利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)，由設置在燃煤鍋爐與煙囪之間的鼓風機、引風機、濕法脫硫裝置FGD、分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ和分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ組成，燃煤鍋爐排煙口依次通過分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ的冷卻端、濕法脫硫裝置FGD、分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ的冷卻端和分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ的加熱端管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端的出風口通過引風機與煙囪風道連接；鼓風機與分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端的進風口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端的出風口與燃煤鍋爐進風口管路連接。該系統(tǒng)實現(xiàn)了以環(huán)境空氣作為冷源，對煙氣進行深度除濕脫硫除塵，運行成本低、凈化效果優(yōu)異。
【專利說明】
利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用天然冷源對燃煤鍋爐煙氣進行除濕脫硫除塵的凈化裝置。
【背景技術】
[0002]我國北方城市冬季采暖主要以燃煤為主，燃煤鍋爐一般采用濕法脫硫系統(tǒng)，濕法脫硫系統(tǒng)在吸收塔脫硫反應完成后，煙溫降至45°C?55°C。這些吸收塔出口的含飽和煙氣，主要成分為水蒸氣、二氧化硫、三氧化硫等酸性氣體。低溫下含飽和煙氣很容易產(chǎn)生冷凝酸，據(jù)實測，在煙道或煙囪中的凝結物PH值約為I?2之間，硫酸濃度可達60 %，具有很強的腐蝕性。為了避免強腐蝕，通常在吸收塔脫硫后對煙氣進行再熱升溫，而煙氣再熱器易附著石膏灰塵等物質(zhì)嚴重影響換熱能力，加大了熱能的消耗。
[0003]脫硫后的飽和濕煙氣若直接排放，在環(huán)境上會帶來三個問題:一是飽和濕煙氣的溫度比較低，抬升高度較小，會造成地面污染程度相對較高;二是會因水蒸氣的凝結而使煙羽(當煙氣從煙囪或其他裝置排入大氣后，由于它有一定的動量和或浮力，在向下風向傳輸過程中，其中心線會上升，同時煙體向四周擴散，由于煙氣在擴散過程中其外形有時像羽毛狀，故常稱其為煙羽)呈白色，影響人們的視覺，破壞城市景觀;三是凝結水可能造成煙囪下風向的降水，影響局部地區(qū)的氣候。
[0004]冬季北方地區(qū)室外平均溫度都在零攝氏度以下，這種具有北方地區(qū)冬季的特定免費的天然冷源，若開發(fā)出來用于煙氣冷凝除濕方法，可實現(xiàn)煙氣的深度除濕，但在目前煙氣凈化工藝處理上，好沒有比較成熟的技術方法。
[0005]冬季北方地區(qū)燃煤鍋爐對零攝氏度以下的助燃空氣預熱一般采用100°C以上的高溫煙氣進行換熱，換熱溫差很大，造成了高品位熱能的嚴重浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的旨在為克服目前對燃煤鍋爐煙氣凈化技術存在的上述缺陷，提出一種特別適用于較寒冷的北方地區(qū)對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)運行成本低、脫硫、除濕、除塵效果優(yōu)異。
[0007]本發(fā)明利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)，由設置在燃煤鍋爐與煙囪之間的鼓風機、引風機、濕法脫硫裝置FGD、分體式煙氣余熱換熱器I和分體式煙氣余熱換熱器Π組成；
[0008]所述的分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端的進風口與燃煤鍋爐排煙口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端的出風口與濕法脫硫裝置FGD的進風口管路連接，濕法脫硫裝置FGD的出風口與分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端的進風口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端的出風口與分體式煙氣余熱換熱器I加熱端的進風口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器I加熱端的出風口通過引風機與煙囪風道連接，在分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端設有冷凝水溢出口 ；
[0009]所述的鼓風機與分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端的進風口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器π加熱端的出風口與燃煤鍋爐進風口管路連接。
[0010]本發(fā)明凈化系統(tǒng)運行方式如下:
[0011]首先，燃煤鍋爐高溫高含硫原煙氣通過管路進入分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端，通過連接分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端和加熱端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，將高溫熱量從分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端傳遞給流經(jīng)分體式煙氣余熱換熱器I加熱端的更低溫度的低含硫干煙氣，高溫高含硫原煙氣變成中溫高含硫原煙氣，并從分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端出風口流出。
[0012]其次，中溫高含硫原煙氣通過管路進入濕法脫硫裝置FGD，脫硫后成為低溫低含硫飽和濕煙氣從濕法脫硫裝置FGD出風口流出。
[0013]再次，低溫低含硫飽和濕煙氣通過管路進入分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端入口，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端和加熱端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，將低溫熱量從分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端傳遞給流經(jīng)分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端的零攝氏度以下的環(huán)境空氣;低溫低含硫飽和濕煙氣再次降溫，并凝結出煙氣中的水分，在低溫熱介質(zhì)管束壁上形成水膜，經(jīng)熱介質(zhì)管束阻擋和凝結水吸收煙氣中的煙塵，并將溶于水的硫氧化物分離出來，成為更低溫度的低含硫干煙氣后從連接分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端出風口處流出。
[0014]最后，更低溫度的低含硫干煙氣通過管路進入分體式煙氣余熱換熱器I加熱端，通過連接分體式煙氣余熱換熱器I加熱端和冷卻端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，吸收冷卻端的高溫高含硫原煙氣傳遞來的熱量后，更低溫度的低含硫干煙氣再次升溫，通過引風機送入煙囪排放到大氣中。
[0015]與此同時，冬季零攝氏度以下的環(huán)境空氣被鼓風機通過管路送入分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端和冷卻端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，零攝氏度以下的環(huán)境空氣被分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端的熱介質(zhì)管束加熱，成為零攝氏度以上的環(huán)境空氣從分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端出風口流出，通過管路進入燃煤鍋爐進風口處作為助燃空氣使用。
[0016]本發(fā)明利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)具有以下優(yōu)異技術效果:
[0017]1、本凈化系統(tǒng)的煙氣除濕脫硫除塵效果與環(huán)境空氣溫度成正比例關系，即環(huán)境空氣溫度越低一除濕脫硫除塵效果越好，環(huán)境溫度越高一除濕脫硫除塵效果越差。而北方地區(qū)燃煤采暖鍋爐的燃煤消耗量也與環(huán)境空氣溫度成正比例關系，即環(huán)境溫度越低一燃煤消耗量越大，煙氣污染物排放量越多，環(huán)境溫度越高一燃煤消耗量越小，煙氣污染物排放量越少。也就是說北方地區(qū)環(huán)境空氣溫度越低，燃煤采暖鍋爐的燃煤消耗量越大時，本技術的煙氣除濕脫硫除塵效果越明顯，所以，本技術非常適合在北方采暖期使用。
[0018]2、目前，濕法脫硫后產(chǎn)生的50°C左右的低溫低含硫飽和煙氣的直接排放，或著采用再加熱至75°C的排放，都造成了區(qū)域環(huán)境空氣濕度的增加，由于冬季環(huán)境空氣多在零攝氏度以下，空氣容納水汽能力小，排放到大氣中的水汽沒有辦法與空氣混合，在空氣中形成霧滴懸浮，而硫酸鹽顆粒具有很強的吸濕特性，硫酸鹽顆遇水汽直徑迅速擴大，就形成從“不可見”到“可見”的霾(PM2.5)。而本凈化系統(tǒng)利用了北方地區(qū)冬季零攝氏度以下天然、免費的低溫環(huán)境空氣作為冷源，通過換熱技術，使得脫硫后的低含硫飽和煙氣中水冷凝出來，含水率降低80 %左右，并將煙氣中溶解在水中的硫氧化物和灰塵也一并沉降，使得煙氣中硫含量在處理過后的基礎上再降低64%左右。
[0019]3、75°C左右的中溫低含硫飽和煙氣排放與75°C左右的超低含硫干煙氣排放的比較，后者更有利于煙氣的抬升與擴散，尤其在冬季靜穩(wěn)氣象條件下，能夠減少燃煤煙氣對城區(qū)大氣自凈能力的影響，因此，本技術對于緩解冬季北方地區(qū)煤煙型大氣污染有積極的作用。
[0020]4、由于采用了低溫熱能與零攝氏度以下的環(huán)境空氣換熱方法，縮小了換熱溫差，使低溫、中溫、高溫熱能在本系統(tǒng)中得到了比較合理的梯級利用。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖給出的實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0023]參照圖1，一種利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)，由設置在燃煤鍋爐與煙囪之間的鼓風機、引風機、濕法脫硫裝置FGD、分體式煙氣余熱換熱器I和分體式煙氣余熱換熱器Π組成，所述的分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端的進風口與燃煤鍋爐排煙口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端的出風口與濕法脫硫裝置FGD的進風口管路連接，濕法脫硫裝置FGD的出風口與分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端的進風口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端的出風口與分體式煙氣余熱換熱器I加熱端的進風口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器I加熱端的出風口通過引風機與煙囪風道連接，在分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端設有冷凝水溢出口 ；
[0024]所述的鼓風機與分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端的進風口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端的出風口與燃煤鍋爐進風口管路連接。
[0025]通過以下實驗例說明其運行效果:
[0026]首先，燃煤鍋爐140?150°C的高溫高含硫原煙氣通過管路進入分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端的進風口，通過連接分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端和加熱端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，將高溫熱量從分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端傳遞給流經(jīng)分體式煙氣余熱換熱器I加熱端的20 °C左右更低溫度的低含硫干煙氣，140?150 °C高溫高含硫原煙氣變成80 °C左右的中溫高含硫原煙氣，并從分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端出風口流出；
[0027]其次，80°C左右的中溫高含硫原煙氣通過管路進入濕法脫硫裝置F⑶進口，脫硫后成為50°C左右的低溫低含硫飽和濕煙氣從濕法脫硫裝置F⑶出口流出；
[0028]再次，50°C左右的低溫低含硫飽和濕煙氣通過管路進入分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端進風口，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端和加熱端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，將低溫熱量從分體式煙氣余熱換熱器π冷卻端傳遞給流經(jīng)分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端的零攝氏度以下的環(huán)境空氣；50°C左右的低溫低含硫飽和濕煙氣再次降溫，并凝結出煙氣中的水分，在低溫熱介質(zhì)管束壁上形成水膜，經(jīng)熱介質(zhì)管束阻擋和凝結水吸收煙氣中的煙塵，并將溶于水的硫氧化物分離出來，成為20°C左右更低溫度的低含硫干煙氣后從連接分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端出風口處流出。
[0029]最后，20°C左右更低溫度的低含硫干煙氣通過管路進入分體式煙氣余熱換熱器I加熱端進風口，通過連接分體式煙氣余熱換熱器I加熱端和冷卻端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，吸收冷卻端140?150 °C的高溫高含硫原煙氣傳遞來的熱量后，20°C左右更低溫度的低含硫干煙氣被加熱至75°C左右，通過引風機送入煙囪排放到大氣中。
[0030]與此同時，冬季零攝氏度以下的環(huán)境空氣被鼓風機通過管路送入分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端進風口，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端和冷卻端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，零攝氏度以下的環(huán)境空氣被分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端的熱介質(zhì)管束加熱，成為零攝氏度以上的環(huán)境空氣從分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端出風口流出，通過管路進入燃煤鍋爐進風口處作為助燃空氣使用。
[0031]在實際工程應用中對于50°C左右的低溫低含硫飽和濕煙氣的除濕脫硫除塵，為達到最佳的煙氣的除濕脫硫除塵效果，可將煙溫降到20°C以下(TC以上，分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端的熱介質(zhì)管束不至于結霜的狀態(tài)，以便消除煙氣中更多的硫化物和煙塵，但此方式會增加煙氣再熱耗能，需具體情況具體對待。
【主權項】
1.一種利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)，由設置在燃煤鍋爐與煙囪之間的鼓風機、引風機、濕法脫硫裝置FGD、分體式煙氣余熱換熱器I和分體式煙氣余熱換熱器Π組成，其特征在于: 所述的分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端的進風口與燃煤鍋爐排煙口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器I冷卻端的出風口與濕法脫硫裝置FGD的進風口管路連接，濕法脫硫裝置FGD的出風口與分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端的進風口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端的出風口與分體式煙氣余熱換熱器I加熱端的進風口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器I加熱端的出風口通過引風機與煙囪風道連接，在分體式煙氣余熱換熱器Π冷卻端設有冷凝水溢出口 ； 所述的鼓風機與分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端的進風口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Π加熱端的出風口與燃煤鍋爐進風口管路連接。
【文檔編號】F23J15/00GK106016320SQ201610601228
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月28日
【發(fā)明人】李永田, 趙亮, 張曉紅
【申請人】長春中安鴻程偉業(yè)節(jié)能科技有限公司