的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于節(jié)能減排領(lǐng)域，具體涉及一種接觸式循環(huán)換熱回收高濕煙氣含水同時(shí)脫除PM2.5的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝因具有脫硫效率高、投資成本低、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)而在火電廠內(nèi)廣泛使用，但其主要缺點(diǎn)是耗水量較大。濕法脫硫系統(tǒng)耗水量占火電廠總耗水量的50%左右，一臺(tái)600麗機(jī)組濕法脫硫耗水量約為90?120t/h，年耗水量約70?100萬噸。對(duì)于濕法脫硫系統(tǒng)，鍋爐煙氣在脫硫塔內(nèi)經(jīng)石灰石漿液洗滌后，煙氣中的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)，并在煙氣中出現(xiàn)了液態(tài)水，高濕飽和煙氣帶走的蒸發(fā)水量占濕法脫硫系統(tǒng)耗水量的90%左右，是該系統(tǒng)水耗的主要部分。如果能從脫硫塔出口飽和煙氣中回收水分加以循環(huán)利用，不僅能使電廠達(dá)到節(jié)能降耗的目的，而且還能節(jié)省大量的水資源。
[0003]PM2.5指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物。目前，煤炭燃燒對(duì)全國總懸浮顆粒物(TSP)的貢獻(xiàn)超過70%，PM2.5是主要貢獻(xiàn)源之一。PM2.5能長(zhǎng)期懸浮于大氣環(huán)境中，粒徑小且比表面積大，易于富集有毒物質(zhì)如多環(huán)芳烴、病毒及重金屬等，可長(zhǎng)距離傳輸，給人類健康和環(huán)境產(chǎn)生了很大危害，且很難清除。在燃煤火電廠中，從靜電除塵器出口的高溫?zé)煔庠诿摿蛩?nèi)與中低溫漿液相接觸，使部分脫硫吸收液汽化，煙氣相對(duì)濕度增大，煙溫降低并達(dá)到飽和狀態(tài)?，F(xiàn)有煙氣濕法脫硫除塵技術(shù)能夠有效脫除SO2和粗粉塵，但對(duì)PM2.5的捕集效率很低，造成大量的PM 2.5排入大氣環(huán)境。由于脫硫煙氣高含水率及粉塵的特殊性，用濕式靜電除塵器雖能達(dá)到90 %以上的脫除效率，但仍有一些PM2.5顆粒物無法脫除且在脫除過程需消耗大量的電能和沖洗水，無法滿足電廠節(jié)能降耗的目標(biāo)。隨著火電廠運(yùn)行，無法脫除的PM2.5不斷向外排放，長(zhǎng)期運(yùn)行將造成大氣環(huán)境日益嚴(yán)重，給人生的出行與健康造成嚴(yán)重影響。
[0004]目前，火電廠和工業(yè)上用于脫除PM2.5的除塵設(shè)備主要有機(jī)械除塵器，濕式靜電除塵器，過濾式除塵器以及相關(guān)的組合除塵器，雖然對(duì)煙塵中粗顆粒物的去除效果很好，但對(duì)PM2.5的脫除效果則不盡人意。另外有報(bào)道的相關(guān)技術(shù)包括“一種回收煙氣含水同時(shí)脫除PM2.5的系統(tǒng)”(專利號(hào):201210256822.7)，采用間接式換熱凝聚加除霧器方法來節(jié)水除塵，該專利中所需凝結(jié)換熱的管內(nèi)循環(huán)水量大，而且該專利中存在發(fā)生換熱的飽和煙氣和循環(huán)水的溫差小，除霧器阻力大等特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種接觸式循環(huán)換熱回收高濕煙氣含水同時(shí)脫除PM2.5的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)火電廠節(jié)約用水和減少PM2.5排放的目標(biāo)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:包括與鍋爐的煙氣通道相連通的脫硫塔，接觸式換熱器，蒸發(fā)器，壓縮機(jī)，冷凝器，干燥過濾器，節(jié)流閥，水回收凈化裝置，煙囪。所述的接觸式換熱器安裝在脫硫塔出口至煙囪入口之間的煙道上，脫硫塔出口煙氣從接觸式換熱器下部進(jìn)入，上部與節(jié)流閥煙道出口相連接；接觸式換熱器底端依次與蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過濾器及節(jié)流閥相連通，接觸式換熱器頂端與煙囪入口煙道相連通。
[0007]所述的接觸式換熱器的填料塔采用規(guī)整填料方式，包括孔板填料，孔板波紋填料或絲網(wǎng)波紋填料。
[0008]本發(fā)明不僅能有效回收脫硫煙氣中的水蒸氣，而且能夠減少煙氣中PM2.5的排放。與其他方式相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):1)回收水量大。本發(fā)明利用溫差相對(duì)較大的高壓過冷液體吸附劑與脫硫高濕煙氣進(jìn)行混合接觸式換熱，且接觸式換熱器采用規(guī)整填料方式，大大增加了煙氣與過冷液體吸附劑的接觸面積，延長(zhǎng)了煙氣與吸附劑在逆流換熱過程中的接觸時(shí)間，換熱效果強(qiáng)，節(jié)水量大；2)PM2.5脫除效率高。本發(fā)明所述的煙氣與吸收劑冷凝換熱過程中，煙氣中的PM2.5附著在換熱器填料塔管壁和浸入在互溶液體中，此兩種捕集方式共同捕捉的PM2.5隨冷凝的互溶液體一起沿管壁流下收集，煙氣凈化效果好且凈化效率高；3)吸附劑可循環(huán)利用。吸附劑在經(jīng)過接觸式換熱、蒸發(fā)、升壓、冷凝、干燥過濾及節(jié)流減壓后，可循環(huán)使用；4)投資小。接觸式換熱器的填料塔材料可采用抗腐蝕塑料和玻璃鋼制成，價(jià)格便宜，使用時(shí)間長(zhǎng)；5)使用范圍廣。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)除脫硫煙氣外的其它高濕煙氣中的水回收和PM2.5的脫除；6)節(jié)能降耗。與濕式靜電除塵器相比，本發(fā)明避免了高電壓的使用，可節(jié)約大量電能，實(shí)現(xiàn)電廠的節(jié)能降耗要求。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]其中，I為鍋爐，2為脫硫塔，3為接觸式換熱器，4為蒸發(fā)器，5為壓縮機(jī)，6為冷凝器，7為干燥過濾器，8為節(jié)流閥，9為水回收凈化裝置，10為煙囪。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]參見圖1所示，本發(fā)明包括與鍋爐煙氣通道相連通的脫硫塔2，所述的接觸式換熱器3安裝在脫硫塔2出口至煙囪10入口之間的煙道上，所述的脫硫塔2出口煙氣從接觸式換熱器3下部進(jìn)入，而接觸式換熱器3上部則與節(jié)流閥8煙道出口相連接；所述的接觸式換熱器3底端依次與蒸發(fā)器4、壓縮機(jī)5、冷凝器6、干燥過濾器7及節(jié)流閥8相連通，而接觸式換熱器3頂端則與煙囪10入口煙道相連通。
[0013]經(jīng)干燥過濾器7出口流出的高壓過冷液體吸附劑，經(jīng)節(jié)流閥8減壓后從上部進(jìn)入接觸式換熱器3中，高壓過冷吸附劑通過接觸式換熱器3中的噴淋裝置均勻分流噴入填料塔內(nèi)，脫硫塔2出口煙氣從下部進(jìn)入接觸式換熱器3中，高壓過冷液體吸附劑與脫硫煙氣在填料塔上進(jìn)行混合接觸式換熱。經(jīng)接觸式換熱后，液體吸附劑與脫硫煙氣中的水蒸氣成為低溫低壓互溶液體，沿著填料塔方向流下收集。
[0014]本發(fā)明的接觸式換熱器3的填料塔材料可采用抗腐蝕塑料或玻璃鋼制成，采用規(guī)整填料方式，包括孔板填料，孔板波紋填料或絲網(wǎng)波紋填料。由于填料層的作用，大大增加了煙氣與過冷液體吸附劑的接觸面積，延長(zhǎng)了煙氣與吸附劑在逆流換熱過程中的接觸時(shí)間，在煙氣中的水蒸氣被大量冷凝；同時(shí)煙氣中的PM2.5附著在換熱器填料塔管壁上和浸入在互溶液體中，此兩種捕集方式共同捕捉的PM2.5隨冷凝的互溶液體一起沿管壁流下收集，PM2.5被有效捕捉下來，煙氣最終得以凈化。
[0015]經(jīng)接觸式換熱器3換熱后產(chǎn)生的低溫低壓互溶液體，進(jìn)入蒸發(fā)器4后被其內(nèi)部熱水管道加熱，提高了溫度，液體吸附劑以氣體狀態(tài)從低溫低壓互溶液體中分離出來成為低溫低壓氣體吸附劑，且其溫度范圍在60?90°C內(nèi)，常見的合規(guī)吸附劑如甲醇等；而低溫低壓互溶液體中未蒸發(fā)的水和捕捉的PM2.5通過水回收凈化裝置9后得以凈化回收利用。
[0016]蒸發(fā)器產(chǎn)生的低溫低壓氣體吸附劑經(jīng)壓縮機(jī)5升壓后，成為高溫高壓氣體吸附劑后進(jìn)入冷凝器6中，高溫高壓氣體吸附劑的熱量被冷凝器6中的內(nèi)部低溫冷卻液帶走后，高溫高壓氣體吸附劑成為高壓過冷液體吸附劑且其溫度范圍在-10?10°C內(nèi)，常見的合規(guī)吸附劑如甲醇等。
[0017]冷凝器6出口的高壓過冷液體吸附劑進(jìn)入干燥過濾器7中，經(jīng)干燥過濾后流經(jīng)節(jié)流閥8進(jìn)入接觸式換熱器3中進(jìn)行下一輪循環(huán)使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種接觸式循環(huán)換熱回收高濕煙氣含水同時(shí)脫除PM2.5的系統(tǒng)，其特征在于:包括與鍋爐⑴的煙氣通道相連通的脫硫塔(2)，接觸式換熱器(3)，蒸發(fā)器(4)，壓縮機(jī)(5)，7令凝器(6)，干燥過濾器(7)，節(jié)流閥(8)，水回收凈化裝置(9)，煙囪(10)，在脫硫塔(2)出口至煙囪(10)入口之間的煙道上安裝接觸式換熱器(3)，脫硫塔(2)出口煙氣從接觸式換熱器⑶下部進(jìn)入，而接觸式換熱器⑶上部與節(jié)流閥⑶煙道出口相連接，接觸式換熱器(3)底端依次與蒸發(fā)器(4)、壓縮機(jī)(5)、冷凝器￠)、干燥過濾器(7)及節(jié)流閥(8)相連通，接觸式換熱器⑶頂端與煙囪(10)入口煙道相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述接觸式循環(huán)換熱回收高濕煙氣含水同時(shí)及脫除PM2.5的系統(tǒng)，其特征在于:所述的接觸式換熱器(3)的填料塔采用規(guī)整填料方式，包括孔板填料，孔板波紋填料或絲網(wǎng)波紋填料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種接觸式循環(huán)換熱回收高濕煙氣含水同時(shí)脫除PM2.5的系統(tǒng)。在火電廠脫硫塔出口增設(shè)接觸式換熱器，高壓過冷液體吸附劑進(jìn)入換熱器后與脫硫煙氣在填料層發(fā)生逆流接觸式換熱，煙氣中的PM2.5附著在換熱器管壁和浸入到冷凝液中，并隨冷凝液體一起流下收集。氣體吸附劑經(jīng)壓縮機(jī)升壓和冷凝器冷凝后成為高壓過冷液體，再經(jīng)干燥過濾器過濾和節(jié)流閥減壓后進(jìn)入換熱器中，與脫硫煙氣繼續(xù)循環(huán)換熱。本發(fā)明將吸附劑用來對(duì)脫硫煙氣中的水進(jìn)行回收的同時(shí)，還可對(duì)PM2.5進(jìn)行捕捉沉降，吸附劑在接觸換熱后又可循環(huán)使用，達(dá)到節(jié)約水資源及保護(hù)環(huán)境的目的。
【IPC分類】B01D5/00, B01D53/00, B01D47/00
【公開號(hào)】CN104998512
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510401325
【發(fā)明人】譚厚章, 鄧雙輝, 王學(xué)斌, 劉原一, 曹瑞杰, 王毅斌
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年7月9日