CN208952142U - 一种烟气综合处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气综合处理装置，包括锅炉、尾部烟道、除尘器、引风机、脱硫吸收塔、相变凝聚器和烟囱，相变凝聚器设置有原水进口和原水出口，原水进口连接有原水初步处理装置，原水出口连接有原水预处理装置，原水预处理装置的出水口与除盐水制备装置的进水口相连，除盐水制备装置的出水口与除盐水箱的进口连接。本实用新型在解决电除尘无法脱除微细颗粒物问题的同时更高效、节能的利用锅炉烟气，不但起到除尘环保的作用，也将烟气除尘所获得的低温热源二次使用，加热水处理装置原水，提高水处理装置效率，大大提升能源利用率，减少能耗，使烟气余热循环利用，全面提高机组经济效率。

Description

一种烟气综合处理装置

技术领域

本实用新型涉及燃煤电站节能环保技术领域，具体涉及一种烟气综合处理装置。

背景技术

现阶段，燃煤电厂全面实施超低排放和节能改造，大幅降低发电煤耗和污染排放，以此达到电力行业清洁化、高效化和信息化发展，大幅消减烟气污染物排放量。国内除尘技术主要为电除尘、布袋除尘、管束式除尘器等，而电除尘器由于具有效率高、能耗低、能处理大烟气量的高温烟气、坚固耐用、维护压力小，且无二次污染等优点，在国际上曾一直被公认为是高效的除尘设备。目前的电除尘新技术有：低低温电除尘、湿式电除尘、电袋复合除尘、电除尘高频电源改造等技术。

其中，电袋除尘具有投入大、运行维护成本高、效果不稳定等特点。高频电源投资省、有效提升除尘效率，且具有节能效果，电厂在原有电除尘的情况下适合进行此项改造；湿式电除尘和低低温电除尘都具有十分明显的除尘效果，并且都能去除部分SO₃，湿式电除尘还具有脱汞、去除酸雾、水滴、气溶胶、臭味等作用，但另一方面在使用过程中也会产生废水。单纯从除尘方面的投资和运行维护的角度来讲，湿电除尘略占优势，但是低低温电除尘施工工期较短，如果采用MGGH，就能去除“白烟”，对于改善电厂的形象具有非常正面的作用，而如果采用低温省煤器降低烟气温度，则可以在提高除尘性能的同时回收烟气余热，降低煤耗，效果也很明显，但是无法解决白烟和烟囱腐蚀的问题。

然而，常规的高效除尘设备如电除尘器和袋除尘器，对于粒径为0.1～2.5μm的细粒子不能有效捕集，使出口烟尘排放很难小于5mg/m³，不符合国家清洁排放标准。电除尘器对粒径大于10μm的颗粒的除尘效率非常高，但是当颗粒物直径小于2.5μm时，除尘效率就会显著下降，收尘效率会低于90％，在极端情况下，效率甚至会降到50％以下。从电除尘器排放出来数量最多的就是0.2～2.5μm的细颗粒物。袋除尘器也是这样，不论其效率多高，排放的颗粒物大部分粒径都小于2.5μm。统计表明，2010年我国工业烟尘排放总量有821万吨，主要为超细粉尘。因此，我国颗粒物排放控制已进入到大力削减PM 2.5的时代。再加上湿式电除尘等除尘技术改造路线投资成本高、系统设置复杂、运行成本高，所以既要大幅度削弱烟尘排放浓度、控制大气中颗粒混合污染物排放，又要采用高效、节能的除尘技术，便成了现阶段环保技术改造的重要方向。

同时，国内电站锅炉普遍存在排烟温度偏高的问题，排烟温度严重超温不仅影响电厂的热经济性，而且影响空气预热器的安全运行。因此，降低排烟温度对于节能降耗、提高锅炉的安全可靠性具有重要的实际意义。然而为了防止锅炉尾部受热面发生酸腐蚀，保证锅炉连续安全运行，并且考虑到锅炉需要低负荷运行、煤种变化和烟气冲刷死角等因素，锅炉设计排烟温度远高于硫酸蒸汽的露点温度。我国动力用煤产生的烟气露点温度在90～110℃的范围，而电站锅炉平均排烟温度为120～130℃，如此便有一部分煤炭燃烧产生的热量没能被利用，随着烟气被废弃到大气环境中，称之为废热。锅炉排烟废热相当于煤炭带入锅炉热量的8％～12％，是当前热电厂锅炉热损失中的最大项，这也是现阶段烟气改造的主要课题之一。

然而常规的电站烟气综合处理技改项目改造目标往往单一实现其中某项目标，而无法做到同时实现收水+除尘+余热回收综合性功能。

同时，电站水处理装置对于原水温度有一定要求，合适的温度有利于提高原水预处理装置的处理效果，提高装置的运行稳定性和出水水质。对于采用含有反渗透系统的除盐水制备装置，其工作效率受水源温度影响较大，低水温一方面会使反渗透膜滤孔变小，水粘度变大，膜通水量随之减小，废水排放量增加；另一方面反渗透膜滤孔变小会造成设备压力上升，对反渗透膜起到压力作用，影响反渗透系统的使用寿命。一般条件下，在水温25-30℃时，水处理装置能搞达到良好的运行效率。为了达到合适的原水温度，常规加热方法主要是使用厂用辅助蒸汽来加热原水，增加了蒸汽消耗和能耗损失。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、节能减排、绿色环保的烟气综合处理装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种烟气综合处理装置，包括锅炉、尾部烟道、除尘器、引风机、脱硫吸收塔、相变凝聚器和烟囱，所述锅炉的烟气出口与所述尾部烟道的进口连接，所述尾部烟道的出口与所述除尘器的进口相连，所述除尘器的出口与所述引风机的进口连接，所述引风机的出口与所述脱硫吸收塔的气相进口连接，所述脱硫吸收塔的气相出口与所述相变凝聚器的气相进口连接，所述相变凝聚器的气相出口与所述烟囱的进口连接，所述相变凝聚器的冷凝水出口与所述脱硫吸收塔的冷凝水进口通过水管相连，所述相变凝聚器设置有原水进口和原水出口，所述原水进口连接有原水初步处理装置，所述原水出口连接有原水预处理装置，所述原水预处理装置的出水口与除盐水制备装置的进水口相连，所述除盐水制备装置的出水口与除盐水箱的进口连接。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的原水初步处理装置包括依次串联连接的格栅清污机、栏污栅和平板滤网。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的原水预处理装置包括依次串联连接的絮凝沉淀和过滤装置。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的除盐水制备装置包括依次串联连接的超滤(UF)、反渗透(RO)、连续电除盐(EDI)或混床装置。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的相变凝聚器为管壳式结构。

作为本实用新型的优选实施方式，所述相变凝聚器包括换热管、管板和收水装置，所述换热管设置在所述的管板上，所述相变凝聚器的冷凝水出口设置在所述的收水装置上，所述原水进口和原水出口设置在所述的管板上。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的换热管为多组U型管束。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的多组U型管束采用错列布置。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的多组U型管束的管束中心距为20～30mm。

本实用新型的烟气综合处理装置处理烟气时，烟气先通过除尘器去除大颗粒粉尘，然后通过脱硫吸收塔脱除SO₂，脱硫吸收塔出口烟气温度大约在50℃，粉尘含量大约在20mg/Nm³。脱硫吸收塔出来后的饱和烟气进入相变凝聚器，与换热管中流动的原水交换热量，烟气中水蒸气在微细颗粒物表面相变、凝聚、长大，并同时产生热泳和扩散泳作用，促使细颗粒在温度梯度的作用下向冷的管壁移动，附着在管壁表面的液膜上，最后在重力作用下，随着流动的液膜被收集到收水装置。颗粒物脱除过程中通过控制相变凝聚器内部换热管壁面的温度，进一步控制饱和湿烟气的相变程度，结合了湿式相变冷凝、凝聚、惯性等多重除尘机制，实现收水+除尘+余热回收的功能，最终达到出口烟尘排放＜2.8mg/m³的标准。

本实用新型的烟气综合处理装置处理烟气的同时，通过相变凝聚器加热原水初步处理装置来的经除去淤泥及其它物质的原水，将原水温度升至25-30℃后进入原水预处理装置，再经除盐水制备装置后进入除盐水箱，最终进入锅炉补水系统。在相变凝聚器中原水吸收烟气余热，降低烟气温度，高效脱除烟气中的微细颗粒物，并将凝结下来的水通过收水装置送至脱硫吸收塔循环利用。本实用新型更高效、节能的利用锅炉烟气，不但起到除尘环保的作用，也将烟气除尘所获得的低温热源二次使用，加热水处理装置原水，提高水处理装置的运行稳定性和产水量，大大提升能源利用率，减少能耗，使烟气余热循环利用，全面提高机组经济效率。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、相对于常规的高效除尘设备如电除尘器和袋除尘器对于粒径为0.1～2.5μm的细粒子不能有效捕集，相变凝聚器可以促进细颗粒物凝聚，从而捕获、脱除，使出口烟尘排放＜2.8mg/m³，符合国家清洁排放标准，并可实现收水+除尘+余热回收的功能。

2、相变凝聚器在吸收烟气余热的同时高效脱除烟气中的微细颗粒物、汞、SO₂、气溶胶等污染物，进一步净化烟气脱除污染物。

3、本实用新型的烟气综合处理装置在烟气综合处理过程中无废水、废气产生，无二次污染，而且由于相变凝聚器能很好解决结垢堵塞冲刷以及酸腐蚀问题，起到节省能源、提高锅炉安全可靠性的作用。

4、水处理装置原水需要加热至25-30℃，常规方法加热需要增加能耗，本实用新型的烟气综合处理装置利用相变凝聚器吸收烟气低品质潜热加热原水，高效的循环利用余热损失，降低烟气温度，脱除烟气中的微细颗粒物，并将凝结下来的水送至脱硫吸收塔循环利用，而烟气释放的热量以及水蒸气冷凝的汽化潜热可将原水加热至25-30℃，这不仅节约了水资源，提高了水处理装置的运行稳定性和产水量，又高效的利用了烟气余热，大大提升了能源利用率，减少水处理过程中增加的能耗，实现了绿色环保、高效循环利用，对于火电厂节能减排有着重大意义。

附图说明

图1为本实用新型的烟气综合处理装置的流程示意图。

图2为本实用新型的烟气综合处理装置的相变凝聚器结构示意图。

图中，锅炉1、尾部烟道2、除尘器3、引风机4、脱硫吸收塔5、相变凝聚器6、烟囱7、原水初步处理装置8、原水预处理装置9、除盐水制备装置10、除盐水箱11、换热管12、管板13、收水装置14。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型的烟气综合处理装置，包括锅炉1、尾部烟道2、除尘器3、引风机4、脱硫吸收塔5、相变凝聚器6和烟囱7，锅炉1的烟气出口与尾部烟道2的进口连接，尾部烟道2的出口与除尘器3的进口相连，除尘器3的出口与引风机4的进口连接，引风机4的出口与脱硫吸收塔5的气相进口连接，脱硫吸收塔5的气相出口与相变凝聚器6的气相进口连接，相变凝聚器6的气相出口与烟囱7的进口连接，相变凝聚器6的冷凝水出口与脱硫吸收塔5的冷凝水进口通过水管相连，相变凝聚器6设置有原水进口和原水出口，原水进口连接有原水初步处理装置8，原水出口连接有原水预处理装置9，原水预处理装置9的出水口与除盐水制备装置10的进水口相连，除盐水制备装置10的出水口与除盐水箱11的进口连接。

本实用新型的烟气综合处理装置的工作流程为：原水经过原水初步处理装置8去除原水淤泥以及杂质后进入相变凝聚器6，通过相变凝聚器6加热将原水温度升至25-30℃后进入原水预处理装置9，再经除盐水制备装置10后进入除盐水箱11，最终进入锅炉补水系统；从锅炉1来的烟气经尾部烟道2稳定流速后进入除尘器3去除大颗粒粉尘，然后在引风机4牵引下通过脱硫吸收塔5脱除SO₂，脱硫吸收塔5的出口烟气温度大约在50℃，粉尘含量大约在20mg/Nm³，脱硫吸收塔5出来的饱和烟气进入相变凝聚器6，与换热管12中流动的原水交换热量，烟气中水蒸气在微细颗粒物表面相变、凝聚、长大，并同时产生热泳和扩散泳作用，促使细颗粒在温度梯度的作用下向冷的管壁移动，附着在管壁表面的液膜上，最后在重力作用下，随着流动的液膜被收集到收水装置14后再进入脱硫吸收塔5循环利用，经相变凝聚器6脱除微细颗粒物后的烟气经烟囱7达标排放。

以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细描述，但本实用新型并不仅限于所述的实施例。

实施例1

一种烟气综合处理装置，包括锅炉1、尾部烟道2、除尘器3、引风机4、脱硫吸收塔5、相变凝聚器6和烟囱7，相变凝聚器6为管壳式结构，包括一组U型管束换热管12、管板13和收水装置14，换热管12材质为PTFE，规格为管束中心距为30mm，换热管12采用焊接技术与管板13连接，管板13与外部金属管箱密封，换热管12设置在管板13上，锅炉1的烟气出口与尾部烟道2的进口连接，尾部烟道2的出口与除尘器3的进口相连，除尘器3的出口与引风机4的进口连接，引风机4的出口与脱硫吸收塔5的气相进口连接，脱硫吸收塔5的气相出口与相变凝聚器6的气相进口连接，相变凝聚器6的气相出口与烟囱7的进口连接，相变凝聚器6的收水装置14上设置的冷凝水出口与脱硫吸收塔5的冷凝水进口通过水管相连，相变凝聚器6的管板13上还设置有原水进口和原水出口，原水进口连接有原水初步处理装置8，原水出口连接有原水预处理装置9，原水预处理装置9的出水口与除盐水制备装置10的进水口相连，除盐水制备装置10的出水口与除盐水箱11的进口连接，原水初步处理装置8包括依次串联连接的格栅清污机、栏污栅和平板滤网，原水预处理装置9包括依次串联连接的絮凝沉淀和过滤装置，除盐水制备装置10包括依次串联连接的超滤、反渗透、混床装置。

实施例2

一种烟气综合处理装置，包括锅炉1、尾部烟道2、除尘器3、引风机4、脱硫吸收塔5、相变凝聚器6和烟囱7，相变凝聚器6为管壳式结构，包括两组U型管束换热管12、管板13和收水装置14，换热管12材质为PTFE，规格为换热管12采用焊接技术与管板13连接，管板13与外部金属管箱密封，两组U型管束换热管顺列布置，管束中心距为28mm，两组U型管束换热管12均设置在管板13上，锅炉1的烟气出口与尾部烟道2的进口连接，尾部烟道2的出口与除尘器3的进口相连，除尘器3的出口与引风机4的进口连接，引风机4的出口与脱硫吸收塔5的气相进口连接，脱硫吸收塔5的气相出口与相变凝聚器6的气相进口连接，相变凝聚器6的气相出口与烟囱7的进口连接，相变凝聚器6的收水装置14上设置的冷凝水出口与脱硫吸收塔5的冷凝水进口通过水管相连，相变凝聚器6的管板13上还设置有原水进口和原水出口，原水进口连接有原水初步处理装置8，原水出口连接有原水预处理装置9，原水预处理装置9的出水口与除盐水制备装置10的进水口相连，除盐水制备装置10的出水口与除盐水箱11的进口连接，原水初步处理装置8包括依次串联连接的格栅清污机、栏污栅和平板滤网，原水预处理装置9包括依次串联连接的絮凝沉淀和过滤装置，除盐水制备装置10包括依次串联连接的超滤、反渗透、连续电除盐装置。

实施例3

一种烟气综合处理装置，包括锅炉1、尾部烟道2、除尘器3、引风机4、脱硫吸收塔5、相变凝聚器6和烟囱7，相变凝聚器6为管壳式结构，包括三组U型管束换热管12、管板13和收水装置14，换热管12材质为PTFE，规格为换热管12采用焊接技术与管板13连接，管板13与外部金属管箱密封，三组U型管束换热管错列布置布置，管束中心距为25mm，三组U型管束换热管12均设置在管板13上，锅炉1的烟气出口与尾部烟道2的进口连接，尾部烟道2的出口与除尘器3的进口相连，除尘器3的出口与引风机4的进口连接，引风机4的出口与脱硫吸收塔5的气相进口连接，脱硫吸收塔5的气相出口与相变凝聚器6的气相进口连接，相变凝聚器6的气相出口与烟囱7的进口连接，相变凝聚器6的收水装置14上设置的冷凝水出口与脱硫吸收塔5的冷凝水进口通过水管相连，相变凝聚器6的管板13上还设置有原水进口和原水出口，原水进口连接有原水初步处理装置8，原水出口连接有原水预处理装置9，原水预处理装置9的出水口与除盐水制备装置10的进水口相连，除盐水制备装置10的出水口与除盐水箱11的进口连接，原水初步处理装置8包括依次串联连接的格栅清污机、栏污栅和平板滤网，原水预处理装置9包括依次串联连接的絮凝沉淀和过滤装置，除盐水制备装置10包括依次串联连接的超滤、反渗透、混床装置。

实施例4

一种烟气综合处理装置，包括锅炉1、尾部烟道2、除尘器3、引风机4、脱硫吸收塔5、相变凝聚器6和烟囱7，相变凝聚器6为管壳式结构，包括四组U型管束换热管12、管板13和收水装置14，换热管12材质为PTFE，规格为换热管12采用焊接技术与管板13连接，管板13与外部金属管箱密封，四组U型管束换热管错列布置布置，管束中心距为20mm，四组U型管束换热管12均设置在管板13上，锅炉1的烟气出口与尾部烟道2的进口连接，尾部烟道2的出口与除尘器3的进口相连，除尘器3的出口与引风机4的进口连接，引风机4的出口与脱硫吸收塔5的气相进口连接，脱硫吸收塔5的气相出口与相变凝聚器6的气相进口连接，相变凝聚器6的气相出口与烟囱7的进口连接，相变凝聚器6的收水装置14上设置的冷凝水出口与脱硫吸收塔5的冷凝水进口通过水管相连，相变凝聚器6的管板13上还设置有原水进口和原水出口，原水进口连接有原水初步处理装置8，原水出口连接有原水预处理装置9，原水预处理装置9的出水口与除盐水制备装置10的进水口相连，除盐水制备装置10的出水口与除盐水箱11的进口连接，原水初步处理装置8包括依次串联连接的格栅清污机、栏污栅和平板滤网，原水预处理装置9包括依次串联连接的絮凝沉淀和过滤装置，除盐水制备装置10包括依次串联连接的超滤、反渗透、连续电除盐装置。

Claims (9)

1.一种烟气综合处理装置，包括锅炉、尾部烟道、除尘器、引风机、脱硫吸收塔、相变凝聚器和烟囱，所述锅炉的烟气出口与所述尾部烟道的进口连接，所述尾部烟道的出口与所述除尘器的进口相连，所述除尘器的出口与所述引风机的进口连接，所述引风机的出口与所述脱硫吸收塔的气相进口连接，所述脱硫吸收塔的气相出口与所述相变凝聚器的气相进口连接，所述相变凝聚器的气相出口与所述烟囱的进口连接，所述相变凝聚器的冷凝水出口与所述脱硫吸收塔的冷凝水进口通过水管相连，其特征在于，所述相变凝聚器设置有原水进口和原水出口，所述原水进口连接有原水初步处理装置，所述原水出口连接有原水预处理装置，所述原水预处理装置的出水口与除盐水制备装置的进水口相连，所述除盐水制备装置的出水口与除盐水箱的进口连接。

2.根据权利要求1所述的烟气综合处理装置，其特征在于，所述的原水初步处理装置包括依次串联连接的格栅清污机、栏污栅和平板滤网。

3.根据权利要求1所述的烟气综合处理装置，其特征在于，所述的原水预处理装置包括依次串联连接的絮凝沉淀和过滤装置。

4.根据权利要求1所述的烟气综合处理装置，其特征在于，所述的除盐水制备装置包括依次串联连接的超滤、反渗透、连续电除盐或混床装置。

5.根据权利要求1所述的烟气综合处理装置，其特征在于，所述的相变凝聚器为管壳式结构。

6.根据权利要求1所述的烟气综合处理装置，其特征在于，所述相变凝聚器包括换热管、管板和收水装置，所述换热管设置在所述的管板上，所述相变凝聚器的冷凝水出口设置在所述的收水装置上，所述原水进口和原水出口设置在所述的管板上。

7.根据权利要求6所述的烟气综合处理装置，其特征在于，所述的换热管为多组U型管束。

8.根据权利要求7所述的烟气综合处理装置，其特征在于，所述的多组U型管束采用错列布置。

9.根据权利要求7所述的烟气综合处理装置，其特征在于，所述的多组U型管束的管束中心距为20～30mm。