CN214147976U - 一种燃煤锅炉节能环保一体化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，采用喷淋换热提取脱硫后烟气余热，并获得烟气余热水，然后通过换热器将烟气余热水高温段余热用于锅炉补水加热或采暖热网回水加热，低温段，通过换热器及全热空预器用于锅炉系统或厂区内污水零排放处理，其中全热空预器采用喷淋换热方式，将三联箱处理后的污水清水蒸发浓缩至浓水，并通过空气加热加湿方式将浓缩过程中产生的水蒸汽带出，加热加湿后的空气，夏季排放环境，冬季则供给锅炉做助燃风，替代暖风器，同时通过烟气余热喷淋换热余热回收过程，产生水蒸汽凝结环境，絮凝超细烟尘颗粒，实现烟气超净排放。

Description

一种燃煤锅炉节能环保一体化系统

技术领域

本实用新型涉及一种节能环保系统，具体涉及一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，属于锅炉节能环保技术领域。

背景技术

燃煤锅炉生产过程中产生大量高盐污水，主要包括反渗透浓水，含盐量30000-50000mg/L，脱硫废水，含盐量10000-20000mg/L。这些高盐废水直接排放到环境中，不仅严重污染环境，造成生态危机，而且也是盐资源浪费。

目前，关于高盐污水的零排放处理，主要有三种，一是采用机械压缩、蒸发工艺（MVR），通过电能（或汽轮机）驱动水蒸汽压缩机，对污水蒸发出来的水蒸汽进行压缩升压，然后再用于污水加热。这种技术消耗大量电能（或功量），而且压缩机等机械转动设备昂贵、维护要求及成本也高。二是采用蒸汽驱动多效蒸发工艺，即利用0.1~0.8MPa的蒸汽，加热浓缩污水，产生的二次蒸汽再用于下级污水加热。根据驱动蒸汽品位，一般可做到2~5效。这种技术电能消耗较少，但蒸汽耗量较大，尤其没有富裕低品位蒸汽或余热蒸汽的场合，其运行蒸汽费用也是非常高的。再是烟道气蒸发技术。这种技术路线是通过空预器出口烟气，或是省煤器出口高温烟气，蒸发浓缩污水直至结晶成盐，晶盐随烟气进入除尘器被拦截，实现污水零排放处理。这种技术，对于采用省煤器出口高温烟气的情况，很明显将降低空预器烟气量，从而影响锅炉效率；对于采用空预器出口烟气情况，为防止污水雾滴对烟道、除尘器造成腐蚀，需要雾化压缩空气，增加大量能耗。当然，对于这种技术最大不足在于，1、影响脱硫系统水平衡，尤其采用石灰石-石膏湿法脱硫系统；2、污水结晶盐全部进入除尘灰中，影响除尘灰的品质。

另外，燃煤锅炉空预器后的排烟，含有大量余热资源，包含烟气显热及烟气中水蒸汽潜热，一般占到燃料热值的10%左右，是锅炉最大的热量损失。这部分余热资源基本上白白排放环境，不仅能源浪费，也给锅炉周边环境带来了烟羽等热湿污染。

关于空预器后烟气余热回收，目前主要有两种方式，一是低温省煤器方案。在空预器至脱硫塔之间的烟道上安装低温省煤器，回收烟气余热，用于加热锅炉给水（凝结水）或采暖回水。低温省煤器一般选用列管式换热器，如果安装在空预器与除尘器之间，通常选用ND钢材质，如果安装在引风机和脱硫塔之间，一般选用氟塑料、耐腐不锈钢等材质。由于列管式换热器传热系数较低，加热锅炉给水的低温省煤器，出口烟气温度一般在110℃以上，加热热网回水的低温省煤器，出口烟气温度一般在90℃以上。由于出口烟气温度较高，所以低温省煤器方案只能回收烟气余热的10~20%，占比最大的水蒸汽凝结潜热无法回收。再一种是喷淋换热方案。喷淋换热方案主要针对脱硫后的湿烟气余热回收。在脱硫塔后（或湿式电除尘后）安装喷淋换热塔，通过喷淋水与烟气直接接触获取喷淋余热水，用于加热热网回水或锅炉给水。一旦锅炉补水量较小或没有采暖供热负荷，烟气余热将无用处。

此外，受当前布袋除尘、电除尘性能限制，对于0.45微米以下的超细烟尘难以拦截。这部分超细烟尘极不宜沉降，称为雾霾的主要来源。关于超细烟尘，最好的净化措施就是通过水蒸汽凝结使之絮凝，变成大颗粒进行沉降。

综上，如果能够充分利用烟气余热实现燃煤锅炉高盐污水零排放处理，不仅节省大量能源，而且还为烟气余热回收提供了利用之处，使得烟气的水蒸汽能够凝结并絮凝超细颗粒，从而减少烟气污染物排放。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足，提供一种燃煤锅炉节能环保一体化系统。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，包括烟囱，烟囱通过烟气余热回收机组连接有余热水泵、浓缩加热器和余热回用换热器，余热回用换热器上连接有纳滤系统和全热空预器，浓缩加热器和全热空预器之间上连接有污水净化三联箱装置，全热空预器上连接有过热器和鼓风机。

以下是本实用新型对上述方案的进一步优化：所述烟气余热回收机组内设有第一喷淋单元和第二喷淋单元。

进一步优化：所述余热回用换热器与烟气余热回收机组的底部和第二喷淋单元连通，并形成循环回路，浓缩加热器与余热回用换热器连接，且浓缩加热器与第一喷淋单元连通，并形成循环回路。

进一步优化：所述余热回用换热器与烟气余热回收机组之间设置有余热水泵。

进一步优化：所述浓缩加热器上连接有纳滤系统。

进一步优化：所述浓缩加热器通过浓缩循环泵与全热空预器连通。

进一步优化：所述浓缩加热器与全热空预器内的喷淋单元连通。

进一步优化：所述浓缩循环泵与全热空预器之间连接有污水净化三联箱装置。

进一步优化：所述全热空预器上连接有鼓风机。

进一步优化：所述全热空预器通过热湿空气排放控制阀门一连接有过热器，过热器的上端连接有风机接口。

本实用新型的有益效果如下：

1、污水浓缩的热源来自烟气，除水泵、风机外，没有消耗高品位蒸汽、电能，从而使污水零排放处理过程能耗成本大幅降低；

2、污水浓缩产生的二次蒸汽又用于加热、加湿环境空气，这部分热湿空气冬季进入锅炉系统，可以替代暖风机节省能耗，并且提高锅炉效率；

3、热湿空气冬季进入锅炉系统，可以进一步提高烟气水蒸汽含量，从而提升余热水温度，增加用于锅炉补水或采暖热网水加热量，提升节能效益；

4、污水浓缩过程、加热锅炉补水或采暖热网水过程，消纳了烟气余热，从而使烟气余热回收过程形成水蒸汽凝结环境，使得超细烟尘进行凝聚，实现烟气净化；

5、烟气余热回收过程中产生的凝结废水，通过纳滤系统处理，回用工艺原水或脱硫系统补水，节省水资源；

6、烟气余热回收过程使得烟尘排烟温度大幅降低，从而减轻锅炉对周边环境的热湿影响。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型在实施例中的原理示意图。

图中：1、烟囱，2、烟气余热回收机组，3、纳滤系统，4、热湿空气环境排放口，5、风机接口，6、污水净化三联箱装置，7、过热器，8、管道接口，9、热湿空气排放控制阀门一，10、热湿空气排放控制阀门二，11、鼓风机，12、浓水排放接口，13、全热空预器，14、浓缩循环泵，15、浓缩加热器，16、余热回用换热器，17、余热水泵，18、烟气接口，19、第一喷淋单元；20、第二喷淋单元。

具体实施方式

实施例，如图1所示，一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，包括烟囱1，烟囱1通过烟气余热回收机组2连接有余热水泵17、浓缩加热器15和余热回用换热器16，余热回用换热器16上连接有纳滤系统3和全热空预器13，浓缩加热器15和全热空预器13之间上连接有污水净化三联箱装置6，全热空预器13上连接有过热器7和鼓风机11。

所述烟气余热回收机组2的一侧靠近下端的位置设置有烟气接口18，这样便于经过脱硫后的烟气的进入。

所述烟气余热回收机组2内还设有第一喷淋单元19和第二喷淋单元20，这样便于吸收烟气余热回收机组2内烟气的能量。

所述余热回用换热器16上端的输入和输出端分别与烟气余热回收机组2的底部和第二喷淋单元20连通，并形成循环回路，这样便于烟气余热回收机组2内部的介质（水）进入余热回用换热器16内并放热，然后再经第二喷淋单元20喷出并被烟气再次加热。

所述余热回用换热器16下端的输入和输出端与锅炉或采暖热网连通，以提高对热能的利用。

所述余热回用换热器16与烟气余热回收机组2之间设置有余热水泵17，用于介质的驱动。

所述浓缩加热器15上端的输入端与余热回用换热器16上端的输出端连接，且浓缩加热器15上端的输出端与第一喷淋单元19连通，并形成循环回路，这样设计便于余热回用换热器16上方输出的一部分介质进入浓缩加热器15内再次放热，并经浓缩加热器15上端的输出端流向第一喷淋单元19并喷出，被烟气再次加热。

所述浓缩加热器15上端的输出端还连接有纳滤系统3，浓缩加热器15上端输出的一部分介质进入纳滤系统3进行处理，分离出清水和浓水（浓盐水）。

所述浓缩加热器15下端的输入端通过浓缩循环泵14与全热空预器13的底部连通，这样便于全热空预器13底部的介质（水）流进浓缩加热器15内进行吸热。

所述浓缩加热器15下端的输出端与全热空预器13内的喷淋单元连通，浓缩加热器15输出的介质经喷淋单元喷出对空气进行加热形成热湿空气。

所述浓缩循环泵14与全热空预器13之间连接有污水净化三联箱装置6，污水净化三联箱装置6对工业中的污水、废水等进行处理，并产生沉淀和清水，同时将清水通过管道送入浓缩循环泵14。

所述全热空预器13的一侧靠近底部的位置连接有鼓风机11，用于将环境空气送入全热空预器13内。

所述全热空预器13的上端连接有热湿空气排放控制阀门二10，热湿空气排放控制阀门二10的输出端连接有热湿空气环境排放口4。

所述全热空预器13的一侧靠近上端的位置连接有热湿空气排放控制阀门一9，热湿空气排放控制阀门一9的输出端连接有过热器7，过热器7的上端连接有风机接口5，用于连接一、二次风机。

所述过热器7的一侧设置有便于≥60℃热水或蒸汽进入并在散热后流出的两个管道接口8。

所述全热空预器13的底部设置有浓水排放接口12。

下面以某厂130t/h燃煤锅炉为例，冬季采暖供热，夏季工业供汽，阐述本实用新型最佳实施例。

冬季：

脱硫后烟气约20万m³/h、温度约50℃进入烟气余热回收机组2，通过余热水喷淋，温度降至30℃排至烟囱，并获得46℃左右的余热水；

余热水泵17将46℃的余热水送至余热回用换热器16，加热40℃左右的采暖热网回水，温度降至43℃左右，然后从分成两股，一股送至烟气余热回收机组2下段的第二喷淋单元20进行喷淋，另一股进入浓缩加热器15加热浓缩清水，温度降至23℃左右后，大部分送至烟气余热回收机组2上段的第一喷淋单元19进行喷淋，少部分送至纳滤系统3进行处理；

纳滤系统3内，将送来的烟气余热水进行处理，获得的清水送至厂内工业原水系统回用，浓水送至脱硫系统回用；

污水净化三联箱装置6将厂内污水收集并处理，获得的清液送至全热空预器13，然后通过浓缩循环泵14送至浓缩加热器15进行加热，加热至40℃左右，送回全热空预器13内并喷淋，加热、加湿全热空预器13内的空气，同时蒸发水蒸汽实现浓缩；

通过鼓风机11向全热空预器13内鼓入环境空气，环境空气在全热空预器13内被40℃浓缩液加热、加湿到36℃左右，此时热湿空气排放控制阀二10关闭，热湿空气通过热湿空气排放控制阀一9进入过热器7，经过热器7加热去除空气夹带液滴后，经风机接口5进入锅炉的一次风机、二次风机，作为锅炉的助燃风进入锅炉系统；

全热空预器13产生的浓水，送至浓水干燥；

由于进入锅炉的一次风、二次风是经全热空预器13加热加湿后的，因温度较高，可以替代暖风器，另外，因空气含湿量的增加，使得烟气中水蒸汽含量也增加，致使脱硫后烟气温度提升至55℃左右；

脱硫后烟气温度提升，使得余热水温度提升至51℃以上，从而使热网水回收利用更多的烟气余热；

烟气余热回收机组2内，烟气温度从55℃降至30℃左右，会有大量水蒸汽凝结，从而使超细烟尘进行絮凝，降低烟尘排放。

夏季：

脱硫后烟气约20万m³/h、温度约52℃进入烟气余热回收机组2，通过余热水喷淋，温度降至42℃排至烟囱1，并获得48℃左右的余热水；

余热水泵17将48℃的余热水送至余热回用换热器16，加热25℃左右的锅炉补水，温度降至46℃左右，然后分成两股，一股送至烟气余热回收机组2下段的第二喷淋单元20进行喷淋，另一股进入浓缩加热器15加热浓缩清水，温度降至37℃左右后，大部分送至烟气余热回收机组2上段的第一喷淋单元19并喷淋，少部分送至纳滤系统3进行处理；

在纳滤系统3内将送来的烟气余热水进行处理，获得的清水送至厂内工业原水系统回用，浓水送至脱硫系统回用；

污水净化三联箱装置6将厂内污水收集并处理，获得的清液送至全热空预器13，然后通过浓缩循环泵14送至浓缩加热器15进行加热，加热至45℃左右，送回全热空预器13内并喷淋，加热、加湿全热空预器内的空气，同时蒸发水蒸汽实现浓缩；

通过鼓风机11向全热空预器13内鼓入环境空气，环境空气在全热空预器13内被45℃浓缩液加热、加湿到41℃左右，此时热湿空气排放控制阀一9关闭，热湿空气通过热湿空气排放控制阀二10排放至环境中；

全热空预器13产生的浓水，送至浓水干燥。

烟气余热回收机组2内，烟气温度从52℃降至42℃左右，会有大量水蒸汽凝结，从而使超细烟尘进行絮凝，降低烟尘排放；

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，其特征在于：包括烟囱（1），烟囱（1）通过烟气余热回收机组（2）连接有余热水泵（17）、浓缩加热器（15）和余热回用换热器（16），余热回用换热器（16）上连接有纳滤系统（3）和全热空预器（13），浓缩加热器（15）和全热空预器（13）之间上连接有污水净化三联箱装置（6），全热空预器（13）上连接有过热器（7）和鼓风机（11）。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，其特征在于：所述烟气余热回收机组（2）内设有第一喷淋单元（19）和第二喷淋单元（20）。

3.根据权利要求2所述的一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，其特征在于：所述余热回用换热器（16）与烟气余热回收机组（2）的底部和第二喷淋单元（20）连通，并形成循环回路，浓缩加热器（15）与余热回用换热器（16）连接，且浓缩加热器（15）与第一喷淋单元（19）连通，并形成循环回路。

4.根据权利要求3所述的一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，其特征在于：所述余热回用换热器（16）与烟气余热回收机组（2）之间设置有余热水泵（17）。

5.根据权利要求4所述的一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，其特征在于：所述浓缩加热器（15）上连接有纳滤系统（3）。

6.根据权利要求5所述的一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，其特征在于：所述浓缩加热器（15）通过浓缩循环泵（14）与全热空预器（13）连通。

7.根据权利要求6所述的一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，其特征在于：所述浓缩加热器（15）与全热空预器（13）内的喷淋单元连通。

8.根据权利要求7所述的一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，其特征在于：所述浓缩循环泵（14）与全热空预器（13）之间连接有污水净化三联箱装置（6）。

9.根据权利要求8所述的一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，其特征在于：所述全热空预器（13）上连接有鼓风机（11）。

10.根据权利要求9所述的一种燃煤锅炉节能环保一体化系统，其特征在于：所述全热空预器（13）通过热湿空气排放控制阀门一（9）连接有过热器（7），过热器（7）的上端连接有风机接口（5）。

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