CN206810050U - 一种湿法脱硫的烟气消白*** - Google Patents

一种湿法脱硫的烟气消白*** Download PDF

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Abstract

一种湿法脱硫的烟气消白***，涉及烟气脱硫以及烟气消白烟工艺***及方法，包括烟气降温换热器、配备浆液冷却器的脱硫塔、烟气升温换热器及热媒水循环***；在烟气降温换热器中，热媒水回收烟气的余热并降低烟气温度，烟气降温后可提高除尘与脱硫效率；在浆液冷却器中，脱硫浆液被冷却降温，降温后的浆液用于烟气的湿除、脱硫；在烟气升温换热器中，回收了烟气余热的热媒水对脱硫后烟气进行升温加热，增加过热度；本实用新型提高脱硫效率的同时消除了烟气白烟，并降低了整个脱硫工艺***的投资。

Description

一种湿法脱硫的烟气消白***
技术领域
本实用新型涉及烟气脱硫应用领域，尤其涉及一种湿法脱硫的烟气消白***。
背景技术
随着国家环境保护部颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13226-2011)的实施，要求燃煤锅炉烟尘排放标准达到30mg/Nm3，SO2含量按新建与现有电厂区分控制在100mg/m3、200mg/m3，今后重点地区烟尘与SO2排放量控制在20mg/m3、50mg/m3。越来越严格的大气污染物排放标准，迫使燃煤电厂及其他燃煤锅炉企业需要对烟气排放***进行改造，以满足超净排放要求。
燃煤锅炉以煤炭作为能源，在生产过程中产生大量粉尘、二氧化硫、三氧化硫及氮氧化物，目前，燃煤锅炉普遍采用石灰石-石膏湿法技术进行烟气脱硫处理。
然而，采用石灰石-石膏湿法技术脱硫后的烟气仍存在以下问题：
(1)脱硫后，烟气中仍含有一定量的二氧化硫、三氧化硫，与析出的冷凝水形成硫酸和亚硫酸，对烟道与烟囱产生腐蚀。
(2)脱硫烟气出***湿量大，夹带石膏颗粒，排放过程中，烟气温度降低，烟气中的水析出，在烟囱周边形成“石膏雨”、“白雾”等现象，造成不必要的经济损失和环境问题。
近年来，为了解决上述问题，在脱硫塔与烟囱之间烟气升温换热器，通过提升烟气温度来解决烟气中水气凝结产生的腐蚀与“石膏雨”问题，但效果都不太好，主要是因为：
(1)实际含硫排放物总量没有降低，对环境的污染没有改观；
(2)烟气携带的石膏固体颗粒，造成烟气升温换热器堵塞；
(3)为避免烟气中水气凝结，需要大幅提升烟气温度，造成烟气升温换热器热负荷巨大；
(4)烟气升温换热器体积庞大，而现有装置空间有限，改造成本高。
实用新型内容
在脱硫过程中，浆液温度对脱硫效率有较大影响，浆液温度越低，二氧化硫在浆液中的溶解度越大，总传质系数也越大，即脱硫效率越高。降低脱硫浆液的温度，可以有效降低脱硫出口烟气温度，减少脱硫浆液的喷淋量，进一步减少烟气含湿量和夹带的石膏固体颗粒。同时，由于烟气含湿量降低，烟气升温换热器的热负荷大幅降低，可以大幅减小设备体积，控制改造成本。
与此同时，借助热媒，在烟气降温换热器中利用脱硫前的烟气加热热媒，在烟气升温换热器再中利用热媒加热脱硫后的烟气，实现热能循环利用。
基于上述原理，本实用新型采用降低脱硫浆液温度联合烟气-热媒循环换热的方式，一方面通过脱硫效率提升来减少脱硫后烟气中二氧化硫含量，通过降低脱硫浆液耗量减少烟气中浆液夹带量，通过降低烟气温度降低脱硫后烟气的含湿量，利用脱硫前烟气的热能加热脱硫后的烟气，避免烟气中水气的析出，进而实现在超净排放的基础上消除“白雾”、“石膏雨”等问题，并减少烟气升温换热器热负荷，减小换热器体积与改造成本。同时，本实用新型利用直通道烟气换热器与直通道脱硫浆液换热器进一步降低换热器体积，提升***的整体可靠性与经济性。
综上，本实用新型具有如下创新性：
1)通过降低脱硫浆液温度，提升脱硫效率；
2)通过降低脱硫后烟气温度，降低脱硫后烟气含湿量；
3)脱硫效率提高，脱硫浆液的耗量下降；
4)降低脱硫后烟气石膏颗粒夹带量；
5)利用脱硫前烟气热量提升脱硫后烟气温度；
6)烟气升温换热器热负荷小，体积小，改造成本低。
本实用新型是通过以下技术方案予以实现：
一种湿法脱硫的烟气消白***，其特征在于，包括烟气依次通过的烟气降温换热器、脱硫塔、烟气升温换热器及烟囱，其中，
所述烟气降温换热器与烟气升温换热器之间设有热媒水循环回路，所述烟气降温换热器的冷源媒介通道通过热媒水，烟气降温换热器的热源媒介通道通过烟气；烟气升温换热器的热源媒介通道通过热媒水，烟气升温换热器的冷源媒介通道通过脱硫塔排出的烟气，烟气升温换热器排出的烟气通入烟囱并排出；
所述脱硫塔包括烟气入口，烟气出口，设于底部的浆液储存池及设于上部的多层浆液喷淋装置，所述烟气入口设于浆液储存池及多层浆液喷淋装置之间，通过烟气降温换热器的烟气从烟气入口进入脱硫塔，烟气出口设于多层浆液喷淋装置上方，所述浆液储存池侧壁与多层浆液喷淋装置之间设有多条浆液喷淋管路，多条浆液喷淋管路的入口设置在浆液储存池底部，多条浆液喷淋管路的出口沿脱硫塔依次向上排列，其中对应出口在最上端的浆液喷淋管路上设有浆液换热器，浆液换热器的冷源媒介通道通过冷媒介，对通入浆液换热器的热源媒介通的浆液喷淋管路中的浆液降温。
所述热媒水循环回路在烟气升温换热器前端设有为热媒水补热的加热器。
所述热媒水循环回路在烟气降温换热器后端设有为热媒水降温的取热器。
所述热媒水循环回路中设有循环泵及定压补水***。
所述浆液换热器、烟气降温换热器、烟气升温换热器均为直通道板式结构换热器，所述直通道板式结构换热器的传热元件为波纹板片，所述波纹板片的浆液侧波纹深度小于浆液侧板间流道。
一种湿法脱硫的烟气消白方法，包括以下步骤：
(1)将烟气通入烟气降温换热器，烟气降温换热器为热媒水加热，同时为烟气降温；
(2)将步骤(1)中降温后的烟气通入脱硫塔中，脱硫塔中的脱硫浆液换热器将脱硫浆液冷却，冷却后的脱硫浆液与降温后的烟气进行接触反应，实现烟气的低温脱硫与除湿过程；
(3)将步骤(2)中脱硫与除湿后的烟气通入烟气升温换热器，烟气升温换热器利用步骤(1)中的升温后的热媒水为烟气升温，实现烟气消白，并将升温后后烟气通过烟囱排出，换热后的热媒水温度降低，将其导入烟气降温换热器中为烟气降温；
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过增设浆液换热器，降低浆液温度提高脱硫效率，增设低温段烟气换热器、烟气降温换热器，提高排烟温度，实现如下有益效果：
1)浆液温度越低，烟气脱硫效果越好，因此，降低脱硫浆液温度可以大幅提升其脱硫效率；
2)降低浆液温度，可以减少烟气携带的饱和蒸汽与液态水含量；
3)减少烟气中的石膏颗粒含量，降低烟气换热器堵塞的风险；
4)烟气中减少的水汽夹带凝结后沉降至脱硫塔下部的浆液池，一方面减少了脱硫浆液的水消耗量，另一方面对烟气中的粉尘起到洗涤净化作用，有效降低了排烟中的粉尘含量。
5)降低烟气含湿量、石膏颗粒及粉尘，从根本上消除“石膏雨”；
6)烟气升温换热器提升较小的温度就能满足环保要求，相应烟气降温换热器热负荷也降低，减小占地面积，降低成本。
7)脱硫前烟气的热量通过烟气降温换热器进行了回收并通过烟气升温换热器用于加热脱硫后烟气，实现烟气余热的有效回收再利用，节能又环保。
8)采用直通道板式结构浆液换热器和烟气换热器，在保证传热的前提下能有效防止浆液与烟气在换热器内发生堵塞。
附图说明
图1是本实用新型的连接结构示意图。
图2、图3、图4分别是本实用新型的三种优选实施例的连接结构示意图。
图中：1.浆液储存池，2.浆液喷淋装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，本实用新型包括烟气依次通过的烟气降温换热器、脱硫塔、烟气升温换热器及烟囱，其中，
所述烟气降温换热器与烟气升温换热器之间设有热媒水循环回路，所述烟气降温换热器的冷源媒介通道通过热媒水，烟气降温换热器的热源媒介通道通过烟气；烟气升温换热器的热源媒介通道通过热媒水，烟气升温换热器的冷源媒介通道通过脱硫塔排出的烟气，烟气升温换热器排出的烟气通入烟囱并排出；
脱硫塔包括烟气入口，烟气出口，设于底部的浆液储存池1及设于上部的多层浆液喷淋装置2，所述烟气入口设于浆液储存池及多层浆液喷淋装置之间，通过烟气降温换热器的烟气从烟气入口进入脱硫塔，烟气出口设于多层浆液喷淋装置上方；
浆液储存池侧壁与多层浆液喷淋装置之间设有多条浆液喷淋管路，多条浆液喷淋管路的入口设置在浆液储存池底部，多条浆液喷淋管路的出口沿脱硫塔依次向上排列，其中对应出口在最上端的浆液喷淋管路上设有浆液换热器，浆液换热器的冷源媒介通道通过冷媒介，对通入浆液换热器的热源媒介通的浆液喷淋管路中的浆液降温。
脱硫塔中的浆液流向为：浆液储存池中的浆液通过多条浆液喷淋管路输送到脱硫塔上部的多层浆液喷淋装置，喷淋出的浆液对烟气脱硫，同时浆液流回到浆液储存池。
浆液换热器设于出口在最上端的浆液喷淋管路内，并对其中流过的浆液换热降温，将余热导出并加以回收利用；冷却的浆液直接与最顶层的烟气接触，由于其温度较低，传热传质效果增强，脱硫效果大幅提高，减小排放烟气中的水汽夹带及含硫量。
优选的，浆液换热器、烟气降温换热器、烟气升温换热器均选用直通道板式结构换热器。直通道板式结构换热器的传热元件为波纹板片，板片组叠后在浆液侧或烟气侧形成无触点板式直通流道。可以彻底地解决颗粒物堵塞和积垢问题。
实际运行过程中烟气降温换热器将烟气温度降低至90℃左右，由浆液循环泵驱动的循环浆液通过浆液换热器与循环冷媒介换热，浆液换热器将浆液回收的余热加以回收利用；冷却的浆液直接与最顶层降温后的烟气接触，由于两者温度都较低，传热传质效果增强，脱硫效果大幅提高，减小排放烟气中的水汽夹带及含硫量。由热媒水循环泵驱动的热媒水循环管路将烟气降温换热器回收的热源传递到烟气升温换热器，提升烟囱入口的烟气温度，降低其相对湿度，从根本上消除“石膏雨”等环境问题。
本实用新型的其中一种实施例如图2所示，将补热器设置于烟气降温换热器出口与烟气升温换热器入口之间的热媒水循环管路上。
设置蒸汽补热器的主要目的是补充***烟囱入口烟气温度提升不够造成的热负荷缺失，***开车及低负荷运行时可以使用低压蒸汽补充热负荷。
本实用新型的其中一种实施例如图3所示，将取热器设置于烟气降温换热器出口与烟气升温换热器入口之间的热媒水循环管路上。
设置取热器的目的是锅炉高负荷运行时，利用取热器将烟气降温换热器富于的热负荷用于预热锅炉凝水或加热暖风器上。
另外，实际生产中，烟气降温换热器出口与烟气升温换热器入口之间的热媒水循环管路上可以同时设置蒸汽补热器与取热器。根据实际情况决定两者的相对位置，依据控制***自动开启或关闭蒸汽补热器与取热器，达到***热平衡。本实用新型的另一种实施例如图4所示，即为在热媒水循环管路上同时设置两者的情况。
本例中的取热器及补热器仍可以采用换热器，补热器中通过补热媒介作为热源为热媒水升温；取热器中通过取热媒介作为冷源为热媒水降温温；
在烟气降温换热器中，热媒水回收烟气的余热并降低烟气温度，烟气降温后可提高除尘与脱硫效率；在浆液冷却器中，脱硫浆液被冷却降温，降温后的浆液用于烟气的湿除、脱硫；在烟气升温换热器中，回收了烟气余热的热媒水对脱硫后烟气进行升温加热，增加过热度；本实用新型首先利用热媒水，通过降低烟气温度，提高了烟气除尘和湿法脱硫效率，其次，利用浆液冷却器冷却浆液温度，减少了烟气脱硫过程中水耗量与脱硫浆液耗量，在提高烟气脱硫效率的同时降低了烟气含湿量，进而减少了烟气升温换热器的热负荷，再次，利用热媒水，通过烟气升温换热器对脱硫后烟气进行升温加热，进而实现烟气脱硫消白的目的，与传统的烟气湿法脱硫工艺***相比，本实用新型提高脱硫效率的同时消除了烟气白烟，并降低了整个脱硫工艺***的投资。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种湿法脱硫的烟气消白***，其特征在于，包括烟气降温换热器、配备浆液换热器的脱硫塔、烟气升温换热器及烟囱，烟气依次通过的烟气降温换热器、脱硫塔、烟气升温换热器、烟囱，其中，
所述烟气降温换热器与烟气升温换热器之间设有热媒水循环回路，所述烟气降温换热器的冷源媒介通道通过热媒水，烟气降温换热器的热源媒介通道通过烟气；烟气升温换热器的热源媒介通道通过热媒水，烟气升温换热器的冷源媒介通道通过脱硫塔排出的烟气，烟气升温换热器排出的烟气通入烟囱并排出；
所述脱硫塔包括烟气入口，烟气出口，设于底部的浆液储存池及设于上部的多层浆液喷淋装置，所述烟气入口设于浆液储存池及多层浆液喷淋装置之间，通过烟气降温换热器的烟气从烟气入口进入脱硫塔，烟气出口设于多层浆液喷淋装置上方，所述浆液储存池侧壁与多层浆液喷淋装置之间设有多条浆液喷淋管路，多条浆液喷淋管路的入口设置在浆液储存池底部，多条浆液喷淋管路的出口沿脱硫塔依次向上排列，其中对应出口在最上端的浆液喷淋管路上设有浆液换热器，浆液换热器的冷源媒介通道通过冷媒介，对通入浆液换热器的热源媒介通的浆液喷淋管路中的浆液降温。
2.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫的烟气消白***，其特征在于，所述热媒水循环回路在烟气升温换热器前端设有为热媒水补热的加热器。
3.根据权利要求1或2所述的一种湿法脱硫的烟气消白***，其特征在于，所述热媒水循环回路在烟气降温换热器后端设有为热媒水降温的取热器。
4.根据权利要求3所述的一种湿法脱硫的烟气消白***，其特征在于，所述热媒水循环回路中设有循环泵及定压补水***。
5.根据权利要求4所述的一种湿法脱硫的烟气消白***，其特征在于，所述浆液换热器、烟气降温换热器、烟气升温换热器均为直通道板式结构 换热器，所述直通道板式结构换热器的传热元件为波纹板片，所述波纹板片的浆液侧波纹深度小于浆液侧板间流道。
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