CN208465562U - 一种基于碳化硅膜的烟气回收装置 - Google Patents

Abstract

一种基于碳化硅膜的烟气回收装置，涉及含尘烟气水分余热回收装置的技术领域。本实用新型每级碳化硅膜组件包括设置在壳体内的若干根碳化硅膜管，所述碳化硅膜管长度方向的两端分别设置冷却水出口、冷却水入口；所述碳化硅膜管长度方向的外周设置烟气错流通道，所述烟气错流通道的两端分别设置烟气入口、烟气出口；所述冷却水出口经负压泵连接至换热器，所述冷水罐经冷却水泵连接碳化硅膜组件的冷却水入口，换热器与冷水罐连接。本实用新型回收火力电厂排烟中的水蒸气及其及烟气余热，降低火电厂水资源消耗，节约能源，并从根本上解决烟囱腐蚀及“白烟”现象。

Description

一种基于碳化硅膜的烟气回收装置

技术领域

本实用新型涉及含尘烟气水分余热回收装置的技术领域。

背景技术

燃煤发电是我国主要的发电形式。当前，绝大多数燃煤电厂采用湿法脱硫工艺，脱硫后尾部烟气含水量高达12％以上，易引起烟囱腐蚀及“白烟”问题。由于烟气中水分和潜热的耦合效应，有效的烟气除湿技术可同时回收排放烟气中的水蒸气及余热，不仅可以实现火电厂的供水自足，深度节能，还可有效解决露点腐蚀及“白烟”问题。

目前，用于火力电厂烟气水分和余热回收的工艺主要有冷凝法和膜分离法。冷凝法多采用间壁换热或喷淋形式，设计简单，技术成熟。但因其多在露点下运行，易冷析酸性物质，管材需耐腐蚀且凝结水不能直接回用；烟气中酸、盐、粉尘等成分富集，需要定期除灰；处理低温烟气所需换热面积大。

采用碳化硅膜可同时对水分和热量进行回收，得到高品质冷凝水。碳化硅膜具有耐高温、耐腐蚀、防积垢等优点，使其在电厂烟气环境中具有较强适用性。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于碳化硅膜的烟气回收装置，回收火力电厂排烟中的水蒸气及其及烟气余热，降低火电厂水资源消耗，节约能源，并从根本上解决烟囱腐蚀及“白烟”现象。

本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种基于碳化硅膜的烟气余热回收装置，包括若干级碳化硅膜组件、冷水罐、换热器、冷却水泵、负压泵，所述每级碳化硅膜组件包括设置在壳体内的若干根碳化硅膜管，所述碳化硅膜管长度方向的两端分别设置冷却水出口、冷却水入口；所述碳化硅膜管长度方向的外周设置烟气错流通道，所述烟气错流通道的两端分别设置烟气入口、烟气出口；所述冷却水出口经负压泵连接至换热器，所述冷水罐经冷却水泵连接碳化硅膜组件的冷却水入口，换热器与冷水罐连接。

优选的是，本实用新型的碳化硅膜管为通道数1-7的管式碳化硅膜，孔径为20-500nm，管长为0.5-2.0m。

优选的是，本实用新型的若干级碳化硅膜组件之间采用串联或并联组合结构。

优选的是，本实用新型的碳化硅膜管之间错列布置。

基于本实用新型的碳化硅膜的烟气余热回收装置的回收方法，将饱和烟气逆流通过碳化硅膜组件，通过负压泵控制碳化硅膜管的膜面流速、跨膜压差，通过冷却水泵控制循环水侧水流速，利用水流吸收烟气余热。

本实用新型的有益技术效果：按照本实用新型的基于碳化硅膜的含尘烟气水分余热回收装置，可以回收火力电厂排放烟气中45％以上水分，同时回收部分余热，且未出现露点腐蚀及“白烟”现象。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为碳化硅膜组件的结构示意图。

图中：1-碳化硅膜组件，2-冷水罐，3-换热器，4-冷却水泵，5-负压泵，6-烟气入口，7-烟气出口，8-冷却水出口，9-冷却水入口，10-碳化硅膜管，11-壳体。

具体实施方式

以下所给实例并非构成对本实用新型权利要求范围的限制，而是对本实用新型进行进一步的描述。

一种基于碳化硅膜的烟气余热回收装置，包括若干级碳化硅膜组件1、冷水罐2、换热器3、冷却水泵4、负压泵5，所述每级碳化硅膜组件1包括设置在壳体11内的若干根碳化硅膜管10，所述碳化硅膜管10长度方向的两端分别设置冷却水出口8、冷却水入口9；所述碳化硅膜管10长度方向的外周设置烟气错流通道，所述烟气错流通道的两端分别设置烟气入口6、烟气出口7；所述冷却水出口8经负压泵5连接至换热器3，所述冷水罐2经冷却水泵4连接碳化硅膜组件1的冷却水入口9，换热器3与冷水罐2连接。

本实用新型的碳化硅膜管10为通道数1-7的管式碳化硅膜，孔径为20-500nm，管长为0.5-2.0m。

本实用新型的若干级碳化硅膜组件1之间采用串联或并联组合结构。

本实用新型的碳化硅膜管10之间错列布置。

基于本实用新型的碳化硅膜的烟气余热回收装置的回收方法，将饱和烟气逆流通过碳化硅膜组件1，通过负压泵5控制碳化硅膜管10的膜面流速、跨膜压差，通过冷却水泵4控制循环水侧水流速，利用水流吸收烟气余热。

实施例1

将温度为80℃的饱和烟气逆流通过40nm三级串联碳化硅膜组件，控制膜面流速6m/s，跨膜压差0.5bar，循环水侧水流速3.3m/s，检测烟气经过碳化硅膜前后温度变化及水蒸汽冷凝后透过碳化硅膜后循环侧的水温变化及水的质量变化。

分离前烟气含水量35％，分离后烟气温度降至60℃，水分含量不足14％。循环水温升约2℃。

由此可知，整个过程中，水蒸气回收率可达60％，能量回收率达到55％，其计算结果如下：水蒸气回收率＝m/V·ρ·RH＝10kg/(80m³/h·376g/m³·559g/kg干空气)＝60％。其中：m：回收水分质量(kg)，V：烟气流量(m³/h)，ρ：烟气密度(g/m³)，RH：一定温度下烟气饱和湿度(g/kg干空气)。

热量回收率＝cm△t/(V·ρ·H)＝4.2kJ/kg·℃·3m³/h·995kg/m³·2℃/(80m³/h·376g/m³·1529kJ/kg)＝54％。其中，c：水的比热容(kJ/kg·℃)，△t：循环水的温升(℃)，H：一定温度下烟气的焓(kJ/kg湿空气)。

实施例2

将排烟温度在110℃下的发电厂中带有大量水蒸气的烟气通过5nm单管碳化硅膜分离装置，控制膜面流速为0.048m·s-1，跨膜压差为0.4MPa，渗透侧循环水的流速为2.5L·h-1，检测烟气经过碳化硅膜前后的温度变化，以及水蒸气冷凝后透过碳化硅膜后循环侧的水温度的变化及水质量的变化。水蒸气的回收率可以达到16％，能量回收率达到12％。

实施例3

将排烟温度在110℃下的发电厂中带有大量水蒸气的烟气通过5nm单管碳化硅膜分离装置，控制膜面流速为0.048m·s-1，跨膜压差为0.4MPa，渗透侧循环水的流速为2.5L·h-1，检测烟气经过碳化硅膜前后的温度变化，以及水蒸气冷凝后透过碳化硅膜后循环侧的水温度的变化及水质量的变化。水蒸气的回收率可以达到16％，能量回收率达到12％。

虽然本实用新型已较佳实例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种改动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (4)

1.一种基于碳化硅膜的烟气回收装置，其特征在于：包括若干级碳化硅膜组件(1)、冷水罐(2)、换热器(3)、冷却水泵(4)、负压泵(5)，所述每级碳化硅膜组件(1)包括设置在壳体(11)内的若干根碳化硅膜管(10)，所述碳化硅膜管(10)长度方向的两端分别设置冷却水出口(8)、冷却水入口(9)；所述碳化硅膜管(10)长度方向的外周设置烟气错流通道，所述烟气错流通道的两端分别设置烟气入口(6)、烟气出口(7)；所述冷却水出口(8)经负压泵(5)连接至换热器(3)，所述冷水罐(2)经冷却水泵(4)连接碳化硅膜组件(1)的冷却水入口(9)，换热器(3)与冷水罐(2)连接。

2.根据权利要求1所述的基于碳化硅膜的烟气回收装置，其特征在于：所述碳化硅膜管(10)为通道数1-7的管式碳化硅膜，孔径为20-500nm，管长为0.5-2.0m。

3.根据权利要求1所述的基于碳化硅膜的烟气回收装置，其特征在于：所述若干级碳化硅膜组件(1)之间采用串联或并联组合结构。

4.根据权利要求1所述的基于碳化硅膜的烟气回收装置，其特征在于：所述碳化硅膜管(10)之间错列布置。