CN207324502U - 一种湿烟气无动力冷却烟塔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃煤电厂湿法脱硫与烟气污染物排放环保治理领域，更具体而言，涉及一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，包括烟囱和吸收塔，所述烟囱和吸收塔顶部连通，所述吸收塔内部从上到下依次设置有管式除尘除雾装置，浆液喷淋层和旋汇耦合装置，所述吸收塔内底部设有浆液和搅拌器，通过搅拌器可以对浆液进行搅拌，浆液通过带有浆液循环泵的管路与浆液喷淋层连通，所述吸收塔上设有引风机和氧化风机，所述烟囱内设有循环再热水管，所述烟囱外设有散热片。实用新型提出一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，采用对烟气先冷却再加热的方式，实现消除湿烟羽的同时，降低***水耗与烟气含固量，实现燃煤电站超低排放改造的低成本、低污染、高效率的运行方式。

Description

一种湿烟气无动力冷却烟塔装置

技术领域

本实用新型涉及燃煤电厂湿法脱硫与烟气污染物排放环保治理领域，更具体而言，涉及一种湿烟气无动力冷却烟塔装置。

背景技术

近年来大气污染日益严重，雾霾现象时有发生，SO₂等气体对大气的污染越来越受到人们的关注。火电厂排烟中的SO₂作为重要污染来源，需要对其严格控制。为此，国务院印发《大气污染防治行动计划》（国发〔2013〕37号），要求加快燃煤电站锅炉现有脱硫技术的升级改造，确保二氧化硫等污染物排放达到国家标准。国家***、能源局、环保部联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划》（[2014]2093号），指出到2020年现役燃煤发电机组大气污染物中SO₂排放限值要低于35mg/Nm³。为响应国家号召，各省市先后对火电厂进行了超低排放改造。改造后，二氧化硫浓度普遍低于35mg/Nm³。

在现有烟气脱硫工艺中，湿法烟气脱硫以其脱硫反应速度快，脱硫效率高、设备运行可靠而成为技术主流，但原烟气经过湿法脱硫***洗涤后，温度降至50～60℃，已低于酸露点温度，一方面会导致烟囱腐蚀，另一方面，烟囱排出的饱和湿烟气与温度较低的环境空气接触时，烟气中所含水蒸气会过饱和凝结，凝结水滴对光线产生折射、散射会形成烟羽，造成视觉污染，同时烟羽扩散过程中产生的凝结水也会造成烟囱下风向降水，影响局部地区气候。更进一步说，烟囱排烟形成的烟羽直接增加了发电过程生产***水耗，而且也相应增加了排烟含固量。

目前烟羽治理的主要技术路线常用的有两种：烟气加热和烟气降温。烟气加热法在一定条件下能够消除湿烟羽，但随着环境温度降低、环境湿度提高彻底消除湿烟羽变得越来越不经济；烟气降温法在一定条件下能够消除湿烟羽，但随着环境温度的降低，环境湿度的提高，不能完全消除湿烟羽。

实用新型内容

为了克服现有技术中所存在的不足，本实用新型提供一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，采用对烟气先冷却再加热的方式，实现消除湿烟羽的同时，降低***水耗与烟气含固量，实现燃煤电站超低排放改造的低成本、低污染、高效率的运行方式。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，包括烟囱和吸收塔，所述烟囱和吸收塔顶部连通，所述吸收塔内部从上到下依次设置有管式除尘除雾装置和浆液喷淋层，所述吸收塔内底部设有浆液和搅拌器，通过搅拌器可以对浆液进行搅拌，浆液通过带有浆液循环泵的管路与浆液喷淋层连通，所述吸收塔上设有引风机和氧化风机，所述烟囱内设有循环再热水管，循环再热水管可以通过吸收塔内的热量进行加热，所述烟囱外设有散热片。

所述管路上设有石灰石浆液补给装置，可以根据实际情况进行石灰石浆液的补给。

所述烟囱内设有导流叶片，使烟气进入烟囱后沿导流叶片呈螺旋式上升。

所述吸收塔内设有旋汇耦合装置，所述旋汇耦合装置位于浆液喷淋层下方。

还包括工艺水箱，所述工艺水箱分别与管式除尘除雾装置和循环再热水管连通，所述管式除尘除雾装置通过冲洗水管与工艺水箱连通。

所述浆液喷淋层有三层，每个浆液喷淋层分别通过带有浆液循环泵的管路与吸收塔底部浆液连通。

所述烟囱和散热片的材质均为不锈钢。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：

（1）该装置可以消除燃煤电厂在超低排放改造下烟囱烟羽排放现象；

（2）通过“烟塔合一”装置，可以大幅度减少***水耗与烟气含固量，从源头上解决广泛议论的湿法脱硫加重雾霾天气形成的问题。

（3）吸收塔排出的湿烟气经过无动力冷却可以降低生产***能耗，降低发电过程成本。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的烟囱展开图；

图3为本实用新型的烟囱俯视图；

图4为本实用新型烟囱外壁散热片结构示意图；

图5为本实用新型烟囱内部导流叶片结构示意图。

图中：1为引风机，2为工艺水箱，3为氧化风机，4为搅拌器，5为石膏排放槽，6为石灰石浆液补给装置，7为浆液循环泵，8为旋汇耦合装置，9为浆液喷淋层，10为管式除尘除雾装置，11为冲洗水管，12为循环泵，13为散热片，14为烟囱，15为吸收塔，16为导流叶片，17为烟囱内部烟气流向，18为循环再热水管，19为烟囱底部，20为烟囱顶部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1，图3所示，一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，包括烟囱14和吸收塔15，烟囱14和吸收塔15顶部连通，吸收塔15内部从上到下依次设置有管式除尘除雾装置10，浆液喷淋层9和旋汇耦合装置8，吸收塔15内底部设有浆液和搅拌器4，通过搅拌器4可以对浆液进行搅拌，浆液通过带有浆液循环泵7的管路与浆液喷淋层9连通，吸收塔15上设有引风机1和氧化风机3，烟囱14内设有循环再热水管18。

如图2和5所示，烟囱14内设有导流叶片16，使烟气进入烟囱14后沿导流叶片16呈螺旋式上升。

如图4所示，烟囱14外设有散热片13。

本实施例中，还包括汽水再热***，工艺水箱2分别与管式除尘除雾装置10和循环再热水管18连通，管式除尘除雾装置10通过冲洗水管11与工艺水箱2连通。

工艺水箱2可以根据情况通过阀门控制为循环再热水管18补充水。循环再热水管18位于烟囱14出口处，循环再热水管18的回水管位于（经过）吸收塔15，通过吸收吸收塔15的热量，从而对其回水管中的水进行加热，加热后的水通过循环泵12重新流入循环再热水管18中实现循环。

本实施例中，浆液喷淋层9有三层，每个浆液喷淋层9分别通过带有浆液循环泵7的管路与吸收塔15底部浆液连通。吸收塔15底部联接有地坑。

该湿烟气无动力冷却烟塔装置工作时，引风机1（位于吸收塔15中部）将除尘器出口烟气引入吸收塔15中部，浆液通过浆液循环泵7打至浆液喷淋层9，浆液喷淋层9喷淋出的浆液与烟气逆流相接触，通过旋汇耦合装置8产生气液旋转翻腾形成湍流，除去烟气中尘杂、溶解在烟气中的SO₂，并与CaCO₃发生化学反应而被吸收，生成的CaSO₃向下汇集至吸收塔15的下部。吸收塔下部为氧化结晶区。在氧化区，氧化风机3向氧化区浆液鼓送压缩空气，通过搅拌器4搅拌使空气与浆液充分接触，利用其中的O₂将CaSO₃氧化成CaSO₄，CaSO₄与石膏浆液在结晶区经石膏浆液排出泵排出至石膏排放槽5。

通过石灰石浆液补给装置6（设置有阀门）补给石灰石浆液，以保证脱硫***内的物料平衡，使得脱硫***处于稳定运行状态。在吸收塔15上部设置管式除尘除雾装置10，以先一步去除脱硫净化后烟气夹带的液滴，净烟气经过管式除尘除雾器10后由吸收塔进入上部烟囱14进行排放。

烟囱14内设置导流叶片16，烟囱14内部烟气流向17其呈断续螺旋上升式，增大了烟气流经烟囱14内的路径，从而增加烟气中水蒸气的冷却时间。烟囱14外部散热叶片13垂直布置于烟囱14外壁，增大烟囱外壁的比表面积，提高烟囱14外壁与内壁之间的换热效率，通过环境温度与自然风实现烟囱14内烟气中含带的水蒸气无动力自然冷却，冷却后的液体随从吸收塔顶部落入吸收塔中，未被冷却下来的水蒸气通过烟囱14出口处的循环再热水管道18（利用吸收塔内热量）将其再次加热，实现烟囱14无烟羽排烟。

整个烟囱14、烟囱外壁散热片13和塔内部导流叶片16均由不锈钢材料制成，可以避免冷凝酸液对烟囱的腐蚀，同时也可以降低修建烟囱与超低排放改造烟囱内部防腐的成本。

（1）湿烟气冷却过程中涉及到的换热量计算公式如下所示：

单位高度不锈钢烟囱换热量为：

忽略烟囱壁热阻和污垢热阻，相对于管外壁的传热系数为：

式中：--烟囱外表面总面积，m2；

--传热系数，KW/()；

--对数平均温差，℃；

--烟囱外侧流体换热系数，KW/()；

--肋化系数；

--烟囱内侧流体换热系数，KW/()。

（2）烟囱内气体向上流动的原动力是湿空气（或是空气与烟气的混合物）产生的热浮力，热浮力克服流动阻力而使气体流动，热浮力计算如下：

式中：--烟囱高度；

--塔外空气密度与塔内空气密度之差；

--重力加速度。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，其特征在于：包括烟囱（14）和吸收塔（15），所述烟囱（14）和吸收塔（15）顶部连通，所述吸收塔（15）内部从上到下依次设置有管式除尘除雾装置（10）和浆液喷淋层（9），所述吸收塔（15）内底部设有浆液和搅拌器（4），通过搅拌器（4）可以对浆液进行搅拌，浆液通过带有浆液循环泵（7）的管路与浆液喷淋层（9）连通，所述吸收塔（15）上设有引风机（1）和氧化风机（3），所述烟囱（14）内设有循环再热水管（18），循环再热水管（18）可以通过吸收塔（15）内的热量进行加热，所述烟囱（14）外设有散热片（13）。

2.根据权利要求1所述的一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，其特征在于：所述管路上设有石灰石浆液补给装置（6），可以根据实际情况进行石灰石浆液的补给。

3.根据权利要求1所述的一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，其特征在于：所述烟囱（14）内设有导流叶片（16），使烟气进入烟囱（14）后沿导流叶片（16）呈螺旋式上升。

4.根据权利要求1所述的一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，其特征在于：所述吸收塔（15）内设有旋汇耦合装置（8），所述旋汇耦合装置（8）位于浆液喷淋层（9）下方。

5.根据权利要求1所述的一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，其特征在于：还包括工艺水箱（2），所述工艺水箱（2）分别与管式除尘除雾装置（10）和循环再热水管（18）连通，所述管式除尘除雾装置（10）通过冲洗水管（11）与工艺水箱（2）连通。

6.根据权利要求1所述的一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，其特征在于：所述浆液喷淋层（9）有三层，每个浆液喷淋层（9）分别通过带有浆液循环泵（7）的管路与吸收塔（15）底部浆液连通。

7.根据权利要求1所述的一种湿烟气无动力冷却烟塔装置，其特征在于：所述烟囱（14）和散热片（13）的材质均为不锈钢。