专利名称：一种脱硫尾部烟气中水蒸气及热量回收系统及方法
技术领域：
本发明属于节能减排领域，涉及一种大型电站中脱硫尾部烟气中水蒸气及热量回收的系统及方法。
背景技术：
典型电厂中的用水单元分为循环冷却水系统、化学除盐水系统(锅炉补给水系统)、灰渣用水系统、工业冷却水系统、生活及消防水系统、杂用水系统和脱硫用水系统。随着水资源的紧缺，节水越来越受到人们的重视，对于电厂来说，节水有着重要的意义。湿法脱硫技术相比干法脱硫技术，一方面成本低，另一方面脱硫效率高，但其耗水量较大，据调研，电厂湿法脱硫系统用水占有50-70%之多，这成为干旱地区采用湿法脱硫的瓶颈。如果湿法脱硫补水量大幅度降低或者达到“零补水”，这将对干旱地区的电厂有着重要意义。湿法脱硫后的烟气含有大量的水蒸气，接近饱和。如果不采取任何措施，将其直接排放到大气中，造成大量的水蒸气损失，所以对水蒸气的回收越来越受到人们的重视。如果能降低烟气温度，水蒸气便可凝结，通过专门的装置，可将水分回收。经计算， 烟气温度降低10°c，大约回收水量90t/h(600MW机组)。此水量可以减少湿法脱硫系统补水或者完全抵消脱硫系统补水；另一方面，烟气中的水蒸气含有大量的汽化潜热，此热量巨大，如果全部回收，若把回收热量对等发电功率，可以降低煤耗约30g/kw.h。可以看出脱硫后烟气中水蒸气的回收意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够达到脱硫“零补水”要求，即在干旱地区的电厂， 也可以采用湿法脱硫，并能将此段烟气热量以及水蒸气汽化潜热全部回收的脱硫尾部烟气中水蒸气及热量回收系统及方法。为达到上述目的，本发明的系统包括包括布置在脱硫塔上部的回收热换热器和冷却换热器，其中回收热换热器与外设热利用设备相连，冷却换热器与安装在冷却塔内的换热器相连构成闭合循环回路，且回收热换热器的进口冷却水管、出口冷却水管分别通过进口联络门及出口联络门与冷却换热器的进口冷却水管、出口冷却水管相连通。本发明的冷却换热器的出口管路上安装有冷却水泵。所述的脱硫塔内位于回收热换热器和冷却换热器的上端还安装有除雾器。所述的回收换热器采用一级以上并与冷却换热器并列布置。所述的回收热换热器和冷却换热器的冷却水的进水温度温低于烟气温度5-50°C。所述的回收热换热器和冷却换热器的结构根据烟气温度及水蒸气含量得到。本发明的方法如下1)首先，脱硫烟气通过安装在脱硫塔上端的回收热换热器和冷却换热器后水蒸气凝结，水分回收至脱硫系统，除雾器提高水分回收效率；
2)脱硫塔的热量通过回收热换热器回收，其余热量通过与冷却塔相连通的冷却换热器冷却；3)当不需要热量利用时，通过调节联络门，将冷却塔内的冷却水引入回收热换热器，用来冷却此段的烟气。本发明在脱硫塔顶部布置回收热换热器和冷却换热器，烟气流经换热器冷却后， 其中的水蒸气发生凝结，被回收至脱硫系统中；烟气释放的热量以及水蒸气释放的汽化潜热或被利用或经过冷却塔进行散热。此方法对电厂节水起到积极作用，尤其对于燃烧褐煤的电厂，可以达到脱硫“零补水”的要求，即在干旱地区的电厂，也可以采用湿法脱硫，相比干法脱硫；将此段烟气热量以及水蒸气汽化潜热全部回收，若把回收热量对等发电功率，则可降低煤耗约30g/kw. h。
图1是本发明实施例的结构示意图；图2是图1的A-A剖面图；图3是冷却塔内换热器布置图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。实施例，参见图1、2、3，本发明包括并列布置在脱硫塔4上部的回收热换热器2和冷却换热器3，脱硫塔4内位于回收热换热器2和冷却换热器3的上端还安装有除雾器1， 其中回收热换热器2与外设热利用设备即化学水相连，冷却换热器3与安装在冷却塔7内的换热器相连构成闭合循环回路以减少水分损失，且回收热换热器的进口冷却水管、出口冷却水管分别通过进口联络门5及出口联络门5'与冷却换热器的进口冷却水管、出口冷却水管相连通，在冷却换热器3的出口管路上安装有冷却水泵6。本发明的工作过程是1)首先，安装在脱硫塔4顶部的回收热换热器2和冷却换热器3的结构根据烟气温度及水蒸气含量计算得到；用来提高水分回收效率的除雾器1安装在回收热换热器2和冷却换热器3的上端，脱硫烟气水蒸气含量极大，当烟气通过此段换热器后，将有大量水蒸气凝结，水分回收至脱硫系统；2)脱硫塔的热量通过回收热换热器回收，其余热量通过与冷却塔相连通的冷却换热器冷却；3)当不需要热量利用时，通过调节联络门，将冷却塔7的冷却水引入回收热换热器，用来冷却此段的烟气。本发明的优点在于脱硫塔出口的烟气，其水分含量极大，并且水蒸汽的气化潜热也极大，这对干旱地区采用湿法脱硫有着重要意义，并且可以回收大量水蒸汽的气化潜热，有利于降低煤耗。本系统可以使北方干旱地区的大型电厂采用湿法脱硫技术，相比干法脱硫技术节约成本5亿余元(60(MW机组)；本系统可回收水分90t/h (600MW机组)，可以计算，每年节水约77万t ；
如果将回收全部热量利用，若把回收热量对等发电功率，可降低发电煤耗约30g/ kw. h0
权利要求
1.一种脱硫尾部烟气中水蒸气及热量回收系统，其特征在于包括布置在脱硫塔(4) 上部的回收热换热器和冷却换热器，其中回收热换热器与外设热利用设备相连，冷却换热器与安装在冷却塔(7)内的换热器相连构成闭合循环回路，且回收热换热器的进口冷却水管、出口冷却水管分别通过进口联络门(5)及出口联络门(5')与冷却换热器的进口冷却水管、出口冷却水管相连通。
2.根据权利要求1所述的脱硫尾部烟气中水蒸气及热量回收系统，其特征在于所述的冷却换热器的出口管路上安装有冷却水泵(6)。
3.根据权利要求1所述的脱硫尾部烟气中水蒸气及热量回收系统，其特征在于所述的脱硫塔(4)内位于回收热换热器和冷却换热器的上端还安装有除雾器(1)。
4.根据权利要求1所述的脱硫尾部烟气中水蒸气及热量回收系统，其特征在于所述的回收换热器采用一级以上并与冷却换热器并列布置。
5.根据权利要求1所述的脱硫尾部烟气中水蒸气及热量回收系统，其特征在于所述的回收热换热器和冷却换热器的冷却水的进水温度温低于烟气温度5-50°C。
6.根据权利要求1所述的脱硫尾部烟气中水蒸气及热量回收系统，其特征在于所述的回收热换热器和冷却换热器的结构根据烟气温度及水蒸气含量得到。
7.—种如权利要求1所述系统的脱硫尾部烟气中水蒸气及热量的回收方法，其特征在于1)首先，脱硫烟气通过安装在脱硫塔上端的回收热换热器和冷却换热器后水蒸气凝结，水分回收至脱硫系统，除雾器提高水分回收效率；2)脱硫塔的热量通过回收热换热器回收，其余热量通过与冷却塔相连通的冷却换热器冷却；3)当不需要热量利用时，通过调节联络门，将冷却塔7的冷却水引入回收热换热器，用来冷却此段的烟气。
全文摘要
一种脱硫尾部烟气中水蒸气及热量回收系统及方法，在脱硫塔顶部布置换热器，换热器分为两级或多级，烟气流经换热器冷却后，其中的水蒸气发生凝结，被回收至脱硫系统中；烟气释放的热量以及水蒸气释放的汽化潜热或被利用或经过冷却塔进行散热。本发明对电厂节水起到积极作用，尤其对于燃烧褐煤的电厂，可以达到脱硫“零补水”的要求，即在干旱地区的电厂，也可以采用湿法脱硫，相比干法脱硫，节约成本约5亿人民币；将此段烟气热量以及水蒸气汽化潜热全部回收，若把回收热量对等发电功率，则可降低煤耗约30g/kw.h。
文档编号B01D5/00GK102512929SQ20111037603
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者司纪朋, 牛奔, 王新民, 许超, 谭厚章 申请人:西安交通大学