專利名稱：利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對燃煤電廠、建材、冶金、化工等行業(yè)排放的含塵熱煙氣進行調質處理的方法和裝置，具體涉及電收塵或濾袋收塵領域，尤其是一種利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的降溫增濕煙氣凈化調質方法和裝置。
背景技術：
隨著環(huán)保排放標準的日趨嚴格，越來越多的原有除塵器不能滿足煙塵排放達標的要求，特別是為了減少燃煤SO2的排放，越來越多的燃煤鍋爐采用換燒低硫煤，以滿足削減SO2的要求，同時又能減少巨額SO2排污費的上繳。但隨之而來的是由于燃用低硫煤，其煙塵又呈現(xiàn)出電收塵器難以處理的高比電阻，原有的電收塵出口煙塵排放濃度增高，甚至會出現(xiàn)排放超標的情況。針對高比電阻煙塵的電收塵，通常采用以下五種技術方案，對電收塵器處理高比電阻煙塵獲得了顯著的效果，使煙塵排放明顯降低，對亞微米煙塵和可吸入顆粒物的排放也會得到一定程度的控制；另外為了使高溫煙氣工況滿足后續(xù)電收塵器、濾袋收塵器對溫度的要求，也可以采用以下第三種、第四種方法的技術措施對煙氣進行降溫調質。
現(xiàn)有技術的五種煙氣調質方法分別如下第一種方法向煙氣中直接噴入SO3、NH3等可降低煙塵比電阻的氣態(tài)物質。其缺點是a、向煙氣中噴入的是SO3、NH3、等污染性氣體，如果電收塵器后沒有相應有效的脫除設施，則會隨煙囪排放，對環(huán)境造成新的污染；b、顯著地提高煙氣酸露點溫度，會對后續(xù)設備局部降溫處造成腐蝕；c、設備投資和運行費用高；d、控制系統(tǒng)要求高，相對復雜。
第二種方法向煙氣中直接噴入可降低煙塵比電阻的堿性溶液、改性劑等，通過霧化液滴與煙塵的接觸附著來改善煙塵比電阻。其缺點是a、溶劑需要量大，運行費用高；b、溶液與煙塵特別是與細微顆粒接觸不充分；c、系統(tǒng)組成和控制系統(tǒng)相對復雜，設備投資較高。
第三種方法向煙氣中直接噴入高效霧化的水滴。主要是利用煙氣直蒸發(fā)液滴時從煙氣中大量吸收液滴蒸發(fā)所需的汽化潛熱來有效降低煙氣溫度，同時又給煙氣增加了水蒸汽含量，使煙塵吸附部分水蒸汽，有效改善煙塵比電阻。這種降溫又增濕的煙氣調質不僅對高比電阻煙塵是經(jīng)濟實用有效的調質方法，而且大量用于對高溫煙氣的降溫調質。但其缺點是a、必須有專門的噴霧增濕塔或足夠長度的煙道，以滿足液滴蒸發(fā)時間的要求；b、霧化水滴通常采用壓力霧化或兩相流氣助霧化的方式。當采用壓力霧化方式時，必須借助30-60Kg/cm2的高壓水泵，系統(tǒng)所有儀表、管路、容器等均得按中、高壓設計制造和選型；當采用兩相流氣助霧化方式時，水壓雖可降低至10kg/cm2以下，但必須配備霧化液體時氣液比所要求容量和壓力的空氣壓縮機。兩種方式能耗均較高；c、需對水路壓力、水路流量、氣路壓力、氣路流量、煙氣溫度、濕度以及相關設備和閥門等多參數(shù)進行實時監(jiān)測、顯示及相應的調控，因此系統(tǒng)組成和控制回路相對復雜且要求較高；d、由于噴咀的磨損、堵塞、積灰等導致霧化效果變差，從而造成濕壁、粘灰、底部積灰以及大液滴來不及有效蒸發(fā)而進入后續(xù)設備使收塵器帶明水運行等影響收塵效率和設備及系統(tǒng)的安全運行；e、由于是將液體噴入煙氣中直接蒸發(fā)并使煙氣降溫，因此噴霧段內(nèi)壁必須采取防腐措施；f、設備造價高。
第四種方法利用氣(煙氣)——氣(煙氣、空氣、風)或氣——水等熱冷介質通過換熱器換熱方式，使煙氣進行降溫調質，滿足后續(xù)收塵器對煙氣溫度的要求，或起到或起到一定程度的降低煙塵比電阻的作用。雖然基本上克服了第三種方法的不足，但也存在一定的缺點a、由冷卻介質帶走熱量的方式其換熱強度相對較小，換熱器設備相對龐大，且冷卻介質需要量大；b、對改善收塵效率只起到降低煙氣溫度所帶來的有益作用，而沒有增加水蒸汽含量所帶來的很重要的有益效果，因此改善收塵效率的作用單一。特別是對提高濾袋收塵器煙塵濾餅對煙氣中SO2、NOX的脫除效果起不到增加水蒸汽含量所帶來的有益作用。
第五種方法將仍然具有一定利用價值的水蒸汽直接噴入煙氣與之混合以增加煙氣濕度。雖可增加煙氣中水蒸汽含量，起到積極作用，但其缺點是a、對煙氣起不到有效降溫的作用；b、單純增濕所需的水蒸汽量大，能量浪費嚴重；c、運行成本高。
總結以上方法，現(xiàn)有技術主要存在以下缺陷使用的設備結構復雜，成本高，沒有較好的利用熱煙氣的余熱資源對含塵熱煙氣進行處理，耗能耗電，其過程控制要求高且復雜，設備安全性差，隱患較多，不能充分改善煙塵的收塵特性使其更易于實現(xiàn)達標排放。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術存在的上述不足，本發(fā)明提供一種利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法及裝置，該方法通過含塵熱煙氣與液體間接的熱交換，進行自身的降溫并將液體汽化，利用汽化后的蒸汽對含塵煙氣又進行增濕，這種利用低品位的熱量蒸發(fā)液體的方法，可以替代造價高的設備方案，有效的節(jié)約了能源，有顯著的節(jié)能效果。特別是借助于煙道氣的負壓抽吸作用來降低被蒸發(fā)液體的沸點，使利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣溫度的利用范圍向下擴大，將煙氣余熱利用至更低的溫度。該方法易于實現(xiàn)，使用的裝置結構簡單，成本低，容易維修和保養(yǎng)，過程容易控制，該方法不僅能降低煙氣的溫度，還有對煙氣加濕的功能，能有效的改善煙氣除塵特性，將通入收塵器之前或收塵器收塵室之前的煙氣進行調質，從而對煙氣起到降溫、增濕的改性作用，可以達到降低煙氣煙塵比電阻、增加煙氣濕度和減少煙氣的工況流量、降低收塵器內(nèi)的風速的目的，更有利于收塵器處理后的廢氣符合國家環(huán)保標準，降低煙塵特別是微細顆粒的排放量。
本發(fā)明提供以下技術方案一種利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法，將含塵熱煙氣流經(jīng)間接蒸發(fā)器的熱源段，通過熱源段內(nèi)貫通熱源段和蒸發(fā)段容器且密封兩者的熱傳導元件組從流經(jīng)熱源段的含塵熱煙氣中吸取熱量并傳導入蒸發(fā)段，間接加熱并蒸發(fā)按一定供液速度供給蒸發(fā)段容器內(nèi)的液體，液體升溫和蒸發(fā)時通過熱傳導元件組從含塵熱煙氣中大量吸收所需的汽化潛熱和升溫所需的熱量，使含塵熱煙氣溫度降低到某一目標控制溫度后從熱源段煙氣出口排出至煙道；同時在蒸發(fā)段容器中液體蒸發(fā)產(chǎn)生的具有一定壓力的蒸汽可部分或全部通過連通蒸發(fā)段容器和未經(jīng)收塵器凈化處理完畢的含塵煙氣的蒸汽管路通入含塵煙氣并與之有效混合，調質后的含塵煙氣經(jīng)由收塵器凈化處理后排放。
所述含塵熱煙氣的溫度≥115℃。
所述煙氣降溫后的目標控制溫度是根據(jù)調質所需降溫幅度和相應增濕的要求來具體確定，但必須高于降溫增濕調質后的煙氣實際酸露點溫度3℃及以上。
所述煙氣的降溫幅度和相應的增濕目標是通過控制實際蒸發(fā)量來實現(xiàn)，在含塵熱煙氣流量、溫度和間接蒸發(fā)器的設計熱交換能力三者一定的條件下，實際蒸發(fā)量的控制則是通過控制向蒸發(fā)段容器內(nèi)單位時間的供液量和該容器內(nèi)的壓力來實現(xiàn)的。
所述蒸發(fā)段容器內(nèi)的壓力P應控制在大于蒸發(fā)段容器中的蒸汽流經(jīng)蒸汽管路時的沿程阻力P1與蒸汽和煙氣混合處的煙氣壓力Pg之和，且小于等于0.8Mpa，即P1+Pg＜P≤0.8Mpa。
通過連通蒸發(fā)段容器和煙氣的蒸汽管路，借助于煙氣負壓的抽吸作用來降低蒸發(fā)段容器中的壓力，從而降低容器內(nèi)液體的沸點，使利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣溫度的利用范圍向下擴大，將煙氣余熱利用至更低的溫度。
所述的液體是指水或含有某種煙塵改性劑并在本發(fā)明利用煙氣余熱的溫度范圍內(nèi)可蒸發(fā)為蒸汽的溶液，為了保證煙氣負壓的抽吸力不致于通過蒸汽管路將蒸發(fā)段容器內(nèi)的液體吸入煙氣，間接蒸發(fā)器蒸發(fā)段容器中未蒸發(fā)液體對容器的未充滿度≥20％，并且蒸發(fā)段容器內(nèi)蒸汽出口高度比液面和液體進口高度高500mm及以上。
間接蒸發(fā)器中的熱傳導元件的直段與水平面的夾角中小于90°的角應≥3°。
一種實現(xiàn)上述方法的利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質裝置，由熱源段、蒸發(fā)段容器以及熱傳導元件組組成，蒸發(fā)段容器位于熱源段之上并與熱源段構成密封連接，熱傳導元件組貫通于熱源段和蒸發(fā)段容器之間，且與熱源段和蒸發(fā)段容器構成密封連接關系，熱源段一側設置有含塵熱煙氣進口，熱源段另一側設置有降溫后煙氣出口，蒸發(fā)段容器上部設置有供液管路接口并與防垢器相連，蒸氣出口開關控制閥，并與蒸氣管路相連接，蒸發(fā)段容器內(nèi)蒸汽出口高度比液面和液體進口高度高500mm及以上，蒸發(fā)段容器上部設置有安全閥，側部下端設置有液體泄流控制閥和排污閥，蒸氣管路與未經(jīng)收塵器凈化處理完畢的含塵煙氣相連通，降溫后煙氣出口與收塵器之間設置有測溫元件。
蒸發(fā)段容器中在熱傳導元件組的上部平面內(nèi)可設置有與熱傳導元件組的熱傳導元件一一對應開孔的液體分配板。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明是一種全新的煙氣凈化調質處理方法和裝置，其優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面a、不產(chǎn)生二次污染；b、液體是在與煙氣非接觸方式下通過導熱元件組間接蒸發(fā)成蒸汽后再與煙氣混合，因此不會出現(xiàn)由于蒸發(fā)不充分而引起的煙道濕壁、粘灰、腐蝕、收塵設備帶明水運行等影響其它設備安全運行的情況；c、由于是利用煙氣余熱對液體進行間接蒸發(fā)，因此不需要對液體高效霧化以及所需的高壓水泵或空氣壓縮機等耗能較大的設備，節(jié)省能源；d、系統(tǒng)組成簡單，不需要高效霧化的噴咀，易損件少，維護檢修工作量小，設備同步投運率高，無故障運行時間長；e、只需監(jiān)測降溫后的煙氣溫度和蒸發(fā)段容器內(nèi)的液位并據(jù)此調控液體供給量即可實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制，因此調控裝置簡單；f、運行費用只是液體、供液泵的電耗、以及少量的備件更換等費用，與現(xiàn)有技術相比幾乎可以忽略不計；g、設備造價僅是現(xiàn)有技術第一種方法至第四種方法的1/4～1/2。
用于電收塵領域的煙氣調質，可獲得減少工況煙氣流量、降低高比電阻煙塵的現(xiàn)場比電阻、增加煙氣濕度、提高運行電壓、減少二次揚塵等有利因素對收塵效率改善的良好效果。對于改造工程可提高收塵效率，減少可吸入顆粒物排放，用于新建工程可同比減小鋼耗和能耗。
用于濾袋收塵領域的煙氣調質，可獲得減小過濾風速、降低過濾阻力等有利于改善收塵效率和提高濾袋壽命的效果，同時由于煙氣濕度增加有利于增強在濾袋上形成的煙塵濾餅對煙氣中SO2、NOX等有害氣體脫除的附加效果。
以下結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。


圖1是本發(fā)明間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法第一實施例——蒸汽與降溫后的含塵煙氣在進入收塵器前混合的工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法第二實施例——蒸汽與降溫后的含塵煙氣在收塵器中收塵室前進行混合的工藝流程圖。
圖3為本發(fā)明間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法第三實施例——蒸汽與含塵熱煙氣在降溫前混合的工藝流程圖。
圖4為本發(fā)明間接蒸發(fā)器的結構示意圖。
各部件編號如下1、蒸發(fā)段容器；2、蒸汽出口開關控制閥；3、蒸汽管路；4、液位信號采集器；5、熱傳導元件組；6、蒸發(fā)段；7、排污閥；8、降溫后煙氣出口；9、測溫元件；10、熱源段；11、含塵熱煙氣進口；12、液體泄流控制閥；13、供液管路接口；14、防垢器；15、安全閥；16、液體；17、蒸汽；18、含塵熱煙氣；19、降溫后煙氣；20、調質后煙氣；21、凈化后煙氣。
具體實施例方式
如圖1-4所示，一種利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法，將來自燃燒源或熱量利用裝置的含塵熱煙氣18流經(jīng)間接蒸發(fā)器的熱源段10，通過熱源段10內(nèi)貫通熱源段10和蒸發(fā)段容器1且密封兩者的熱傳導元件組5從流經(jīng)熱源段10的含塵熱煙氣18中吸取熱量并傳導入蒸發(fā)段6，間接加熱并蒸發(fā)按一定供液速度供給蒸發(fā)段容器1內(nèi)的液體16，液體16升溫和蒸發(fā)時通過熱傳導元件組5從含塵熱煙氣18中大量吸收所需的汽化潛熱和升溫所需的熱量，使含塵熱煙氣18溫度降低到某一目標控制溫度后從熱源段降溫后煙氣出口8排出至煙道；同時在蒸發(fā)段容器1中液體蒸發(fā)產(chǎn)生的具有一定壓力的蒸汽17可部分或全部通過連通蒸發(fā)段容器1和未經(jīng)收塵器凈化處理完畢的含塵煙氣的蒸汽管路通入含塵煙氣并與之有效混合，調質后的含塵煙氣19經(jīng)由收塵器凈化處理后排放。
如圖1-圖3所示，蒸發(fā)段容器1和未經(jīng)收塵器凈化處理完畢的含塵煙氣的混合方式有三種，其目的是利用汽化后的蒸氣使含塵煙氣達到增濕效果，圖1是蒸汽與降溫后的含塵煙氣在進入收塵器前混合的方式；圖2是蒸汽與降溫后的含塵煙氣在收塵器中收塵室前進行混合的方式；圖3是蒸汽與含塵熱煙氣在降溫前混合的方式。
實現(xiàn)上述方法的含塵熱煙氣18的溫度應該≥115℃；煙氣降溫后的目標控制溫度是根據(jù)調質所需降溫幅度和相應增濕的要求來具體確定，但必須高于降溫增濕調質后的煙氣實際酸露點溫度3℃及以上，以避免可能出現(xiàn)的局部結露對后續(xù)設備的腐蝕，而實際目標控制溫度在滿足此條件的前提下根據(jù)調質所需降溫幅度和相應增濕的要求來具體確定。由于煙氣中水蒸汽含量的增加是酸露點略有增高的因素，而煙氣降溫增濕后的煙塵會吸附煙氣中部分SO3和水份這又是煙氣酸露點趨于降低的因素，因此具體酸露點溫度應根據(jù)降溫后的實際工況來確定；煙氣的降溫幅度和相應的增濕目標是通過控制實際蒸發(fā)量來實現(xiàn)，在含塵熱煙氣流量、溫度和間接蒸發(fā)器的設計熱交換能力三者一定的條件下，實際蒸發(fā)量的控制則是通過控制向蒸發(fā)段容器內(nèi)單位時間的供液量和該容器內(nèi)的壓力來實現(xiàn)的。
蒸發(fā)段容器1內(nèi)的壓力P應控制在大于蒸發(fā)段容器1中的蒸汽流經(jīng)蒸汽管路3時的沿程阻力P1與蒸汽和煙氣混合處的煙氣壓力Pg之和，且小于等于0.8Mpa，即P1+Pg＜P≤0.8Mpa，以保證蒸汽靠蒸發(fā)段容器內(nèi)的自身壓力P向與煙氣混合處流動的要求，同時又不致于蒸發(fā)段容器1內(nèi)壓力過高使液體沸點增高進而影響液體蒸發(fā)。如果蒸發(fā)段容器1通往與煙氣混合處的距離很短，則可忽略蒸汽管路沿程阻力P1，此時從理論上講，只要滿足P＞Pg，蒸發(fā)段容器內(nèi)的蒸汽就可通過蒸汽管路3向與煙氣混合處流動。
在正常工作狀態(tài)下，由于蒸發(fā)段容器1相對于外部環(huán)境是密閉的，但與煙道含塵煙氣通過蒸汽管路3又是相連通的，而煙道和收塵器內(nèi)的煙氣相對于環(huán)境氣壓Ph又是處于負壓狀態(tài)，即處于抽吸狀態(tài)，同時蒸發(fā)段容器1內(nèi)有足夠的液體未充滿空間，這就表明只要間接蒸發(fā)器的熱傳導元件組5從熱源段傳導入蒸發(fā)段的溫度大于蒸發(fā)段容器1內(nèi)P所對應的液體沸點溫度tf且熱量足夠，就能使液體沸騰汽化。又因隨海拔高度增高，環(huán)境氣壓降低，而煙道氣壓相對于環(huán)境氣壓又處于負壓狀態(tài)，則煙氣相對于標態(tài)氣壓的負壓程度越高，即壓力越低。通過連通煙氣和蒸發(fā)段容器1的蒸汽管路3，利用煙氣的負壓抽吸作用可相應降低蒸發(fā)段容器內(nèi)的壓力P，根據(jù)壓力越低液體沸點越低的關系，則蒸發(fā)段容器中液體的沸點也會相應降低，從而使利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的溫度利用范圍Δt向下擴大，也就是說可以將煙氣余熱利用至更低的溫度，這十分有利于利用煙氣余熱來間接蒸發(fā)液體。如果被蒸發(fā)的液體為水，則標準大氣壓時的沸點為100℃，但由于煙道氣負壓的抽吸作用使蒸發(fā)段容器內(nèi)的壓力低于標準大氣壓，則該容器內(nèi)水的相應沸點也會低于100℃，此時只要通過熱傳導元件組5從熱源傳導入蒸發(fā)段容器1內(nèi)的溫度大于對應的沸點且熱量足夠，則完全可以使蒸發(fā)段容器1內(nèi)的液體沸騰汽化并產(chǎn)生溫度低于100℃、壓力低于1個標準大氣壓的水蒸氣，因此從煙氣余熱利用的角度而言，可以將煙氣余熱利用至100℃以下或更低的溫度。
本發(fā)明所述的液體16是指水或含有某種煙塵改性劑并在本發(fā)明利用煙氣余熱的溫度范圍內(nèi)可蒸發(fā)為蒸汽的溶液，為了保證煙氣負壓的抽吸力不致于通過蒸汽管路將蒸發(fā)段容器內(nèi)的液體吸入煙氣，間接蒸發(fā)器蒸發(fā)段容器中未蒸發(fā)液體對容器的未充滿度≥20％，并且蒸發(fā)段容器1內(nèi)蒸汽出口17的高度比液面和液體進口高度高500mm及以上。
間接蒸發(fā)器中的熱傳導元件組5的直段與水平面的夾角中小于90°的角應≥3°，該條件是考慮熱傳導元件組5傾斜放置時為保證熱傳導元件的熱傳導能力得以正常發(fā)揮而限定的。
調質后的煙氣20進入收塵器便于收塵處理，經(jīng)收塵器處理成煙塵排放符合環(huán)保要求的凈化后煙氣21通過正常排放口排放。
如圖4所示，一種實現(xiàn)上述方法的利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質裝置，由熱源段10、蒸發(fā)段容器1以及熱傳導元件組5組成，蒸發(fā)段容器1位于熱源段10之上并與熱源段10構成密封連接，熱傳導元件組5貫通于熱源段10和蒸發(fā)段容器1之間，且與熱源段10和蒸發(fā)段容器1構成密封連接關系，熱源段10一側設置有含塵熱煙氣進口11，熱源段10另一側設置有降溫后煙氣出口8，蒸發(fā)段容器1上部設置有供液管路接口13并與防垢器14相連接，蒸氣出口開關控制閥2并與蒸氣管路3相連接，蒸發(fā)段容器1內(nèi)蒸汽出口高度比液面和液體進口高度高500mm及以上，蒸發(fā)段容器1上部設置有安全閥15，側部下端設置有液體泄流控制閥12和排污閥7，蒸氣管路3連接未經(jīng)收塵器凈化處理完畢的含塵煙氣，降溫后煙氣出口8與收塵器之間的任何位置處設置有測溫元件9。
本發(fā)明的另一種熱交換方式，是在蒸發(fā)段容器1中在熱傳導元件組5的上部平面內(nèi)設置有與熱傳導元件組5的熱傳導元件一一對應開孔的液體分配板，用以將進入蒸發(fā)段容器1內(nèi)的液體均勻分布給熱傳導元件組5的各元件，進行熱交換。
上述僅為實現(xiàn)本發(fā)明中間蒸發(fā)器蒸發(fā)功能的基本構成，但不僅限于此，還可增加其它附件以增加相應功能，例如熱源段10的底部增加灰斗和放灰口，起到輔助收塵作用；蒸發(fā)段容器1中在熱傳導元件組5的上部或頂部設置若干個低壓噴液頭，利用液體進入蒸發(fā)段容器時的壓力通過噴頭直接向熱傳導元件組5噴淋，即噴即蒸發(fā)，以提高換熱強度，同時減輕蒸發(fā)段容器中未蒸發(fā)液體為間接蒸發(fā)器所增加的載荷等。
本發(fā)明的工作原理如下溫度大于等于115℃的含塵熱煙氣18從間接蒸發(fā)器的含塵熱煙氣進口11進入熱源段10，加熱在熱源段10中并貫通熱源段10和蒸發(fā)段6且密封兩者的熱傳導元件組5，液體16經(jīng)供液管路接口13流經(jīng)防垢器14進入蒸發(fā)段容器1內(nèi)，蒸發(fā)段容器1中的液體由熱傳導組5加熱至蒸發(fā)段容器1內(nèi)壓力P所對應的液體沸點tf使液體沸騰汽化，液體升溫和汽化所需的熱量由熱傳導元件組5從熱源段煙氣中吸取并傳導供給，同時使含塵熱煙氣18降溫至目標控制溫度，降溫后的煙氣19從降溫后煙氣出口8排入通往收塵器的煙道，蒸發(fā)段容器1內(nèi)液體蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽17經(jīng)蒸汽出口開關控制閥2通過蒸汽管路3按圖1、或圖2或圖3方式與煙氣連通并流入煙氣進行混合，從而使煙氣即降溫又增濕改性，起到調質作用，調質后的煙氣20經(jīng)由收塵器凈化處理后排放，這種調質技術達到了改善收塵器運行特性，提高收塵效率，減少煙氣中煙塵特別是微細顆粒排放的目的；由降溫后煙氣19中的測溫元件9的信號通過調控裝置使單位時間內(nèi)的供液量從0～最大蒸發(fā)量范圍內(nèi)調控，從而即控制了降溫幅度，也間接使單位時間內(nèi)的蒸汽產(chǎn)量控制在0～最大蒸發(fā)量范圍內(nèi)；蒸汽出口控制閥2在正常工作時處于開狀態(tài)，使蒸汽管路3連通蒸發(fā)段容器1和煙氣，當需要關斷連通狀態(tài)時處于關閉狀態(tài)；蒸發(fā)段容器1內(nèi)的液位采集器4的信號通過調控裝置控制供液裝置的供液速度；排污閥7用于檢修時排污或定期排污；泄流控制閥12用于蒸發(fā)段容器1中液位達到或超過設定的極限液位時泄放部分未蒸發(fā)的液體，以確保蒸發(fā)段容器1內(nèi)蒸汽出口與液位的高度差；安全閥14用于蒸發(fā)段容器1中壓力超限時的泄壓。
權利要求
1.一種利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法，其特征在于將含塵熱煙氣流經(jīng)間接蒸發(fā)器的熱源段，通過熱源段內(nèi)貫通熱源段和蒸發(fā)段容器且密封兩者的熱傳導元件組從流經(jīng)熱源段的含塵熱煙氣中吸取熱量并傳導入蒸發(fā)段，間接加熱并蒸發(fā)按一定供液速度供給蒸發(fā)段容器內(nèi)的液體，液體升溫和蒸發(fā)時通過熱傳導元件組從含塵熱煙氣中大量吸收所需的汽化潛熱和升溫所需的熱量，使含塵熱煙氣溫度降低到某一目標控制溫度后從熱源段煙氣出口排出至煙道；同時在蒸發(fā)段容器中液體蒸發(fā)產(chǎn)生的具有一定壓力的蒸汽可部分或全部通過連通蒸發(fā)段容器和未經(jīng)收塵器凈化處理完畢的含塵煙氣的蒸汽管路通入含塵煙氣并與之有效混合，調質后的含塵煙氣經(jīng)由收塵器凈化處理后排放。
2.如權利要求1所述的利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法，其特征在于所述含塵熱煙氣的溫度≥115℃。
3.如權利要求1所述的利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法，其特征在于所述煙氣降溫后的目標控制溫度是根據(jù)調質所需降溫幅度和相應增濕的要求來具體確定，且高于降溫增濕調質后的煙氣實際酸露點溫度3℃及以上。
4.如權利要求1所述的利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法，其特征在于煙氣的降溫幅度和相應的增濕目標是通過控制實際蒸發(fā)量來實現(xiàn)，在含塵熱煙氣流量、溫度和間接蒸發(fā)器的設計熱交換能力三者一定的條件下，實際蒸發(fā)量的控制則是通過控制向蒸發(fā)段容器內(nèi)單位時間的供液量和該容器內(nèi)的壓力來實現(xiàn)的。
5.如權利要求1或4所述的利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法，其特征在于所述蒸發(fā)段容器內(nèi)的壓力P應控制在大于蒸發(fā)段容器中的蒸汽流經(jīng)蒸汽管路時的沿程阻力P1與蒸汽和煙氣混合處的煙氣壓力Pg之和，且小于等于0.8Mpa，即P1+Pg＜P≤0.8Mpa。
6.如權利要求1所述的利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法，其特征在于通過連通蒸發(fā)段容器和煙氣的蒸汽管路，借助于煙氣負壓的抽吸作用來降低蒸發(fā)段容器中的壓力，從而降低容器內(nèi)液體的沸點，使利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣溫度的利用范圍向下擴大，將煙氣余熱利用至更低的溫度。
7.如權利要求1所述的利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法，其特征在于所述的液體是指水或含有某種煙塵改性劑并在本發(fā)明利用煙氣余熱的溫度范圍內(nèi)可蒸發(fā)為蒸汽的溶液，為了保證煙氣負壓的抽吸力不致于通過蒸汽管路將蒸發(fā)段容器內(nèi)的液體吸入煙氣，間接蒸發(fā)器蒸發(fā)段容器中未蒸發(fā)液體對容器的未充滿度≥20％，并且蒸發(fā)段容器內(nèi)蒸汽出口高度比液面和液體進口高度高500mm及以上。
8.如權利要求1所述的利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法，其特征在于間接蒸發(fā)器中的熱傳導元件的直段與水平面的夾角中小于90°的角應≥3°。
9.一種實現(xiàn)如權利要求1所述方法的利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質裝置，其特征在于該裝置由熱源段、蒸發(fā)段容器以及熱傳導元件組組成，蒸發(fā)段容器位于熱源段之上并與熱源段構成密封連接，熱傳導元件組貫通于熱源段和蒸發(fā)段容器之間，且與熱源段和蒸發(fā)段容器構成密封連接關系，熱源段一側設置有含塵熱煙氣進口，熱源段另一側設置有降溫后煙氣出口，蒸發(fā)段容器上部設置有供液管路接口并與防垢器相連接，蒸氣出口開關控制閥并與蒸氣管路相連接，蒸發(fā)段容器內(nèi)蒸汽出口高度比液面和液體進口高度高500mm及以上，蒸發(fā)段容器上部設置有安全閥，側部下端設置有液體泄流控制閥和排污閥，蒸氣管路與未經(jīng)收塵器凈化處理完畢的含塵煙氣相連通，在降溫后煙氣出口與收塵器之間設置有測溫元件。
10.根據(jù)權利要求9所述的煙氣凈化調質裝置，其特征在于所述蒸發(fā)段容器中在熱傳導元件組的上部平面內(nèi)設置有與熱傳導元件組的熱傳導元件一一對應開孔的液體分配板。
全文摘要
一種利用煙氣余熱間接蒸發(fā)液體的煙氣凈化調質方法及裝置，涉及一種對燃煤電廠、建材、冶金、化工等行業(yè)排放的含塵熱煙氣進行調質處理的方法和裝置，具體涉及電收塵或濾袋收塵領域。該裝置由熱源段、蒸發(fā)段容器以及熱傳導元件組組成，利用含塵熱煙氣的余熱通過熱傳導元件組間接蒸發(fā)液體，液體升溫和蒸發(fā)時通過熱傳導元件組從含塵熱煙氣中大量吸取所需的蒸發(fā)潛熱和升溫所需的熱量，使煙氣降溫至某一目標控制溫度，同時液體蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽管路通入收塵器之前或收塵器收塵室之前的含塵煙氣并與之有效混合，從而對含塵煙氣起到降溫、增濕、改性的調質作用，增強了收塵器對含塵煙氣的凈化處理效果，可以廣泛應用于對含塵熱煙氣的調質處理領域。
文檔編號B03C3/00GK1485140SQ03153928
公開日2004年3月31日 申請日期2003年8月20日 優(yōu)先權日2003年8月20日
發(fā)明者陶國龍 申請人:陶國龍