CN208553614U - 一种减轻烟气阻力的烟羽治理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种减轻烟气阻力的烟羽治理系统，包括在湿法脱硫塔出口烟道上依次设置的降温冷凝装置、升温混热装置；其中，所述降温冷凝装置包括喷淋室、水箱、冷源，所述喷淋室包括喷淋头、下方的集水槽、烟气进口和烟气出口；所述升温混热装置出口连接烟囱，为管式结构，包括位于中间的烟气通道和烟气通道侧壁设置的热风管；所述热风管通过热风通道连接热风源；所述热风通道内设有管道风机，通过歧管连接各热风管。该治理系统在消除烟气白羽的同时，既不会过大损耗烟气动能，又不会给浆液平衡带来额外压力，具有积极的技术意义。

Description

一种减轻烟气阻力的烟羽治理系统

技术领域

本实用新型涉及一种减轻烟气阻力的烟羽治理系统，属于烟气环保设备领域。

背景技术

在目前的燃煤锅炉含硫烟气治理领域，大多采用湿法脱硫工艺；这一工艺排出的处理后烟气含有较多水蒸气，在进入温度更低的大气时，会因冷凝现象而形成白色烟羽。虽然白色烟羽对环境质量无明显影响，但极易对普通民众造成视觉刺激，引起民众的“污染恐慌”。

目前业内已经出现有多种烟羽治理的系统，采用的基本思路都是“冷凝降湿+排烟升温”；其中的“冷凝降湿”是通过对烟气降温，使烟气中所携带的水蒸气冷凝成水，从而降低烟气中的水汽含量，主要包括烟道冷凝和浆液冷凝两种方式。这两种方式各有不足之处。其中烟道冷凝的方式，通常在运行过程中烟气需要额外穿过多道热交换器，动能损耗较大，对顺畅排烟有较严重的负面影响；为了保证顺畅排烟，需要额外增加烟气动力，增大了能耗。而浆液冷凝方式，会将烟气冷凝水留在浆液池中，打破脱硫塔中原有的水平衡，带来额外的水平衡处理压力。

因此，设计一种既不会过大损耗烟气动能，又不会给浆液水平衡带来额外压力的烟羽治理系统，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的烟气动能损耗过大或浆液水平衡被打破的问题，本实用新型提供一种减轻烟气阻力的烟羽治理系统，采用下述技术方案：

一种减轻烟气阻力的烟羽治理系统，包括在湿法脱硫塔出口烟道上依次设置的降温冷凝装置、升温混热装置，其特征在于：

其中，所述降温冷凝装置包括喷淋室、水箱、冷源，所述喷淋室包括冷凝喷淋头、下方的集水槽、烟气进口和烟气出口，所述冷凝喷淋头通过带水泵Ⅰ的管道连接冷源的出水口，所述集水槽通过管道连接水箱，所述水箱连接冷源的进水口，所述冷源通过热交换方式为喷淋水降温；

所述升温混热装置出口连接烟囱，为管式结构，包括位于中间的烟气通道和烟气通道侧壁设置的至少2个热风管；所述热风管通过热风通道连接热风源；所述热风通道内设有管道风机，通过歧管连接各热风管。

优选的，所述水箱设有水位指示装置，并且通过控制阀Ⅰ连接湿法脱硫塔的除雾器喷洗管路，连接点位于为除雾器喷洗提供动力的水泵Ⅱ的进水端。

优选的，所述冷源为循环水冷却塔或机力通风冷却塔；所述热风源为电热器或布设于锅炉中的空气换热器。

优选的，所述热风管的末端采用以烟气通道中轴为轴线的螺旋方式设置。

优选的，每个所述热风管的末端不在同一竖直面上。

优选的，所述喷淋室内的冷凝喷淋头设置在竖向的水管上，朝向烟气来向。

优选的，所述喷淋室内还包括喷淋室除雾器和除雾器喷洗头Ⅱ，所述除雾器喷洗头Ⅱ通过带水泵Ⅲ和控制阀Ⅲ的管道连接外部水源。

本实用新型具有以下的优点：

（1）烟气降温除湿过程中产生的冷凝水不会影响脱硫塔内浆液的水平衡，同时可以得到有效利用；

（2） 喷淋降温的方式，不但气液热交换更充分，效率更高，而且对烟气动能造成的损耗小；

（3）升温混热装置不但可以为排出的烟气升温，还可以协助排烟；同时还具有结构简单、可靠性高的优点；

（4）本系统采用的是附加于原有脱硫系统的设计，如遇故障，并不会对脱硫达标排放产生任何影响，可有效控制环保风险。

附图说明

图1 是本实用新型的实施例1结构示意图；

图2是实施例1中升温混热装置局部剖视结构示意图；

图3是图2的右视示意图；

其中：1. 湿法脱硫塔，2. 喷淋室，3. 水箱，4. 冷源，5. 热风源，6.控制阀Ⅰ，7.控制阀Ⅱ，8. 水泵Ⅰ，9.烟囱，10.烟气通道，11.热风管，12.浆液池，13.冷凝喷淋头，14.集水槽，15. 水泵Ⅱ，16. 水位指示装置，17.脱硫塔除雾器，18.除雾器喷洗头Ⅰ，19.管道风机，20.喷淋室除雾器，21.除雾器喷洗头Ⅱ，22.水泵Ⅲ，23.控制阀Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例为一种减轻烟气阻力的烟羽治理系统，包括在湿法脱硫塔1出口烟道上依次设置的降温冷凝装置、升温混热装置。

其中，所述降温冷凝装置包括喷淋室2、水箱3、冷源4，所述喷淋室包括冷凝喷淋头13、下方的集水槽14、喷淋室除雾器20、除雾器喷洗头Ⅱ21、烟气进口和烟气出口。所述冷凝喷淋头13设置在竖向的水管上，朝向烟气来向并通过带水泵Ⅰ8的管道连接冷源4的出水口，所述竖向的水管上端通过带螺栓的管夹固定在喷淋室2顶部；所述集水槽14通过管道连接水箱3的进水口，所述水箱3的一个出水口连接冷源4的进水口；所述冷源4采用电厂原有的循环水冷却塔，用于为喷淋水降温。在大部分的电厂是有循环水冷却塔的，可直接通过设置循环水支路的方式来用于为喷淋水降温。所述烟气进口位于喷淋室一侧，烟气出口位于烟气进口相对的另一侧，烟气运行时与冷凝喷淋头喷出的冷水逆向，这样设置既不会增加太多烟气运行阻力，又能更有利于喷淋水与烟气的热交换；因为顺向喷淋的冷水液滴与烟气的相对速度更小，在滴落过程中接触的烟气范围更小。所述喷淋室除雾器20为平板除雾器，竖向设置于喷淋室2中冷凝喷淋头13后方（以烟气运行时通过的顺序计），通过支架固定于喷淋室2内壁；所述除雾器喷洗头Ⅱ21为除雾器配套的专用喷洗头，通过带水泵Ⅲ22和控制阀Ⅲ23的管道连接外部水源，分为两组，分别位于喷淋室除雾器20前后两面。喷淋室除雾器20所需的喷洗频率较低，只需每天喷洗一次即可，远低于脱硫塔除雾器17的喷洗频率。

本实施例中，湿法脱硫塔出口处的烟气温度为52.1℃，含水量为13.3%；喷淋水温度为25℃；冷凝处理后的烟气温度降低7℃，含水率降为9.5%；烟气处理量为150万立方米/小时（工况），产生的冷凝水为45吨/小时；产生的冷凝水会随喷淋水一同汇集于集水槽14，然后进入水箱3。集水槽14中的水进入水箱3，可以采用水箱3低于集水槽14的方式，利用重力作用直接流入；也可以采用在管道中设置水泵的方式，使水箱3的设置更加灵活；这两种方式都属于现有技术中的通用手段，技术人员可根据情况自行实施。

由于脱硫塔排出的烟气中固体颗粒已经很少，因此降温冷凝装置从烟气中获取的冷凝水也较为纯净，可直接用于脱硫塔中除雾器冲洗。

在湿法脱硫工艺中，为了避免排出的烟气携带脱硫浆液颗粒，需要使用除雾器对进行完脱硫反应的烟气进行除雾；除雾器工作一段时间后除雾效果会下降，为了避免烟气排放超标，除雾器需要经常冲洗，这一操作需要耗费大量的净水。因此，充分利用烟气除湿过程中产生的冷凝水，可以有效减少水资源浪费。由于这种应用冷凝水的方式，是采用冷凝水替代原本从外部输入的净水，因此仍属于脱硫塔内水平衡的计算范围之内，不会导致额外的水平衡压力。

所述水箱3通过控制阀Ⅰ6连接湿法脱硫塔1原有的除雾器喷洗管路，作为除雾器冲洗的辅助管路来单独控制；连接点位于为除雾器喷洗提供动力的水泵Ⅱ15的进水端。所述水箱3上设有水位指示装置16；所述水位指示装置16在本实施例中为水箱3上竖向设置的透明观察窗，也可以为水箱3侧面引出的竖向透明管；上面设有一高一低两个刻度标记。低刻度标记的设定标准，是需要保证这一水位下水箱3内的水足以维持降温冷凝装置的循环运行，具体水量需要根据管道和设备的容水量来判断。高刻度标记的设定标准，是高于该刻度的水位可能会影响集水槽14中的水进入水箱3，通常可设定为水箱3容量的95%。

当水箱内的水位低于低刻度标记时，不开启控制阀Ⅰ6，水箱3内的水仅用于给烟气喷淋降温；此时如需对脱硫塔除雾器17进行喷洗，开启控制阀Ⅱ7和水泵Ⅱ15，依靠外部输入的净水进行喷洗；这个喷洗过程属于湿法脱硫塔固有的工作流程。当水箱3内的水位高于低刻度标记时，可以开启控制阀Ⅰ6，关闭控制阀Ⅱ7，在需要喷洗脱硫塔除雾器17时使用水箱3内的储水；如冲洗未完成时水位即降至低刻度标记，则开启控制阀Ⅱ7、关闭控制阀Ⅰ6，以外部水源完成剩余的冲洗动作。水箱3在高刻度标记同一水位设有引流管，当水位到达这一高度时，自动进行引流。

所述冷凝喷淋头13与除雾器喷洗头Ⅰ18均为常见的实心锥喷嘴样式。

如图1所示，所述升温混热装置出口连接烟囱9；

如图2、3所示，所述升温混热装置4为管式结构，包括中间的烟气通道10和沿烟气通道10侧壁设置的4个与烟气同向的热风管11；本实施例中，所述热风管11沿烟气通道10外壁延伸，呈圆周分布，热风管11的末端伸入烟气通道10内并紧贴于烟气通道10内壁上，采用以烟气通道10中轴为轴线的螺旋方式设置，螺旋角为25°；所述热风管11通过管道风机、热风通道连接热风源。本实施例中，管道风机19的出气端通过一分四的歧管连接4个热风管11。4个热风管11伸入烟气通道10的长度不同，因此使4个热风管11末端不在同一竖直面上；这种设置方式使各个热风管11中的热风混入烟气的位置不同，使热风与烟气的混合更加均匀。热风管11伸入烟气通道10的部分紧贴内壁也尽可能减小了烟气运行的阻力。热风管11与烟气通道10均可采用钢质或不锈钢，在二者接触部位采用焊接连接。

热风管11的设置方式，更利于热风以螺旋方式输送，不但可以使热风与烟气在形成螺旋的过程中混合均匀，还有利于提高烟气流速和整体推送能力，减轻热风与烟气在混合过程中出现气流紊乱现象。

所述热风源5为产生热干风的空气加热器。空气加热器是目前普遍应用的主要对气体流进行加热的电加热设备，本实施例中所采用的空气加热器为管式结构，发热元件为不锈钢电加热管；有进气口和出气口，进气口吸入常温空气，出气口排出加热后的空气，出气口通过热风通道连接管道风机的进气端；可以在进气口增设风机来保证气流顺畅。管道风机也是目前普遍应用的产品，通过风机中出的风扇来输送气体并增大空气流速。空气加热器和管道风机与管道的连接方式，属于现有通用技术。

本实用新型采用先除湿后加热的方式，不但可降低烟气比热容，减少加热损耗，还便于为待排烟气同步进行加热和增压；因为加热和增压之后的烟气直接进入烟囱排出，不会因再次经过换热器导致损耗。同时因为此时经冷凝，烟气含水量已经降低，再次加热只需要小幅加热、避免烟气在烟囱口部附近降温太剧烈出现冷凝现象即可，热源和管道风机的功率均不需太大。本实施例采用40kW功率的空气加热器；电机功率5kW的管道风机，风量约5000立方米每小时，全压约300Pa；经实验验证，升温混热装置可使排入烟囱的烟气升温10℃，同时经热风加热和稀释后的烟气消羽效果良好。

实施例2：

与实施例1所述减轻烟气阻力的烟羽治理系统相比，本实施例2主要区别在于：

所述冷源4采用新建的小型机力通风冷却塔，用于为喷淋水降温。在西北等某些缺水地区，电厂运行时采用的是风冷降温，原有的冷却设备不能直接借用，因此需要新建一个小型的机力通风冷却塔，这种小型的机力通风冷却塔通常造价不高。

所述热风源5为布设于锅炉壁上的空气换热器；该空气换热器采用盘管式，盘管受锅炉加热，空气从盘管一端进入，另一端排出；空气在盘管中运行时，与盘管壁发生热交换，从而得到加热；盘管的出口端连接管道风机19的进气端。盘管式空气换热器进气口为自然吸气，依靠管道风机的力量来做到气体流动；或者在盘管式空气换热器的进气口增设气泵或管道风机，以此保证气体流动更顺畅。在设置盘管时，可根据所需的热风温度设置盘管的长度，以此保证热风效果与实施例1中的效果相当。本设置方式为对现有锅炉的借用或改造，可节省空气加热器的购置费用。所述盘管根据锅炉具体情况，可采用布设于锅炉内一侧的方式，也可采用环绕内壁的布设方式。

所述水位指示装置16在本实施例中为水箱3侧面引出的竖向透明管；上面设有与实施例1同样的低刻度标记。所述竖向透明管底部与水箱3内连通，液面与水箱3内液面保持一致；上端开口，开口高度与实施例1中的高刻度标记相同，可直接起到引流作用，无需再设置引流管。

本实施例的实施效果与实施例1相当。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种减轻烟气阻力的烟羽治理系统，包括在湿法脱硫塔出口烟道上依次设置的降温冷凝装置、升温混热装置，其特征在于：

其中，所述降温冷凝装置包括喷淋室（2）、水箱（3）、冷源（4），所述喷淋室（2）包括冷凝喷淋头（13）、下方的集水槽（14）、烟气进口和烟气出口，所述冷凝喷淋头（13）通过带水泵Ⅰ（8）的管道连接冷源（4）的出水口，所述集水槽（14）通过管道连接水箱（3），所述水箱（3）连接冷源（4）的进水口，所述冷源（4）通过热交换方式为喷淋水降温；

所述升温混热装置出口连接烟囱（9），为管式结构，包括位于中间的烟气通道（10）和烟气通道（10）侧壁设置的至少2个热风管（11）；所述热风管（11）通过热风通道连接热风源（5）；所述热风通道内设有管道风机（19），通过歧管连接各热风管（11）。

2.根据权利要求1所述的烟羽治理系统，其特征在于，所述水箱（3）设有水位指示装置（16），并且通过控制阀Ⅰ（6）连接湿法脱硫塔（1）的除雾器（17）喷洗管路，连接点位于为除雾器（17）喷洗提供动力的水泵Ⅱ（15）的进水端。

3.根据权利要求1所述的烟羽治理系统，其特征在于，所述冷源（4）为循环水冷却塔或机力通风冷却塔；所述热风源（5）为电热器或布设于锅炉中的空气换热器。

4.根据权利要求1所述的烟羽治理系统，其特征在于，所述热风管（11）的末端采用以烟气通道（10）中轴为轴线的螺旋方式设置。

5.根据权利要求1所述的烟羽治理系统，其特征在于，每个所述热风管（11）的末端不在同一竖直面上。

6.根据权利要求1所述的烟羽治理系统，其特征在于，所述喷淋室内的冷凝喷淋头（13）设置在竖向的水管上，朝向烟气来向。

7.根据权利要求1所述的烟羽治理系统，其特征在于，所述喷淋室内还包括喷淋室除雾器（20）和除雾器喷洗头Ⅱ（21），所述除雾器喷洗头Ⅱ（21）通过带水泵Ⅲ（22）和控制阀Ⅲ（23）的管道连接外部水源。