CN208612158U - 一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置，包括脱硫塔、设置于所述脱硫塔外的第一换热器和第二换热器；所述第一换热器通过管道与所述脱硫塔上的位于所述吸收段处的烟气进口管连通；所述第二换热器与所述第一换热器通过管道循环连通；所述第二换热器与所述脱硫塔上的烟气出口管连通；还包括设置于所述脱硫塔外的水池和置于所述水池内的冷却塔；所述脱硫塔通过管道与所述水池连通；所述水池通过管道连接于所述冷却塔内的喷淋器；水池通过管道连接于脱硫塔内的喷淋器。本实用新型的优点是：本装置结构设置科学合理，能达到消除白色烟羽，改善烟气排放的视觉效果，实现节水、节能、降低投资成本、消除白色烟羽的多重目标。

Description

一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置

技术领域

本实用新型涉及脱硫烟气处理技术领域，特别涉及一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置。

背景技术

湿法脱硫工艺以其脱硫效率高，运行成本低，技术成熟，运行操作简单等优势在烟气脱硫净化处理领域占据绝对主导地位。在国内烟气脱硫净化领域约占95％以上，在烟气超低排放治理领域湿法脱硫工艺占到99％以上。

湿法脱硫系统出口烟气为饱和或过饱和状态，烟气温度为45～55℃，其中水蒸气占7％～18％。湿法脱硫系统是电厂中的用水大户，百万机组脱硫蒸发水量约为100t/h。高温饱和净烟气携带大量的水蒸气以及液滴，消耗了大量补水，湿法脱硫水资源消耗量过大的问题已日益显现。

目前，随着环保标准和环境要求的升级，常规污染物脱除后“大白烟”“烟囱雨”等视觉污染问题也逐渐被重视。2017年6月，上海市环保局印发了《上海市燃煤电厂石膏雨和有色烟羽测试技术要求(试行)》。文件中对燃煤电厂采取烟气加热或烟气冷凝再热技术的可免于测试。2017年8月28日浙江颁发《燃煤电厂大气污染物排放标准》，规定位于城市主城区及环境空气敏感区的燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。其他区域相继出台对有色烟羽的治理的各种政策。

为了消除白色烟羽视觉污染问题，通常采用烟气脱水、烟气加热、MGGH、GGH等技术。常规的加热方法(热风烟气直接混合加热法或MGGH)仅能消除白色烟羽的视觉感受、无法回收水分，不能减少污染物和水汽的排放，烟气所携带的PM2.5、Hg、SO₃等多种污染物并未得到有效消除，仍会对大气环境造成不利影响。湿法脱硫系统一般采用MGGH工艺回收高温原烟气高温热，同时间壁换热净烟气，或高温空气混合净烟气直接加热工艺。

常规的MGGH消白，在脱硫系统前后均设置换热器，通过水媒将进口高温烟气进行降温，升温的水媒再来升温脱硫后的低温饱和烟气；脱硫前降温后的烟气(130～180℃)进入脱硫塔进行洗涤浓缩、脱除二氧化硫，脱硫后的烟气(45～55℃)，再经过水洗工序进一步除去烟气中的烟尘雾滴等，水洗后的烟气在进行升温，升到75～78℃。

MGGH回收进口热量加热净烟气工艺是目前应用较多的技术，其利用脱硫系统前高温原烟气降温后高温热用于加热后端饱和净烟气，净烟气升温后成为不饱和烟气通过烟囱排放。但MGGH工艺存在以下问题：1、出口净烟气被升温，饱和烟气变为不饱和烟气，所携带水分被排向大气，没有充分利用水分，造成水资源的浪费；2、出口净烟气含湿量大，换热面积大，投资费用高。

高温空气直接混合加热工艺的高温空气来源一般有两种：一种来源于空预器抽取热空气，其势必影响锅炉的热力系统的平衡，对锅炉的热利用率造成不利影响；一种来源于外部热源加热空气，无论是采用电加热还是热风炉，都势必大量增加系统能耗，经济型不佳。因此高温空气直接混合加热工工艺应用实际工程较少。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置，包括脱硫塔、设置于所述脱硫塔外的第一换热器和第二换热器；

所述脱硫塔内从上至下分隔为水洗段和吸收段，在所述水洗段与吸收段之间设置隔板；

所述第一换热器通过管道与所述脱硫塔上的位于所述吸收段处的烟气进口管连通；所述第二换热器与所述第一换热器通过管道循环连通；所述第二换热器与所述脱硫塔上的烟气出口管连通；

还包括设置于所述脱硫塔外的水池和置于所述水池内的冷却塔；所述脱硫塔通过管道与所述水池连通；所述水池通过管道连接于所述冷却塔内的喷淋器；所述水池通过管道连接于所述脱硫塔内的喷淋器。

进一步地，所述水池通过第二循环水泵管道连接于所述冷却塔内的喷淋器。

进一步地，所述水池通过第一循环水泵管道连接于所述水洗段中的喷淋器。

进一步地，所述水池通过第一循环水泵管道连通于所述吸收段。

进一步地，还包括浆液循环泵；所述浆液循环泵通过管道分别连通于所述脱硫塔的塔底部和所述吸收段中的喷淋器。

进一步地，所述隔板上设置有若干个升气帽。

进一步地，还包括风机；所述风机与所述冷却塔固连。

本实用新型还提供了一种利用所述装置处理脱硫烟气白色烟羽的方法，包括以下步骤：以水为媒介，通过设置的第一换热器和第二换热器，将进入到脱硫塔内的进口烟气的热量转移至出口烟气中，使进口烟气的温度降低，出口烟气的温度升高；

温度降低后的所述进口烟气进入至所述脱硫塔内的吸收段，通过隔板上的升气帽，至水洗段，然后排出所述脱硫塔外部。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型利用降温后的循环水，来降低脱硫后湿烟气，使湿烟气的温度降低3～8℃，回收烟气中的部分水分，回收的水分同时用于补充脱硫系统的水耗，减少脱硫系统总体水耗。

2、降温后的烟气，再配套MGGH装置，可根据“白色烟羽”消除确定净烟气最终排放温度，根据最终排放温度反推降温冷凝温度，最大限度地提升“白色烟气”治理的技术经济性和可调性。

3、循环水冷却采用空塔直接冷却湿烟气，与常规的在MGGH前设置换热器进行间接冷凝换热比较，减少了泄漏以及换热器材质选型困难、造价过高的困难，直接冷却不涉及到增加换热器，降低了成本。

4、针对北方缺水区域，可有效回收水分；回收水分后，能一定程度上提升MGGH加热后温度，有效解决北方严寒区域，只设置MGGH装置，在冬天无法完全消除白烟的弊端。

5、本实用新型采用烟气与循环水直接接触冷却，与吸收段液相间接换热比较：不需要设置换热器，避免了吸收液的腐蚀性而导致换热器材质要求高，同时吸收段液相间接换热，换热器宜堵塞。而循环水直接与湿烟气接触，有效治理了湿烟气中携带的细微颗粒物，达到了湿法烟气深度治理的效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1-第一换热器，2-脱硫塔，3-浆液循环泵，4-第一循环水泵，5-水池，6-冷却塔，7-第二换热器，8-第二循环水泵，9-风机，10-水洗段，11-吸收段，12-隔板，13-升气帽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置，包括脱硫塔2、设置于脱硫塔2外的第一换热器1和第二换热器7；脱硫塔2内从上至下分隔为水洗段10和吸收段11，在水洗段10与吸收段11之间设置隔板12；

第一换热器1通过管道与脱硫塔2上的位于吸收段11处的烟气进口管连通；第二换热器7与第一换热器1通过管道循环连通；第二换热器7与脱硫塔2上的烟气出口管连通；

通过在烟气进口处设置第一换热器，烟气出口处设置第二换热器7，通过水媒介，能将进口烟气的热量转移到出口烟气，达到进口烟气降温，出口烟气升温的目的。

还包括设置于脱硫塔2外的水池5和置于水池5内的冷却塔6；脱硫塔2通过管道与水池5连通；水池5通过管道连接于冷却塔6内的喷淋器；水池5通过管道连接于脱硫塔2内的喷淋器。

具体的，水洗段10通过冷凝回收的水分，通过设置在隔板12上方的管道回流至水池5中。

具体的，为很好地降低循环水的温度，水池5通过第二循环水泵8管道连接于冷却塔6内的喷淋器。

具体的，水池5通过第一循环水泵4管道连接于水洗段10中的喷淋器，用于降低烟气温度，使出口烟气含湿量降低，温度降低，有利于第二换热器7的面积减少；同时利于烟气出口温度升高，达到消除白色烟羽的目的。

具体的，为方便对脱硫系统进行补水，水池5通过第一循环水泵4管道连通于吸收段11。

脱硫塔2内吸收段11上方设置独立的水洗段10，循环水经过水池5再输入至水洗段10中的喷淋器，通过循环水水洗烟气，达到对湿烟气冷凝降温、深度净化，实现节水、节能、治理白色烟羽的目的。通过空冷，水洗段10烟气热量最终由脱硫塔2外的冷却塔6内空气带走，烟气温度降低3℃～8℃，达到冷凝的效果。

在吸收段11上方设置水洗段10，通过水洗净化，可以大大降低介质的腐蚀性；通过水洗降温，回收冷凝水，同时有效减少后续换热器的面积，降低换热器的投资；通过水洗达到对细微颗粒物深度净化，达到消除白色烟羽，改善烟气排放视觉效果，实现节水、节能、降低投资成本、消除白色烟羽的多重目标。

其中，还包括浆液循环泵3；浆液循环泵3通过管道分别连通于脱硫塔2的塔底部和吸收段11中的喷淋器，能将流至塔底部的水再次循环利用，降低烟气温度和吸收烟气微小颗粒，达到节能、节水、降温和深度净化烟气的作用。

具体的，隔板12上设置有若干个升气帽13。

具体的，为带走热量，降低循环水温度，还包括风机9；风机9与冷却塔6固连。

一种利用上述装置处理脱硫烟气白色烟羽的方法，包括以下步骤：以水为媒介，通过设置的第一换热器1和第二换热器7，将进入到脱硫塔2内的进口烟气的热量转移至出口烟气中，使进口烟气的温度降低，出口烟气的温度升高；温度降低后的进口烟气进入至所述脱硫塔2内的吸收段11，通过隔板12上的升气帽13，至水洗段10，然后排出所述脱硫塔2外部；细微颗粒物在水洗段10通过冷却凝聚并达到深度净化的目的。

脱硫烟气经过吸收段11，再经过水洗段10，细微颗粒物在水洗段10通过冷凝凝聚并达到深度净化的目的。在烟气进口设置第一换热器1，出口设置第二换热器7，同时配合水洗段10循环水降温，达到出口烟气含湿量降低，温度降低，有利于第二换热器7面积减少；同时利于烟气出口温度的升高，达到消白的目的。

本实用新型针对单独使用MGGH的缺陷，提供了一种高效、经济的治理脱硫烟气白色烟羽的系统和方法，利用湿法脱硫自身的水洗系统，在循环过程中通过冷却塔将水温进行冷却，再进入脱硫塔内，从而脱硫烟气中的部分冷凝水，促进烟尘、二氧化硫等多种污染物的二次脱除，回收了部分冷凝水，同时有效减少后续换热器的面积，达到消除白色烟羽改善烟气排放视觉效果，实现节水、节能、降低投资成本、细微颗粒物深度治理和白色烟羽治理的多重目标。

以某300MW燃煤发电机组湿法脱硫饱和净烟气为例。

当地冬季大气压91.33kPa，湿法脱硫塔出口高温饱和净烟气C温度51.4℃，流量1187507Nm3/H，水蒸气含量21.2％，出口MGGH加热器将烟气加热到75℃；热水的进口温度95℃，出口温度80℃，逆流换热；

当进行改进后，增加冷却塔，将脱硫塔内水洗循环水进行冷却，使出口净烟气温度降低3℃，降到48.4℃，饱和烟气中的水分减少21.1m3/h，循环水进脱硫塔温度需冷却大30℃，升温后温度与气相温度相同48.4℃，循环水量720m3/h，水洗强度4.2m3/(m2·h)；后续MGGH将净烟气升温到75℃，换热面积减少20％。

推广到其他项目数据见下表：

干基气体	Nm<sup>3</sup>/h	500000	500000	500000	500000	500000	500000	500000	500000
										脱硫塔直径	m	9	9	9	9	9	9	9	9
出口温度	℃	40	45	50	55	40	45	50	55
										饱和水蒸气压	kpa	7.3766	9.5837	12.34	15.74	7.3766	9.5837	12.34	15.74
气体降温	℃	5	5	5	5	3	3	3	3
										烟气回收水量	m<sup>3</sup>/h	8.8	9.2	12.5	15.9	5.34	5.57	8.3	14.4
循环水量	m<sup>3</sup>/h	1170	606	513	494	504	306	307	394
										循环水进口	℃	30	30	30	30	30	30	30	30
出口温度	℃	35	40	45	50	37	42	47	52
										循环水降温	℃	5	10	15	15	7	12	17	22
消耗水液气比	L/G	2.34	1.21	1.02	0.985	1.01	0.61	0.61	0.79
										喷淋强度	m3/(m2·h)	18.4	9.53	8.03	7.43	4.6	4.8	4.82	6.2
换热器面积减少	％	20	20	20	20	20	20	20	20

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置，其特征在于：包括脱硫塔(2)、设置于所述脱硫塔(2)外的第一换热器(1)和第二换热器(7)；

所述脱硫塔(2)内从上至下分隔为水洗段(10)和吸收段(11)，在所述水洗段(10)与吸收段(11)之间设置隔板(12)；

所述第一换热器(1)通过管道与所述脱硫塔(2)上的位于所述吸收段(11)处的烟气进口管连通；所述第二换热器(7)与所述第一换热器(1)通过管道循环连通；所述第二换热器(7)与所述脱硫塔(2)上的烟气出口管连通；

还包括设置于所述脱硫塔(2)外的水池(5)和置于所述水池(5)内的冷却塔(6)；所述脱硫塔(2)通过管道与所述水池(5)连通；所述水池(5)通过管道连接于所述冷却塔(6)内的喷淋器；所述水池(5)通过管道连接于所述脱硫塔(2)内的喷淋器。

2.根据权利要求1所述的一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置，其特征在于：所述水池(5)通过第二循环水泵(8)管道连接于所述冷却塔(6)内的喷淋器。

3.根据权利要求1所述的一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置，其特征在于：所述水池(5)通过第一循环水泵(4)管道连接于所述水洗段(10)中的喷淋器。

4.根据权利要求1所述的一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置，其特征在于：还包括浆液循环泵(3)；所述浆液循环泵(3)通过管道分别连通于所述脱硫塔(2)的塔底部和所述吸收段(11)中的喷淋器。

5.根据权利要求1所述的一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置，其特征在于：所述隔板(12)上设置有若干个升气帽(13)。

6.根据权利要求1所述的一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置，其特征在于：还包括风机(9)；所述风机(9)与所述冷却塔(6)固连。

7.根据权利要求3所述的一种用于治理湿法脱硫烟气白色烟羽的装置，其特征在于：所述水池(5)通过第一循环水泵(4)管道连通于所述吸收段(11)。