一种烟气消白和颗粒物协同脱除装置的制作方法

2021-03-03 06:03:06|

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[0001]
本实用新型属于燃煤锅炉烟气处理技术领域，特别涉及一种烟气消白和颗粒物协同脱除装置。

背景技术：

[0002]
煤炭一直以来都是我国主要的一次能源，约占我国一次能源消费总量的60％。燃煤锅炉作为煤炭燃烧利用的主要设备，广泛应用在热电厂、石油炼化和焦化等行业里；其运行过程中会造成大量的颗粒物、sox和nox等污染物排放，一般均需进行脱硝脱硫以及颗粒物脱除；其中，湿法脱硫包括石灰/石膏法、氨法、氧化镁法等工艺，是烟气脱硫的主要方法，约占我国脱硫市场的90％以上。
[0003]
然而，经湿法脱硫后形成的烟气由于温度较低(45℃～55℃)，含湿量较大，一般经由烟囱排出后会在出口形成白烟现象，造成有色烟羽和石膏雨的形成；排烟中含有的大量的可溶性颗粒物也是雾霾形成的主要来源之一，损害人们的健康；排烟中含有的大量水蒸气会随着烟气排出而逸出，造成水资源的极大浪费，对当地的生态环境造成影响，尤其是干旱缺水的地方。
[0004]
为了实现环保，燃煤锅炉烟气排放前需对其进行消白处理，抑制白烟现象的产生。烟气消白的机理一般是通过升温将湿烟气由饱和状态变为不饱和状态，防止水蒸气在烟囱出口相变凝结，抑制烟囱出口处液态水的形成，避免白烟的形成。
[0005]
申请号为201911005130.3的中国实用新型专利申请公开了一种烟气消白系统，其通过配套热泵机组，同时提供烟气脱水消白所需的冷量和热量，简化工艺和运行控制程序，实现烟气消白处理。申请号为201910672189.1的中国实用新型专利申请公开了一种烟气消白装置及方法，其通过布置循环水管路连接冷却塔和ggh换热器，实现烟气的脱水消白处理。上述技术方案虽然能有效控制燃煤锅炉烟气的消白，解决白烟污染问题，降低系统运行成本，实现节能减耗，但由于没有对烟气中的水蒸气进行回收，会造成水资源的浪费。
[0006]
申请号为201810669287.5的中国专利申请公开了一种燃煤烟气消白、减排与余热深度回收装置及系统，通过设置烟气余热回收单元和烟气消白单元，使烟气中的水蒸气被冷凝回收，降低排烟含湿量，减少白烟的形成。然而，由于对燃煤锅炉超低排放的要求和重视，经静电除尘器除尘的烟气在进行湿法脱硫时，烟气中颗粒物浓度会有所上升，而上述技术方案的实施无法实现颗粒物的再次脱除，后续可能需进一步安装湿式电除尘设备才能满足烟气中颗粒物的超低排放，不能满足实际需求。
[0007]
综上，亟需一种新的烟气消白和颗粒物协同脱除系统。

技术实现要素：

[0008]
本实用新型的目的在于提供一种烟气消白和颗粒物协同脱除装置，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本实用新型能够实现燃煤锅炉烟气白烟的消除，脱除烟气中颗粒物，且可实现烟气中的水蒸气冷凝回收。
[0009]
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0010]
本实用新型的一种烟气消白和颗粒物协同脱除装置，包括：
[0011]
烟气加热器，所述烟气加热器设置有热端烟气入口、热端烟气出口、冷端烟气入口和冷端烟气出口；所述烟气加热器的热端烟气入口用于与锅炉的烟气出口相连通；所述烟气加热器的冷端烟气出口用于排出消白和颗粒物脱除的烟气；
[0012]
脱硫塔，所述脱硫塔的进口与所述烟气加热器的热端烟气出口相连通；
[0013]
烟气冷凝器，所述烟气冷凝器设置有烟气入口、烟气出口、第一介质入口、第一介质出口和冷凝水出口；所述烟气冷凝器的烟气入口与所述脱硫塔的出口相连通；所述烟气冷凝器的烟气出口与所述烟气加热器的冷端烟气入口相连通；所述烟气冷凝器的第一介质入口用于通入待吸热的冷却介质；所述冷凝水出口用于通出冷凝水；
[0014]
空气冷却器，所述空气冷却器设置有第二介质入口、第二介质出口、空气入口和空气出口；所述空气冷却器的第二介质入口与所述烟气冷凝器第一介质出口相连通，所述空气冷却器的第二介质出口用于通出放热后的冷却介质；所述空气冷却器的空气入口用于通入待吸热的空气，所述空气冷却器的空气出口用于通出吸热后的空气。
[0015]
本实用新型的进一步改进在于，所述烟气冷凝器设有ptfe涂层。
[0016]
本实用新型的进一步改进在于，所述烟气冷凝器倾斜设置；其中，倾斜角度范围为15
°
～30
°
，所述烟气冷凝器的烟气入口高于所述烟气冷凝器的冷凝水出口。
[0017]
本实用新型的进一步改进在于，还包括：除尘器，所述除尘器设置有烟气入口和烟气出口；所述除尘器的烟气入口用于与锅炉的烟气出口相连通；所述除尘器的烟气出口通过烟气管道与所述烟气加热器的热端烟气入口相连通；其中，所述烟气管道设置有风机。
[0018]
本实用新型的进一步改进在于，所述冷却介质为除盐水。
[0019]
本实用新型的进一步改进在于，所述烟气加热器和所述烟气冷凝器均采用管壳式结构。
[0020]
本实用新型的进一步改进在于，所述空气冷却器采用管翅式结构。
[0021]
本实用新型的进一步改进在于，还包括：烟囱，所述烟囱与所述烟气加热器的冷端烟气出口相连通。
[0022]
本实用新型的进一步改进在于，还包括：冷凝水收集器，所述冷凝水收集器与所述烟气冷凝器的冷凝水出口相连通。
[0023]
本实用新型的进一步改进在于，还包括：除盐水水槽，所述除盐水水槽用于盛装除盐水；所述除盐水水槽通过除盐水进口管道与第一介质入口相连通；所述除盐水进口管道设置有水泵，用于泵送除盐水；第一介质出口通过除盐水出口管道与第二介质入口相连通，第二介质出口与所述除盐水水槽相连通。
[0024]
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
[0025]
本实用新型的系统，针对燃煤锅炉烟气排放中存在白烟以及颗粒物排放浓度升高的现象，通过在脱硫塔出口布置烟气冷凝器，利用经自然空气对流冷却的除盐水对烟气快速降温；通过烟气冷凝器倾斜布置，使烟气中经相变冷凝形成的液态水在换热器内部形成水帘，对烟气粉尘进行捕捉，达到颗粒物脱除的效果；经冷凝水回收装置完成水的回收，降温脱水后的烟气经脱硫塔前的高温烟气加热进行排出，完成烟气的最后消白。本实用新型的一种烟气消白和颗粒物协同脱除装置的应用，用于燃煤锅炉烟气的消白和颗粒物的同时
脱除。
[0026]
本实用新型中，烟气冷凝器采用涂有ptfe涂层材料，换热器传热性能好以及耐压、抗弯抗拉性能好，且通过ptfe涂层材料进行喷涂，保证换热器抗蚀性能好，能适用于低温酸性腐蚀性工作环境。
[0027]
本实用新型中，烟气冷凝器倾斜15
°
～30
°
进行布置，使经降温和相变凝聚形成的液态水能在换热器内部形成水帘，实现对烟气粉尘的捕捉达到除尘的效果，并在自身重力作用沿换热器管壁往冷凝水收集管道口流动，最终流入冷凝水收集器完成冷凝水的回收。
[0028]
本实用新型中，空气冷却器采用管翅式结构，利用自然对流的空气实现对除盐水进行冷却，简化系统并减少系统运行所需设备的数量，降低运营成本和实现节能减耗。
附图说明
[0029]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]
图1是本实用新型实施例的一种燃煤锅炉烟气消白和颗粒物协同脱除系统的结构示意图；
[0031]
图1中，1、锅炉；2、除尘器；3、烟气加热器；4、脱硫塔；5、除盐水进口管道；6、水泵；7、冷却空气出口；8、空气冷却器；9、冷却空气入口；10、除盐水出口管道；11、烟囱；12、烟气出口管道；13、除盐水水槽；14、冷凝水收集器；15、冷凝水收集管道；16、烟气冷凝器；17、烟气入口管道；18、风机。
具体实施方式
[0032]
为使本实用新型实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例。基于本实用新型公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
[0033]
本实用新型实施例的一种烟气消白和颗粒物协同脱除装置，包括：
[0034]
烟气加热器3，所述烟气加热器3设置有热端烟气入口、热端烟气出口、冷端烟气入口和冷端烟气出口；所述烟气加热器3的热端烟气入口用于与锅炉1的烟气出口相连通；所述烟气加热器3的冷端烟气出口用于排出消白和颗粒物脱除的烟气；
[0035]
脱硫塔4，所述脱硫塔4的进口与所述烟气加热器3的热端烟气出口相连通；
[0036]
烟气冷凝器16，所述烟气冷凝器16设置有烟气入口、烟气出口、第一介质入口、第一介质出口和冷凝水出口；所述烟气冷凝器16的烟气入口与所述脱硫塔4的出口相连通；所述烟气冷凝器16的烟气出口通过烟气入口管道17与所述烟气加热器3的冷端烟气入口相连通；所述烟气冷凝器16的第一介质入口用于通入待吸热的冷却介质；所述冷凝水出口用于通出冷凝水；
[0037]
空气冷却器8，所述空气冷却器8设置有第二介质入口、第二介质出口、空气入口和
空气出口；所述空气冷却器8的第二介质入口与所述烟气冷凝器16第一介质出口相连通，所述空气冷却器8的第二介质出口用于通出放热后的冷却介质；所述空气冷却器8的空气入口用于通入待吸热的空气，所述空气冷却器8的空气出口用于通出吸热后的空气。
[0038]
本实用新型实施例中，所述烟气冷凝器16设有ptfe涂层。
[0039]
本实用新型实施例中，所述烟气冷凝器16倾斜设置；其中，倾斜角度范围为15
°
～30
°
，所述烟气冷凝器16的烟气入口高于所述烟气冷凝器16的冷凝水出口。
[0040]
本实用新型实施例中，还包括：除尘器2，所述除尘器2设置有烟气入口和烟气出口；所述除尘器2的烟气入口用于与锅炉1的烟气出口相连通；所述除尘器2的烟气出口通过烟气管道与所述烟气加热器3的热端烟气入口相连通；其中，所述烟气管道设置有风机18。
[0041]
本实用新型实施例中，所述冷却介质为除盐水；所述空气冷却器8采用自然对流空气。
[0042]
本实用新型实施例中，所述烟气加热器3和所述烟气冷凝器16均采用管壳式结构；所述空气冷却器8采用管翅式结构。
[0043]
本实用新型实施例中，还包括：烟囱11，所述烟囱11通过烟气出口管道12与所述烟气加热器3的冷端烟气出口相连通。
[0044]
本实用新型实施例中，还包括：冷凝水收集器14，所述冷凝水收集器14通过冷凝水收集管道15与所述烟气冷凝器16的冷凝水出口相连通。
[0045]
本实用新型实施例中，还包括：除盐水水槽13，所述除盐水水槽13用于盛装除盐水；所述除盐水水槽13通过除盐水进口管道5与第一介质入口相连通；所述除盐水进口管道5设置有水泵6，用于泵送除盐水；第一介质出口通过除盐水出口管道10与第二介质入口相连通，第二介质出口与所述除盐水水槽13相连通。
[0046]
本实用新型实施例的一种烟气消白和颗粒物协同脱除装置的应用，用于燃煤锅炉1烟气的消白和颗粒物的同时脱除。
[0047]
请参阅图1，本实用新型实施例的一种燃煤锅炉烟气消白和颗粒物协同脱除系统，可用于燃煤锅炉烟气的消白和颗粒物的同时脱除，包括：烟气加热器3、烟气冷凝器16、空气冷却器8、水泵6、除盐水水槽13、冷凝水收集管道15、冷凝水收集器14和脱硫塔4；其中，烟气加热器3的热端烟气出口与脱硫塔4的入口相连通；脱硫塔4的出口与烟气冷凝器3的烟气侧入口相连通，在烟气冷凝器16的烟气侧出口底部设置冷凝水收集管道15，冷凝水收集管道15与冷凝水收集器14相连通；烟气冷凝器16的烟气侧出口与烟气加热器3的冷端烟气入口相连通；除盐水水槽13与水泵6的入口相连通，水泵6的出口与烟气冷凝器16的除盐水侧入口相连通；烟气冷凝器16的除盐水侧出口与空气冷凝器8的除盐水侧入口相连通，空气冷凝器8的除盐水侧出口与除盐水水槽13相连通。
[0048]
具体的，本实用新型实施例中，烟气加热器和烟气冷凝器采用管壳式结构；其中，烟气冷凝器采用涂有ptfe涂层材料不锈钢材料，保证换热器耐压、抗弯抗拉性能的同时解决其低温抗腐蚀性能。烟气冷凝器倾斜15
°
～30
°
进行布置，利用除盐水对烟气进行降温，使烟气中的水蒸气发生相变凝聚形成的液态水并在换热器内部形成水帘，实现对烟气粉尘的捕捉达到除尘的效果。此外，在烟气冷凝器烟气侧出口底部设置出水口，并与冷凝水收集管道相连通，使经相变冷凝形成的冷凝水在自身重力作用沿换热器管壁经冷凝水收集管道最终流入冷凝水收集器完成冷凝水的回收。空气冷却器采用管翅式结构，利用自然对流的空
气实现对除盐水进行冷却，简化系统并减少系统运行所需设备的数量，降低运营成本和实现节能减耗。
[0049]
综上，本实用新型实施例公开了一种燃煤锅炉烟气消白和颗粒物协同脱除系统，包括：烟气加热器、烟气冷凝器、空气冷却器、水泵、除盐水水槽、冷凝水收集管道、冷凝水收集器和脱硫塔。烟气加热器热端烟气出口与脱硫塔入口相连通，脱硫塔出口与烟气冷凝器烟气侧入口相连通，在烟气冷凝器烟气侧出口底部设置出水口，并与冷凝水收集器相连通。烟气冷凝器烟气侧出口与烟气加热器冷端烟气入口相连通，除盐水水槽与水泵入口相连通，水泵出口与烟气冷凝器除盐水侧入口相连通。烟气冷凝器除盐水侧出口与空气冷凝器除盐水侧入口相连通，空气冷凝器除盐水侧出口与除盐水水槽相连通。本实用新型可实现燃煤锅炉烟气白烟的形成同时脱除烟气中颗粒物，并且实现烟气中的水蒸气冷凝回收。
[0050]
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。

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