CN202927864U - 脱硫烟气除湿的余热利用*** - Google Patents
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Abstract
本专利涉及一种脱硫烟气除湿装置。目的是：从根本上解决湿烟囱问题，而且可以回收烟气中的一部分能量，用以加热冷却水，获得热量后的冷却水提供给生产工艺使用，同时从烟气中析出的水分可以收集起来，返回脱硫塔循环使用，未达目的：脱硫烟气除湿装置包括：锅炉、脱硫塔、烟囱、凝汽器、冷却塔、锅炉；脱硫塔、烟囱通过管路连接；在引风机的作用下烟气从锅炉的炉膛尾部排出，通过烟气管路进入脱硫塔脱硫后，进入烟囱并排出烟囱之外；在脱硫塔的脱硫烟气出口处接气/水换热器，脱硫塔的烟气出口接于气/水换热器的烟气入口，气/水换热器的烟气出口接于烟囱的进烟口；气/水换热器进水口接外部冷水，气/水换热器的出水口接热水罐或需要热水的应用场所。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种脱硫烟气除湿装置，特别涉及了出脱硫塔之后的净烟气再除湿的余热利用***。
背景技术
随着2011版《火电厂大气污染物排放标准》的发布，已建机组在原有基础上都加装烟气脱硫装置，目前，国内300MW及以上大型机组大多采用石灰石－石膏法烟气脱硫技术，氨法脱硫也开始在工业锅炉上应用并逐渐向发电锅炉扩展。不管是石灰石－石膏法烟气脱硫还是氨法烟气脱硫，它们都属于湿法烟气脱硫。在这些烟气脱硫装置中，有相当一部分机组不设置烟气加热器，这就产生了所谓“湿烟囱”防腐处理及其他相关问题。
1. 湿烟囱防腐处理的问题。烟气经过脱硫后，虽然烟气中的二氧化硫的含量大大减少，但经湿法脱硫，烟气湿度增加、温度降低，烟气极易在烟囱内壁结露，烟气中残余的三氧化硫溶解后，形成腐蚀性很强的稀硫酸溶液，腐蚀烟囱内壁。
2. 污染物扩散范围缩小，影响周围环境；
3. 烟气抬升高度降低、可见度减少；
4. 湿烟囟排放的低温烟气抬升小，垂直扩散速度低，出现烟流下洗的可能性更大；
5. 烟囱“降雨”，其起因是烟气夹带的液滴，这种降雨通常发生在烟囱下风侧几百米内。
6. 脱硫塔周边设备腐蚀；
为解决上述湿法脱硫带来的湿烟囱及相关问题，人们想了很多的办法，普遍采用的方法是加热法，提高烟气温度，降低排烟的相对湿度。加热法可以有下面几种方式：1.增加GGH或IGGH，也就是通过换热设备，利用脱硫塔上游的烟气能量给脱硫塔出口净烟气加热，一般可以将脱硫净烟气加热到70-80℃。而为了防止烟流下洗，烟囱出口处流速不宜低于该高度处风速的1.5倍，一般宜在20－30 m/s，排烟温度在100℃以上；2 增加烟气加热器，利用蒸汽给净烟气加热也是 一种解决方法，但十分不经济；3 采用锅炉二次风加热净烟气。另外德国也有将烟气直接排入双曲线冷却塔的水雾中，经冷却塔水洗后随冷却塔空气排入环境中去。
在大多数情况下，湿烟囱方案具有最低的投资、运行和维护费用，基于经济方面的考虑以及没有明确的规定，我国新设计的FGD大多选择湿烟囱运行，但是，湿烟囱运行而产生的问题并没有得到根本解决，随着环保方面的逐渐趋严，烟气扩散和烟羽的不透明度等其他因素有可能压倒经济方面的考虑。为此我们提出一个新的思路，可以解决湿烟囱运行的诸多问题。
发明内容：
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种脱硫烟气除湿的余热利用***，在不额外增加能源消耗的前提下，从根本上解决湿烟囱问题，而且可以回收烟气中的一部分能量，用以加热冷却水，获得热量后的冷却水再提供给生产工艺使用，同时从烟气中析出的水分还可以收集起来，返回脱硫塔循环使用。
为完成上述实用新型发明任务，本实用新型是这样实现的：一种脱硫烟气除湿的余热利用***，它包括锅炉、脱硫塔、烟囱、凝汽器、冷却塔；所述的锅炉、脱硫塔、烟囱通过管路连接；在引风机的作用下，烟气从锅炉的炉膛尾部排出，通过烟气管路进入脱硫塔脱硫后，进入烟囱并排出烟囱之外；其特征在于：在脱硫塔的脱硫烟气出口处接气/水换热器，所述的脱硫塔的烟气出口接于气/水换热器的烟气入口，气/水换热器的烟气出口接于烟囱的进烟口；气/水换热器进水口接外部冷水，气/水换热器的出水口接热水罐或需要热水的应用场所。所述的气/水换热器可以是间壁式换热器，也可以是直接接触式换热器。本专利与以往设计不同的是，以往设计把思路放到脱硫塔之前，用换热器回收进入脱硫塔的烟气余热，用来给脱硫后的净烟气加热。因为在脱硫之前，其烟气的温度很高，可以达到140℃以上。烟气进入脱硫塔后，经过喷淋洗涤等一系列的工艺过程，从脱硫塔中出来的烟温大幅降低，一般在50℃左右。湿法脱硫可以看成是一个等焓加湿过程，脱硫后的净烟气为饱和湿烟气，含水量很大，这时如果直接排出，烟囱上会有白色烟雾出现，其实，那不是粉尘，而是烟气内的水蒸汽遇到冷空气后形成的水雾；这样排放后问题很多，我们在技术背景中已经介绍。本专利采用的方法是，对脱硫后的饱和湿烟气采用冷却除湿处理，用气/水换热器将进入烟 囱之前的净烟气进行冷却，因温度降低，烟气内的水分会大量析出，这样可以获得很多好处，一，回收了净烟气中的余热，将进入换热器的冷却水进行加热，为生产工艺提供热水；二，减少了烟气的含湿量，一方面可以降低由于烟气中的水分而导致的湿烟囱问题，另一方面还可以减少排烟的引风机功率的消耗，这是因为由于水分的析出会导致排烟量相应减少，同时烟气温度降低，排烟体积流量也会降低；三，烟气中析出的冷凝水还可以收集起来返回脱硫塔循环使用。
对上述***作进一步的限定，所述的气/水换热器可以一台单独使用，也可以用多台并联或串联使用或并联、串联组合使用，如何配置视具体情况而定。所述的气/水换热器可以为两流体换热器，这时换热器内只有一种冷却流体，也可以为多流体换热器，换热器内流有两种或两种以上相互独立的冷却流体，如何应用视具体情况而定。所述的气/水换热器设有冷凝水回收装置，回收的冷凝水回脱硫塔循环使用。所述的汽轮机凝汽器冷却水出口管路上接一分支管路，所述的气/水换热器的冷却管路的进口接该分支管路，气/水换热器的出水口接热水罐或需要热水的应用场所，从水厂来清水作为补充水进入凝汽器冷却塔。所述的汽轮机凝汽器冷却水出口管路上接一分支管路，所述的气/水换热器的冷却管路的进口接该分支管路，气/水换热器的出水口接冷却塔进水管路或直接进入冷却塔。所述的气/水换热器的冷却管路的进口接清水厂或除盐水厂取水管路，气/水换热器的出水口接清水厂或除盐水厂进水管路，这样待处理的来水先通过换热器冷却烟气同时自身被加热后再进入水厂进行处理。所述的气/水换热器的冷却管路的进口接汽轮机凝汽器冷凝水，气/水换热器的出水口接锅炉热力循环回热管路，这样蒸汽冷凝水先通过换热器冷却烟气，同时自身被加热后再进入锅炉热力循环回热管路中。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为脱硫烟气先冷却除湿然后加热的结构示意图。
具体实施方式
为了更进一步的说明本实用新型的特点和优点，下面结合本实用新型的附图，作更深一步的描述。
如图所示，一种脱硫烟气除湿的余热利用***，它包括锅炉、脱硫塔、烟 囱、凝气器、冷却塔；所述的锅炉、脱硫塔、烟囱通过管路连接；在引风机2的作用下，烟气从锅炉的炉膛尾部1排出，通过烟气管路流经脱硫塔3脱硫，经除雾器4去水后，进入烟囱并排出烟囱之外；在脱硫塔的脱硫烟气出口处安装气/水换热器5，所述的脱硫塔的脱硫烟气出口接于气/水换热器的烟气入口，气/水换热器的烟气出口接于烟囱8的进烟口；气/水换热器进水口6接外部冷水，气/水换热器出水口7接于热水应用场所。所述的气/水换热器可以一台单独使用，也可以用多台并联或串联使用或并联、串联组合使用，所述的气/水换热器可以为两流体换热器，这时换热器内只有一种冷却流体，也可以为多流体换热器，换热器内流有两种或两种以上相互独立的冷却流体，视具体情况而定。上述的冷却水也可以是来自不同的地方，不同用途的冷水，如水厂来清水，锅炉补给水、等等，气/水换热器的出水口接热水罐或需要热水的应用场所。所述的气/水换热器设有凝结水回收装置，回收的冷凝水返回脱硫塔循环使用；被换热后的烟气可以通过一个烟气加热器9，最后送到烟囱8，该烟气加热器也是一个换热器，其利用的是进入脱硫塔之前的热烟气完成的。
工业企业的自备热电厂，特别是用水量较大的制浆造纸企业或印染企业，其服务的工业企业除了需要电力和蒸汽外，一般还需消耗大量热水，而这些热水往往都是用蒸汽加热而得，也有用余热回收装置回收余热来给水加热的，如制浆造纸企业，就需要消耗大量热水，这些热水有用蒸汽加热的，也有回收汽罩排风余热加热的，采用蒸汽加热，会消耗大量宝贵的蒸汽，回收汽罩排风余热，也需要投资庞大的余热回装置，同时还得消耗大量运行成本。若采用本技术方案，将清水先通过所述的气/水换热器， 给烟气降温除湿，同时自身获得温度提升，再进入纸厂供工艺***使用，一举多得。由于制浆造纸企业热水需求量巨大，其完全能独立完成烟气降温除湿任务，在这种情况下，经济效益十分显著。本实用新型专利除在制浆造纸业的应用外，其它如印染、化工、自备热电厂等行业也完全适用。下面我们以我国长三角地区某造纸厂为例进行说明：
该纸厂纸机产能约240吨/小时，年产量约160万吨，吨纸热水消耗量为5.5吨，需消耗低压蒸汽约450吨/小时，配两台400吨循环流化床锅炉和两台100MW汽轮发电机为电厂提供蒸汽和电力。锅炉每小时燃煤消耗量为96吨，燃煤含硫量0.6%，含水量15%，脱硫前，锅炉的排烟总量为816.4吨/小时，烟气温度140℃， 含湿量60.7g/kg干烟气。经脱硫塔湿法脱硫后，烟气温度下降为50℃，含湿量增加为86.2g/kg干烟气，总烟气量为860吨/小时。采用所述降温除湿技术后，烟气温度下降为32℃，含湿量相应减少为30.6 g/kg干烟气，每小时从烟气中回收的冷凝水量为43.9吨。同时，还可以将1370吨/小时的冷水从17℃加热到40℃，回收的余热相当于每小时可以节约压力为7bar的低压蒸汽55.4吨。考虑到烟气经过降温除湿后，烟气质量减少，体积变小，因此还可以减少排烟风机电力消耗约120kW。除了显著改善湿烟囱带来的一系列问题外，经济效益也十分显著，按蒸汽价格40元/吨，水2元/吨，电0.62元/度计算，每年经济效益高达2000万元以上。
Claims (9)
1.一种脱硫烟气除湿的余热利用***，它包括锅炉、脱硫塔、烟囱、凝汽器、冷却塔；所述的锅炉、脱硫塔、烟囱通过烟气管路连接；在引风机的作用下，烟气从锅炉的炉膛尾部排出，通过烟气管路流经脱硫塔脱硫后，进入烟囱并排出烟囱之外；其特征在于：在脱硫塔的脱硫烟气出口处安装气/水换热器，所述的脱硫塔的脱硫烟气出口接于气/水换热器的烟气入口，气/水换热器的烟气出口接于烟囱的进烟口；气/水换热器进水口接外部冷水，出水口接热水储罐或需要热水的应用场所。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫烟气除湿的余热利用***，其特征在于：所述的气/水换热器可以是间壁式换热器，也可以是直接接触式换热器。
3.根据权利要求1所述的一种脱硫烟气除湿的余热利用***，其特征在于：所述的气/水换热器可以一台，也可以用多台并联或串联或并联、串联组合。
4.根据权利要求1所述的一种脱硫烟气除湿的余热利用***，其特征在于：所述的气/水换热器可以为两流体换热器，也可以为多流体换热器，换热器内流有两种或两种以上相互独立的冷却流体。
5.根据权利要求1所述的一种脱硫烟气除湿的余热利用***，其特征在于：所述的气/水换热器设有冷凝水回收装置，回收的冷凝水回脱硫塔循环使用。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种脱硫烟气除湿的余热利用***，其特征在于：所述的汽轮机凝汽器冷却水出口管路上接一分支管路，所述的气/水换热器的冷却管路的进口接该分支管路，气/水换热器的出水口接热水罐或需要热水的应用场所，从水厂来清水作为补充水进入凝汽器冷却塔。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种脱硫烟气除湿的余热利用***，其特征在于：所述的汽轮机凝汽器冷却水出口管路上接一分支管路，所述的气/水换热器的冷却管路的进口接该分支管路，气/水换热器的出水口接冷却塔进水管路或直接进入冷却塔。
8.根据权利要求2或3所述的一种脱硫烟气除湿的余热利用***，其特征在于：所述的气/水换热器的冷却管路的进口接清水厂或除盐水厂取水管路，气/水换热器的出水口接清水厂或除盐水厂进水管路。
9.根据权利要求2或3所述的一种脱硫烟气除湿的余热利用***，其特征在于：所述的气/水换热器的冷却管路的进口接汽轮机凝汽器冷凝水，气/水换热器的出水口接锅炉热力循环回热管路。
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