CN109708134A - 一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置。本发明包括取气接口、烟道隔离阀、测试孔、烟气转接口、烟气冷凝器、冷凝水回收罐、气液分离器、引风机、烟囱、循环冷却液泵、循环冷却液罐、热泵。本发明抽取电厂湿法脱硫***后烟道中的部分烟气，进行脱硫烟气中水分回收的中试，获得冷却冷凝法高效回收烟气中的水分并利用烟气余热、脱除烟气中细微颗粒物的关键参数和影响因素。本发明克服了实验室小型实验台的局限性，在不影响电厂机组运行的前提下，开展可全方位调控的试验工作。中试结果可以为冷却冷凝技术回收烟气中水分的工程应用提供可靠的实践基础和设计参数。

Description

一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置

技术领域

本发明属于节能减排技术领域，涉及一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置。

背景技术

燃煤锅炉尾部烟气中含有大量水分，在脱硫出口约50℃烟温条件下接近甚至已达到饱和状态，再者烟气进入脱硫塔被脱硫浆液混合冷却时也会导致脱硫浆液水分蒸发，因此我国绝大多数燃煤电厂脱硫***出口烟气中的水处于饱和甚至过饱和状态。如果能将电厂烟气中水分回收并进行资源化利用，对于缺水地区建设燃煤机组或者沿海地区火电机组降低用水成本、减少对海水淡化的依赖具有重要的经济意义。

针对电厂烟气中水分回收，目前有所研究的主要有冷却冷凝、液体吸收和膜分离三种技术，不过均尚无成熟的工程应用案例。其中针对燃煤烟气流量大、含尘高的特点，冷却冷凝技术相对具有更好的工程适应性。采用冷却冷凝主要有以下几个尚需解决的问题：(1)在具体工程换热器结构下，由于其对冷凝水的分离效果不同，具体冷凝换热系数难以确定；(2)冷凝雾滴的粒径超细，通过换热器后的超细雾滴的有效分离技术；(3)为提升烟气水分回收的总体效益，可综合考虑冷凝过程对烟气中固体与气溶胶等微颗粒的脱除、低温余热的综合利用，但这些技术尚待深入研究。

发明内容

为了解决背景技术中涉及的冷却冷凝技术回收烟气中水分的问题，本发明提供了一种电厂烟气中水分回收、余热利用和烟气净化联合的中试***，布置于电厂脱硫***出口平台，从电厂湿法脱硫***后的烟道中抽取一定量(5000Nm³/h)的烟气，用烟气冷凝器使烟气降温冷凝，用热泵回收循环水中超低品位的热能，用高效气液分离器实现烟气中水分的高效分离回收。作为中试***，为实现灵活的研究需求，冷却冷凝、热能回收、高效气液分离等设备核心部分可自由组合与更换，且可进行各过程间与过程中多阶段灵活测试。

本发明采用的技术方案是，一种电厂烟气中水分回收、余热利用和烟气净化联合的中试***，上述***包括取气接口、烟道隔离阀、测试孔、烟气转接口、烟气冷凝器、冷凝水回收罐、气液分离器、引风机、烟囱、循环冷却液泵、循环冷却液罐、热泵。

所述的取气接口，用于抽取烟道中的烟气，安装于电厂脱硫***后的烟道中，临时替换已有的人孔门，减少烟道改造工作量。

所述的烟道隔离阀，用于非中试试验期间隔离烟气，防止漏风。

所述的测试孔，用于采样测试。

所述的烟气转接口，用于中试***烟道口径的转换。

所述的烟气冷凝器，用于烟气的降温冷凝，采用多级串联式模块化设计，可根据中试需求选择模块的数量，本发明设计数量为六级。各烟气冷凝器模块外形结构和接口保持一致，内部换热管结构、材料等可根据研究需要自由设计。烟气冷凝器模块的冷却液管路，由于温度较低，为了试验便利，可采用硅胶管等软管直接对接。烟气冷凝器下部布置有出水口，用于冷凝水排出。

所述的冷凝水回收罐，用于收集各阶段冷凝下来的冷凝水。

所述气液分离器，用于分离烟气冷凝后尚未被冷凝器除下的烟气中的微细雾滴，气液分离器采用两级串联式模块化设计，气液分离器内部的分离组件可自由更换，用于研究不同形式的分离技术和结构。

所述的引风机，采用变频风机，用于抽取锅炉烟道中的烟气，由控制***自动控制试验所需的稳定的烟气流量。

所述的烟囱，用于测试脱水后烟气排放的冒白烟情况。

所述的循环冷却液泵和循环冷却液罐，用于提供烟气冷凝器的冷却液。冷却液可选择水或低沸点的冷却介质，用于研究不同冷却介质的性能。

所述的热泵为低品位余热利用设备，热泵进口与烟气冷凝器换热管出水口相连，出口与循环冷却液罐进口相连。

本发明的有益效果是：

为了研究电厂烟气中水分回收、余热利用和烟气净化***，并为***设计提供具体的设计依据，本发明提供了一种电厂烟气中水分回收、余热利用和烟气净化联合的中试***。本发明采用多级模块化的烟气冷凝器和两级模块化、内芯可替换的气液分离器，具有可灵活调节控制的优点，可以在不影响电厂机组运行的前提下，开展可全方位调控的更符合实际应用的中试试验工作。中试结果可以为冷却冷凝技术高效回收烟气中水分的工程应用提供可靠的实践基础和设计参数，避免该技术在未成熟的情况下直接应用对实际产生不必要的不利影响，并为同时进行脱除烟气中微细颗粒物和回收低品位热能提供灵活的研究平台。

本发明克服了实验室小型实验台的局限性，在不影响电厂机组运行的前提下，开展可全方位调控的试验工作。中试结果可以为冷却冷凝技术回收烟气中水分的工程应用提供可靠的实践基础和设计参数。

附图说明

图1为中试装置示意图。

图中，1、取气接口；2、烟道隔离阀；3、测试孔；4、烟气转接口；5、烟气冷凝器；6、冷凝水回收罐；7、气液分离器；8、引风机；9、烟囱；10、循环冷却液泵；11、循环冷却液罐；12、热泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述。

请参见附图，一种电厂烟气中水分回收、余热利用和烟气净化联合的中试***，***包括取气接口1、烟道隔离阀2、测试孔3、烟气转接口4、烟气冷凝器5、冷凝水回收罐6、气液分离器7、引风机8、烟囱9、循环冷却液泵10、循环冷却液罐11、热泵12。

所述的取气接口1安装于电厂脱硫***后的烟道中，用于抽取烟道中的烟气。

所述的烟道隔离阀2，布置在取气接口1后，用于非中试试验期间隔离烟气，防止锅炉烟道漏风。

所述的测试孔3，安装在烟道上需要进行采样测试的节点，用于采样测试。

所述的烟气转接口4，用于中试***烟道口径的转换。

所述的烟气冷凝器5，用于烟气的降温冷凝，采用多级串联式模块化设计，可根据中试需求选择模块的数量，本发明设计数量为六级。各烟气冷凝器5模块外形结构和接口保持一致，内部换热管结构、材料等可根据研究需要自由设计。烟气冷凝器5模块的冷却液管路，由于温度较低，为了试验便利，可采用硅胶管等软管直接对接。烟气冷凝器5下部布置有出水口，用于冷凝水排出。

所述的冷凝水回收罐6，用于收集各阶段冷凝下来的冷凝水。

所述气液分离器7，用于分离烟气冷凝后尚未被冷凝器除下的烟气中的微细雾滴，气液分离器7采用两级串联式模块化设计，气液分离器7内部的分离组件可自由更换，用于研究不同形式的分离技术和结构。

所述的引风机8，采用变频风机，用于抽取锅炉烟道中的烟气，由控制***自动控制试验所需的稳定的烟气流量。

所述的烟囱9，用于测试脱水后烟气排放的冒白烟情况。

所述的循环冷却液泵10和循环冷却液罐11，用于提供烟气冷凝器5的冷却液。冷却液可选择水或低沸点的冷却介质，用于研究不同冷却介质的性能。

所述的热泵12，为低品位余热利用设备，热泵进口与烟气冷凝器5换热管出水口相连，出口与循环冷却液罐11进口相连。

Claims (3)

1.一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置，其特征在于包括取气接口、烟道隔离阀、测试孔、烟气转接口、烟气冷凝器、冷凝水回收罐、气液分离器、引风机、烟囱、循环冷却液泵、循环冷却液罐、热泵；

该装置布置在电厂脱硫***出口平台，从电厂湿法脱硫***后的烟道中抽取烟气，用烟气冷凝器使烟气降温冷凝，用热泵回收循环水中超低品位的热能，用高效气液分离器实现烟气中水分的高效分离回收。

2.根据权利要求1所述的一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置，其特征在于所述的取气接口，用于抽取烟道中的烟气，安装于电厂脱硫***后的烟道中，临时替换已有的人孔门，减少烟道改造工作量；

所述的烟道隔离阀，用于非中试试验期间隔离烟气，防止漏风；

所述的测试孔，用于采样测试；

所述的烟气转接口，用于中试***烟道口径的转换；

所述的烟气冷凝器，用于烟气的降温冷凝，采用多级串联式模块化形式，根据中试需求选择模块的数量；

所述的冷凝水回收罐，用于收集各阶段冷凝下来的冷凝水；

所述气液分离器，用于分离烟气冷凝后尚未被冷凝器除下的烟气中的微细雾滴，气液分离器采用两级串联式模块化形式，气液分离器内部的分离组件可自由更换；

所述的引风机，采用变频风机，用于抽取锅炉烟道中的烟气，由控制***自动控制试验所需的稳定的烟气流量；

所述的烟囱，用于测试脱水后烟气排放的冒白烟情况；

所述的循环冷却液泵和循环冷却液罐，用于提供烟气冷凝器的冷却液；冷却液可选择水或低沸点的冷却介质；

所述的热泵为低品位余热利用设备，热泵进口与烟气冷凝器换热管出水口相连，出口与循环冷却液罐进口相连。

3.根据权利要求1所述的一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置，其特征在于烟气冷凝器模块设计数量为六级；各烟气冷凝器模块外形结构和接口保持一致，烟气冷凝器模块的冷却液管路采用硅胶管等软管直接对接；烟气冷凝器下部布置有出水口，用于冷凝水排出。