CN218269134U - 超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，所述系统包括与垃圾焚烧炉顺次连接的余热锅炉、半干反应塔、干法喷射罐、活性炭喷射罐、布袋除尘器、SGH换热器、SCR反应器、一级GGH换热器、二级GGH换热器、冷凝式换热器和湿法脱硫塔。与现有技术相比，所述系统的优点在于：(1)本实用新型所述的显热和潜热深度利用系统通过在SCR反应器与湿法脱硫塔之间加设两级GGH换热器及冷凝式换热器，实现对烟气的显热和潜热深度利用，提高垃圾焚烧系统的热效率和电厂发电量，增加垃圾焚烧发电厂收益，起到节能减排增效的效果；(2)所述系统在对余热进行深度利用的过程中，可以冷凝烟气中的部分水分，从而达到一定的脱白效果。

Description

超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统

技术领域

本实用新型属于环境保护及资源利用技术领域，涉及生活垃圾焚烧处理后的烟气热量深度利用装置，具体为超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统。

背景技术

采用超低排放垃圾焚烧系统的排烟温度在130-140℃，因此垃圾焚烧发电系统的排烟热损失是惊人的。据统计，排烟温度每降低15℃即减少1％的排烟热损。另外，烟气中水蒸气的含量为22％～25％，其对应的水蒸气饱和温度为62-65℃，该部分水蒸气潜热回收潜力巨大。因此，如果能回收烟气中的余热，同时对烟气中所含有的水蒸气潜热回收利用，不仅可起到消白的作用，也可实现对低品位余热回收，降低企业能源成本，获得良好的社会、环保和经济效益。

目前主流的垃圾焚烧电厂超低排放工艺之一为半干法+干法+活性炭喷射+布袋除尘+SGH+SCR+GGH+湿法脱酸，该工艺中布袋除尘器后烟气温度约为140℃，烟气中水蒸气体积分数为22％左右，该体积分数所对应的水蒸汽饱和温度为62℃左右。为满足选择性催化还原反应所需的反应温度，布袋除尘器和SCR反应器间设置了SGH加热器，该装置可将SCR反应器烟气温度提升至190℃左右，烟气经SCR反应器后烟温在185℃左右。在进行湿法脱酸时，为防止烟气中水蒸气冷凝析出稀释反应液，湿法脱酸塔的塔内温度需控制在62℃左右，该工艺中利用GGH换热器在SCR出口烟气和湿法反应塔出口烟气间实现换热，由此将湿法反应塔出口烟气由62℃抬升到130℃，湿法反应塔入口烟气由180℃冷却至105℃。

针对该超低排放工艺，现有技术主要是利用烟气中的显热，如仅对烟气中的显热进行回收，余热回收量小，要想实现对烟气中潜热的利用就需要将烟气温度降至62℃以下，才会有冷凝水析出，释放烟气中水蒸气所含的潜热。为此有必要提出一种适合于现有垃圾焚烧电厂超低排放工艺的烟气余热深度利用的系统。

实用新型CN 210861162 U通过GGH和汽水换热器利用了烟气余热，但由于汽水换热器烟气出口温度为70-80℃温度，烟气温度未降至62℃以下，因此该装置仅利用了烟气的显热部分而未能利用烟气中的水蒸气凝结热。而垃圾焚烧电厂的主要需求是对烟气中的显热进行余热回收利用。

实用新型CN 208011737 U，其并不能很好的与采用超低排放工艺的垃圾焚烧电厂相结合，由于垃圾热值的提高，垃圾含水率的下降，目前采用超低排放工艺的布袋除尘器出口烟气水蒸气含量所对应的饱和温度为60-65℃，低于该现有技术68-72℃的露点温度，因此烟气中的水蒸气无法冷凝下来，导致烟气中水蒸气潜热回收效果较差，另外该现有技术仅能将一次风温加热至45℃，温升较小，一次风加热效果不够。

实用新型内容

解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，实现对超低排放工艺的垃圾焚烧电厂烟气中所含显热及水蒸气潜热高效回收利用，从而达到节能增效的效果，提高经济效益；鉴于此，本实用新型提供了超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统。

技术方案：超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，所述系统包括与垃圾焚烧炉顺次连接的余热锅炉、半干反应塔、干法喷射罐、活性炭喷射罐、布袋除尘器、SGH换热器、SCR反应器、一级GGH换热器、二级GGH换热器、冷凝式换热器和湿法脱硫塔；其中，一级GGH换热器壳程入口与SCR反应器连通，一级GGH换热器壳程出口与二级GGH换热器管程连通，一级GGH换热器管程入口通过管路与垃圾仓连接，一级GGH换热器管程出口通过管路与一二次风管路连接；二级GGH换热器壳程出口与冷凝式换热器壳程入口连通，二级GGH换热器管程入口通过管路与湿法脱硫塔连接，二级GGH换热器管程出口与烟囱连通，冷凝式换热器管程入口与凝汽器连通；余热锅炉通过管路与冷凝式换热器连通。

优选的，一级GGH换热器与垃圾焚烧炉之间设有两个支路，分别供一次风、二次风送入垃圾焚烧炉。

进一步的，一次风支路上设有一次风预热器。

进一步的，一次风预热器与垃圾焚烧炉之间设有一次风机。

优选的，二次风支路上设有二次风机。

优选的，余热锅炉与冷凝式换热器之间设有凝汽器。

优选的，余热锅炉与凝汽器之间设有汽轮机。

优选的，一级GGH换热器与二级GGH换热器为管壳式换热器。

优选的，冷凝式换热器为箱体结构，其换热管束沿重力方向布置，箱体内部及管束上设有疏水层，箱体下方依次设有集水斗和阀门。

其中，垃圾焚烧炉是指对生活垃圾进行焚烧处理的装置，产生的烟气热量可用于发电；一次风是指从炉排下部送入的空气，用于干燥燃料中的水分，并且参与燃烧反应；二次风是指从焚烧炉喉口附近送入的助燃空气，可促进充分燃烧，加强气流扰动；余热锅炉是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定温度的锅炉；半干反应塔是指利用半干法脱硫的反应器；GGH换热器是指气-气换热器可以实现气体与气体之间的换热；SCR反应器是指利用选择性催化还原法脱除烟气中NOx的装置；SGH换热器是指蒸汽加热器，即利用蒸汽将脱硫后的烟气加热至某温度的一类装置；布袋除尘器是指一种干式滤尘装置，它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤。

有益效果：(1)本实用新型所述的显热和潜热深度利用系统通过在SCR反应器与湿法脱硫塔之间加设两级GGH换热器及冷凝式换热器，实现对烟气的显热和潜热深度利用，提高垃圾焚烧系统的热效率和电厂发电量，增加垃圾焚烧发电厂收益，起到节能减排增效的效果；(2)所述系统在对余热进行深度利用的过程中，可以冷凝烟气中的部分水分，从而达到一定的脱白效果。

附图说明

图1是本实用新型所述超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统的结构示意图；

其中，1为垃圾焚烧炉，2为余热锅炉，3为半干反应塔，4为干法喷射罐，5为活性炭喷射罐，6为布袋除尘器，7为SGH换热器，8为SCR反应器，9为一级GGH换热器，10为二级GGH换热器，11为冷凝式换热器，12为湿法脱硫塔，13为汽轮机，14为凝汽器，15为烟囱，16为垃圾仓，17为一次风预热器，18为一次风机，19为二次风机。

图2为冷凝式换热器结构示意图。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，所述系统包括与垃圾焚烧炉1顺次连接的余热锅炉2、半干反应塔3、干法喷射罐4、活性炭喷射罐5、布袋除尘器6、SGH换热器7、SCR反应器8、一级GGH换热器9、二级GGH换热器10、冷凝式换热器11和湿法脱硫塔12；其中一级GGH换热器9壳程入口与SCR反应器连通，一级GGH换热器9壳程出口与二级GGH换热器10管程连通，一级GGH换热器9管程入口通过管路与垃圾仓16连接，一级GGH换热器9管程出口通过管路与一二次风管路连接；二级GGH换热器10壳程出口与冷凝式换热器11壳程入口连通，二级GGH换热器10管程入口通过管路与湿法脱硫塔连接，二级GGH换热器10管程出口与烟囱联通，冷凝式换热器11管程入口与凝汽器14连通；二级GGH换热器10外接有烟囱15。

一级GGH换热器9与垃圾焚烧炉1之间设有两个支路，分别供一次风、二次风送入垃圾焚烧炉1。

一次风支路上设有一次风预热器17。

一次风预热器17与垃圾焚烧炉1之间设有一次风机18。

二次风支路上设有二次风机19。

余热锅炉2与冷凝式换热器11之间设有凝汽器14。

余热锅炉2与凝汽器14之间设有汽轮机13。

冷凝式换热器11为箱体结构，其换热管束沿重力方向布置，箱体内部及管束上设有疏水层，箱体下方依次设有集水斗和阀门。

其中，两级GGH换热器均采用氟塑料PTFE材质。

所述超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统的工作原理在于：垃圾焚烧炉1产生的高温烟气经余热锅炉2回收利用后进入烟气净化系统，其中半干反应塔3、干法喷射罐4初步脱除烟气中的酸性气体，活性炭喷射罐5用来吸收烟气中的二恶英，布袋除尘器6用来捕集烟气中的烟尘，SGH换热器7用以将烟温提升至190℃左右，满足SCR反应器8所需的反应温度，烟气经SCR反应器8后烟温降为180-185℃。

为深度利用烟气中水蒸气潜热，在SCR反应器8出口后布置了两级GGH换热器，一级GGH换热器9中的烟气和从垃圾仓16抽取的一二次风进行换热，经过一级GGH换热器9的换热处理使得从垃圾仓16抽取的一二次风风温由25-30℃提升至90-95℃，而一级GGH换热器9内的烟温从180-185℃降至130-135℃，该级主要是利用烟气中的显热加热一二次风，其中二次风经二次风机19通过垃圾焚烧炉1喉口送入炉膛，一次风经一次风预热器17加热至140-150℃由一次风机18送入炉膛。

从一级GGH换热器9出口的烟气进入二级GGH换热器10，在二级GGH换热器10中，烟气和经过湿法脱硫塔12的烟气进行换热，二级GGH换热器10入口的130-135℃高温烟气降低至75-80℃从而为利用水蒸气潜热创造条件，而湿法脱硫塔12出口烟气由57-62℃提升至105-110℃，随后进入烟囱15排出。

一级GGH换热器9出口烟温为130-135℃的高温烟气经换热后降低至75-80℃进入冷凝式换热器11与凝汽器14出口的凝结水进行换热，在该级换热器中，烟气被凝汽器凝结水降温至57-62℃，由于该温度低于烟气中水蒸气含量所对应的饱和温度，因此烟气中的部分水蒸气冷凝析出，释放出凝结潜热，烟气中水蒸气体积分数由25-22％降至22-19％，凝汽器14凝结水由此从25-35℃被加热至55-58℃。

经冷凝式换热器11后，烟气进湿法脱硫塔12进行脱硫，湿法脱硫塔12塔内温度维持与烟气一致，湿法脱硫塔12出口烟温为57-62℃。

Claims (10)

1.超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，其特征在于，所述系统包括与垃圾焚烧炉(1)顺次连接的余热锅炉(2)、半干反应塔(3)、干法喷射罐(4)、活性炭喷射罐(5)、布袋除尘器(6)、SGH换热器(7)、SCR反应器(8)、一级GGH换热器(9)、二级GGH换热器(10)、冷凝式换热器(11)和湿法脱硫塔(12)；其中，一级GGH换热器(9)壳程入口与SCR反应器(8)连通，一级GGH换热器(9)壳程出口与二级GGH换热器(10)管程连通，一级GGH换热器(9)管程入口通过管路与垃圾仓(16)连接，一级GGH换热器(9)管程出口通过管路与一二次风管道连接；二级GGH换热器(10)壳程出口与冷凝式换热器(11)壳程入口连通，二级GGH换热器(10)管程入口通过管路与湿法脱硫塔(12)连接，二级GGH换热器(10)管程出口与烟囱连通，冷凝式换热器(11)管程入口与凝汽器(14)连通；余热锅炉(2)通过管路与冷凝式换热器(11)连通。

2.根据权利要求1所述的超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，其特征在于，SGH换热器(7)连接于布袋除尘器(6)后，所述SGH换热器(7)用于加热经布袋除尘器(6)处理的烟气。

3.根据权利要求1所述的超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，其特征在于，所述一级GGH换热器(9)连接于SGH换热器(7)之后，用于加热自垃圾仓(16)抽取的一二次风，一级GGH换热器(9)与垃圾焚烧炉(1)之间设有两个支路，分别供一次风、二次风送入垃圾焚烧炉(1)。

4.根据权利要求3所述的超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，其特征在于，一次风支路上设有一次风预热器(17)。

5.根据权利要求4所述的超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，其特征在于，一次风预热器(17)与垃圾焚烧炉(1)之间设有一次风机(18)。

6.根据权利要求3所述的超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，其特征在于，二次风支路上设有二次风机(19)。

7.根据权利要求1所述的超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，其特征在于，二级GGH换热器(10)位于一级GGH换热器(9)之后，利用一级GGH换热器(9)出口的高温烟气加热湿法脱硫塔(12)出口的低温烟气。

8.根据权利要求1所述的超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，其特征在于，余热锅炉(2)与冷凝式换热器(11)之间设有凝汽器(14)，余热锅炉(2)与凝汽器(14)之间设有汽轮机(13)。

9.根据权利要求1所述的超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，其特征在于冷凝式换热器(11)位于二级GGH换热器(10)之后，利用二级GGH换热器(10)加热凝汽器(14)产生的冷凝水，提高冷凝水温度。

10.根据权利要求1所述的超低排放垃圾焚烧电厂烟气的显热和潜热深度利用系统，其特征在于，冷凝式换热器(11)为箱体结构，其换热管束沿重力方向布置，箱体内部及管束上设有疏水层，箱体下方依次设有集水斗和阀门。

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