱除掉;
2、通过喷淋装置可进一步促进SO3的凝结和吸收,并减轻SO3对设备可能产生的酸腐蚀;
3、装置结构简单,基本不改变湿法脱硫塔的热量平衡和水平衡,并最大化利用了湿法吸收塔对污染物的洗涤脱除作用。
附图说明
图1为本实用新型一种烟气SO3脱除提效装置的结构示意图。
图中:
1-1、烟气SO3降温凝结装置;1-2、烟气降温器;1-3、塔内换热装置;1-4、循环泵;1-5、热媒循环管路;1-6、喷淋装置;2、湿法脱硫塔。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型实施例的一种烟气SO3脱除提效装置,包括烟气SO3降温凝结装置1-1、热媒循环管路1-5、循环泵1-4、塔内换热装置1-3、湿法脱硫塔2,烟气SO3降温凝结装置1-1由外壳、烟气降温器1-2组成,烟气降温器1-2位于外壳内,塔内换热装置1-3设于湿法脱硫塔2,热媒循环管路1-5的两端分别与烟气降温器1-2、塔内换热装置1-3连接,循环泵1-4位于热媒循环管路1-5上。
其中,塔内换热装置1-3可设置在湿法脱硫塔2底部浆液池内;也可设置在湿法脱硫塔2底部浆液池的液面之上;也可部分设置在湿法脱硫塔2底部浆液池内,部分设置在湿法脱硫塔2底部浆液池的液面之上。塔内换热装置1-3可采用管式换热器或其它形式的换热装置。
烟气降温器1-2、热媒循环管路1-5、循环泵1-4、塔内换热装置1-3共同构成了热循环系统,热循环系统中的换热工质称为热媒,可采用水或其它合适的工质。烟气降温器1-2可采用管式换热器或其它形式的换热装置。
热媒在烟气降温器1-2中与烟气进行间接热交换,吸热后温度升高,烟气相应地放热降温,之后在循环泵1-4的驱动下进入湿法脱硫塔2内,通过湿法脱硫塔2内的塔内换热装置1-3与温度较低的浆液进行间接热交换,放热并降温。由于热媒与烟气之间的热交换是通过烟气降温器1-2间接进行的,故烟气的降温过程是渐进的,而非湿法脱硫塔中与大量喷淋浆液突然接触导致的温度骤降。通过对烟气降温器1-2的设计和合理空间布置,实现对烟气降温过程的有效调控。循环泵1-4驱动热媒在热循环系统中流动,可对热媒的流量进行调节,从而控制上游烟气在SO3降温凝结装置1-1中的温降。烟气完成降温后的温度的区间,宜在降温前烟气酸露点-30℃~+10℃的范围。
进一步的,为了促进SO3的凝结和吸收,并减轻SO3对设备可能产生的酸腐蚀,烟气SO3降温凝结装置1-1内还设有喷淋装置1-6。喷淋装置1-6可设置在烟气降温器1-2的上游;或设置在烟气降温器1-2的下游;或直接对准烟气降温器1-2进行喷淋。喷淋装置1-6向烟气中雾化喷入水或碱性吸收液,或喷入干粉状物质。当喷淋装置1-6向烟气中喷入的是水或碱性吸收液时,所形成的雾滴对烟气具有一定的降温作用,但主要作用在于为SO3凝结提供附着物,使得SO3凝结成较大粒径的液滴,或附着于较大粒径的液滴/粉尘颗粒上。当喷淋装置1-6向烟气中喷入的是干的粉状物质时,该物质是粉煤灰或其它碱性化合物(如熟石灰、碳酸钠等),粉状物质可为SO3凝结提供附着物。当喷淋装置1-6向烟气中喷入的工质是碱性物质(如碱性吸收液、或碱性物质的干粉),则其还具有中和SO3的作用,可减轻SO3对设备、烟道的酸腐蚀。
烟气SO3降温凝结装置1-1直接作为烟道的一段,即烟气SO3降温凝结装置1-1的外壳为烟道,烟气降温器1-2直接安装在该烟道内。如果烟气SO3降温凝结装置1-1还设有喷淋装置1-6时,喷淋装置1-6也直接安装在该烟道内。这种烟气SO3降温凝结装置1-1的结构紧凑,但缺点是烟气SO3降温凝结装置1-1受限于烟道的位置和尺寸。
进一步的,烟气SO3降温凝结装置1-1设计成一个独立的设备。烟气SO3降温凝结装置1-1设有烟气入口和烟气出口,其中,烟气入口与烟气SO3降温凝结装置1-1上游的烟道相连,烟气出口与烟气SO3降温凝结装置1-1下游的烟道相连。这种烟气SO3降温凝结装置1-1不再受限于烟道的位置和尺寸,设计灵活性更高。为了提高换热效果,烟气SO3降温凝结装置1-1设计为具有较大的尺寸(例如类似于WESP的外观尺寸),这使得其内部可以安装换热面积更大的烟气降温器。
本实用新型通过设置热循环系统,利用湿法脱硫塔中温度相对较低的浆液,对进入脱硫塔前的烟气进行非突变性降温,解决烟气进入脱硫塔后与大量浆液突然接触,导致烟气温度骤降、SO3无法凝结成较大液滴的问题。充分发挥湿法脱硫塔的烟气净化功能,简化SO3脱除工艺、设备投资和运行维护工作。本实用新型通过湿法脱硫塔内的浆液对上游烟气进行降温,因此几乎不改变脱硫塔的水平衡和热量平衡,基本不影响现有湿法脱硫塔的正常运行。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种烟气SO3脱除提效装置,其特征在于,包括:烟气SO3降温凝结装置(1-1)、热媒循环管路(1-5)、循环泵(1-4)、塔内换热装置(1-3)和湿法脱硫塔(2),所述烟气SO3降温凝结装置(1-1)由外壳、烟气降温器(1-2)组成,所述烟气降温器(1-2)位于所述外壳内,所述塔内换热装置(1-3)设于所述湿法脱硫塔(2),所述热媒循环管路(1-5)的两端分别与所述烟气降温器(1-2)、所述塔内换热装置(1-3)连接,所述循环泵(1-4)位于所述热媒循环管路(1-5)上。
2.根据权利要求1所述的烟气SO3脱除提效装置,其特征在于,所述塔内换热装置(1-3)位于所述湿法脱硫塔(2)底部浆液池内;
或所述塔内换热装置(1-3)位于所述湿法脱硫塔(2)底部浆液池的液面之上;
或所述塔内换热装置(1-3)部分位于所述湿法脱硫塔(2)底部浆液池内,部分位于所述湿法脱硫塔(2)底部浆液池的液面之上。
3.根据权利要求1所述的烟气SO3脱除提效装置,其特征在于,所述烟气SO3降温凝结装置(1-1)内还设有喷淋装置(1-6)。
4.根据权利要求3所述的烟气SO3脱除提效装置,其特征在于,所述喷淋装置(1-6)位于所述烟气降温器(1-2)的上游;
或所述喷淋装置(1-6)位于所述烟气降温器(1-2)的下游;
或所述喷淋装置(1-6)直接对准所述烟气降温器(1-2)。
5.根据权利要求1所述的烟气SO3脱除提效装置,其特征在于,所述烟气SO3降温凝结装置(1-1)的外壳为烟道,所述烟气降温器(1-2)位于该烟道内;
或所述烟气SO3降温凝结装置(1-1)的外壳与烟道连接,所述烟气SO3降温凝结装置(1-1)设有烟气入口和烟气出口,其中,烟气入口与所述烟气SO3降温凝结装置(1-1)上游的烟道相连,烟气出口与所述烟气SO3降温凝结装置(1-1)下游的烟道相连。
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