专利名称：氨法烟气脱硫副产物的烟气热源热管式蒸发装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于氨法烟气脱硫副产物硫酸铵料液的浓縮结晶的装置，特
别是氨法烟气脱硫副产物的烟气热源热管式蒸发装置。
背景技术：
煤炭是我国主要能源，而燃煤烟气中的二氧化硫对大气环境造成了严重的污染。因此燃煤烟气排放前必须进行脱硫处理。湿式氨法脱硫即是目前较为成熟的烟气脱硫的方法之一，它的副产物硫酸铵可作为化学肥料回收利用。 湿式氨法脱硫采用氨吸收烟气中的S(^，反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵被空气强制氧化，生成硫酸铵料液，料液结晶后再经分离干燥等常规处理即可制得硫酸铵化肥。对于氨法脱硫而言，硫酸铵的回收成本，即料液结晶的能耗直接影响到脱硫装置的经济性和工艺的可推广性。目前较常用的结晶方法是将硫酸铵料液从脱硫系统引出，采用蒸汽提供热能，将料液加热蒸发，达到浓縮结晶的目的。这种需用高温水蒸汽加热的传统方法能耗较高，运行成本较高。因此开发一种低能耗的硫酸铵蒸发装置就有很强的现实意义。
发明内容本实用新型的目的是提供一种高效节能的氨法烟气脱硫副产物的烟气热源热管式蒸发装置，它可充分利用烟气自身热量进行硫酸铵料液的浓縮结晶，以降低硫酸铵结晶能耗。 本蒸发装置包含蒸发器、换热器和循环泵，三者由循环管路相连接，蒸发器设有料
液进口管、料液出口管、蒸汽排出口和浆液排出口 ，所说换热器的腔内以隔板分隔为烟气室
和料液室，换热器内设有至少一根穿越隔板的热管，热管的蒸发段位于烟气室，冷凝段位于
料液室；烟气室设有烟气的进口管和出口管，料液室设有料液进口管和料液出口管，换热器
通过料液出口管与蒸发器的料液进口管相连接，循环泵连接于蒸发器的料液出口管与换热
器的料液进口管之间；热管是内含工质的全封闭真空管。 说的蒸发器的上部设有除雾器或挡水环。 所说的蒸发器的下部设有涡流十字挡板。 所说的换热器的烟气出口管上设有排灰口。 所说的换热器可以是单台设置或多台并联或串联设置。 所说的蒸发器也可以是单台设置或多台连接成蒸发器组。 所说热管为吸液芯热管、重力热管、两相闭式热虹吸管或重力辅助热管。 热管外壁设有强化传热的穿片、螺旋型缠绕片或纵向直肋翅片，其中以轴对称单
列纵向直肋翅片为佳。 本装置采用热管式换热器进行烟气与硫酸铵料液的热交换，热管内的工质吸收烟气热量而蒸发汽化，汽化后的工质气体与硫酸铵料液热交换，气体冷凝成液滴，冷凝液靠毛细压力或重力回到受热侧，同时工质放出的汽化潜热使料液被加热升温；热管内的工质反复地进行吸热蒸发、冷凝放热的相变过程，从而将烟气的热量不断传导给料液，升温后的料液在蒸发器内蒸发汽化，排出水蒸汽，同时料液被浓縮结晶，高浓度的硫酸铵浆液从蒸发器底部排出，送常规的后处理系统进一步脱水干燥，制成商品硫酸铵。本实用新型用高温原烟气( 一般为110 150°C )作为硫酸铵料液蒸发浓縮所需用的热源，无需外加高温水蒸汽，有效降低了能耗。 本装置采用热管式换热器，热传递速率快，传热效率高，可使烟气较快降温，从而减少了排烟动力，可有效减少进入脱硫系统的烟尘含量，有利于脱硫系统的稳定运行；利用烟气热量实现硫铵料液的蒸发结晶，有效节省了能耗；由于溶液蒸发和晶体的析出都在本装置中实现，因此脱硫系统的循环料液中基本无晶体的存在，有效避免了系统的堵塞和相关设备的磨蚀；由于热管换热器、蒸发分离室等构成的是强制循环蒸发体系，因此，不管相关设备相距多远和处于何种高度，都能实现闭路循环，适应性较广；热管换热器通过隔板使冷热流体完全分开，即使在运行过程单根热管因硫铵料浆的磨蚀、腐蚀发生损坏，也不会发生冷热流体的掺杂；由于烟气在管外壁流动横掠换热，其扰动性加强。再加上热管壁温高，管壁壁温高，管外始终呈干燥状态，因此，也就不会结焦不易粘附烟灰，因而它就能有效地防止堵塞。
图1是本实用新型氨法烟气脱硫副产物的烟气热源热管式蒸发装置的结构示意图。 图2是换热器结构示意图。 图中，1-换热器，2-循环泵，3-蒸发器，10-循环管路，11-换热器隔板，12-进烟接口 ， 13-出烟接口 ， 13-1-烟气排灰口 ， 14-换热器上室进口 ， 15-换热器上室出口 ， 16-烟气进口管，17-烟气出口管，18-热管，19-工质，31-除雾器，32-涡流十字挡板，33-蒸汽排出口 ，34-料液出口管，35-料液进口管，36-浆液排出口 。
具体实施方式如图l，本氨法烟气脱硫副产物的烟气热源热管式蒸发装置设有蒸发器3、换热器1和循环泵2及相应的循环管路10。换热器1结构见图2，换热器1内以隔板11分隔为烟气室(图示为下室)和料液室(图示为上室)，热管18穿过隔板11。热管18为封闭管，管内抽真空并设有工质19(乙醇、水或乙醇的水溶液)。 本装置工作原理如下见图l，原烟气由烟气进口 12通入换热器1下室(即烟气室)；来自脱硫系统的硫酸铵料液和后处理系统的回流料液，进入循环管路10，由循环泵2输送入换热器l上室(即料液室)。见图2，高温原烟气由烟气进口管16、进烟接口 12通入换热器1的下室，与热管18下部蒸发段内的工质19热交换，工质吸收烟气热量而汽化，蒸汽上升至热管18的上部(冷凝段)，与换热器1上室内的硫酸铵料液进行热交换，工质蒸汽放热冷凝，冷凝液下降回至热管18的蒸发段，冷凝放出的汽化潜热则被换热器1上室内的硫酸铵料液获得。工质19周而复始地在液相与气相之间变化，同时将烟气热量不断传递给硫酸铵料液。被加热后的料液通过泵2从进口 35入蒸发器3，料液中的水份蒸发汽化，从蒸汽排出口 33直接排空或真空冷却后排空，浓縮结晶后的高浓度的浆液从蒸发器3底部浆液排出口 36排出，送常规的后处理系统进一步脱水干燥，制成商品硫酸铵。降温后的烟气从换热器1出口管17排出去脱硫系统。 蒸发器3的顶部设置有除雾器(或挡水环)31，以防止蒸汽的二次夹带。 蒸发器3的下部的涡流十字挡板32可防止器内涡流的产生，从而减少蒸发循环泵
及循环管路的震动，维持稳定的料浆循环量。 出烟口 13设有排灰口 13-1，可及时清理烟气积灰。
权利要求氨法烟气脱硫副产物的烟气热源热管式蒸发装置，包含蒸发器、换热器和循环泵，三者由循环管路相连接；蒸发器设有料液进口管、料液出口管、蒸汽排出口和浆液排出口，其特征是所说换热器的腔内以隔板分隔为烟气室和料液室，换热器内设有至少一根穿越隔板的热管，热管的蒸发段位于烟气室，冷凝段位于料液室；烟气室设有烟气的进口管和出口管，料液室设有料液进口管和料液出口管，换热器通过料液出口管与蒸发器的料液进口管相连接，循环泵连接于蒸发器的料液出口管与换热器的料液进口管之间。
2. 根据权利要求1所述的氨法烟气脱硫副产物的烟气热源热管式蒸发装置，其特征是 所说热管为吸液芯热管、重力热管、两相闭式热虹吸管或重力辅助热管。
3. 根据权利要求2所述的烟气热源热管式蒸发装置，其特征是所说的蒸发器的上部设 有除雾器或挡水环。
4. 根据权利要求3所述的烟气热源热管式蒸发装置，其特征是所说的蒸发器的下部设 置涡流十字挡板。
5. 根据权利要求4所述的烟气热源热管式蒸发装置，其特征是所说换热器的烟气出口 管上设有排灰口。
6. 根据权利要求1或2或3或4或5所述的烟气热源热管式蒸发装置，其特征是热管 外壁设有强化传热的穿片、螺旋型缠绕片或纵向直肋翅片。
7. 根据权利要求6所述的烟气热源热管式蒸发装置，其特征是热管外壁设有轴对称单 列纵向直肋翅片。
8. 根据权利要求6所述的烟气热源热管式蒸发装置，其特征是所说换热器为单台设置 或多台并联或串联设置。
9. 根据权利要求6所述的烟气热源热管式蒸发装置，其特征是所说蒸发器为单台设置 或多台连接成蒸发器组。
专利摘要本实用新型涉及一种氨法烟气脱硫副产物的烟气热源热管式蒸发装置，包含蒸发器、换热器和循环泵，三者由循环管路相连接。蒸发器设有料液进口管、料液出口管、蒸汽排出口和浆液排出口，所说换热器的腔内以隔板分隔为烟气室和料液室，换热器内设有至少一根穿越隔板的热管；烟气室设有烟气的进口管和出口管，料液室设有料液进口管和料液出口管，换热器通过料液出口管与蒸发器的料液进口管相连接，循环泵连接于蒸发器的料液出口管与换热器的料液进口管之间。本装置利用烟气余热作为硫酸铵料液蒸发浓缩的热源，并通过热管高效传递热量，具有节能高效的特点。
文档编号B01D1/00GK201492952SQ200920233599
公开日2010年6月2日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者傅国光, 张学辉, 徐长香, 罗静 申请人:江苏新世纪江南环保有限公司