一种烟气处理系统和湿法脱硫机组的制作方法

文档序号:11573850阅读:212来源:国知局

本发明涉及烟气处理领域,具体地,涉及一种烟气处理系统和湿法脱硫机组。



背景技术:

自2013年以来,我国中东部地区出现持续雾霾天气,给人民群众的生产生活和身体健康都造成了严重影响,火电厂烟气污染物排放等污染源的治理也更加引起了新一届政府、国家发展改革委、环保部等的高度重视。2014年9月国家能源局发布了“煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)”,提出严控大气污染物排放:“东部地区(辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市)新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米),中部地区(黑龙江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省)新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值,鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值”。

其中湿法石灰石洗涤法是当今世界各国应用最多和最成熟的脱硫工艺,也是现阶段国内火电厂脱硫的主导工艺。

由于烟气—烟气加热器(以下简称GGH)的设备资金投入大、增压风机容量和电耗高导致厂用电提高,造成GGH运行、检修和改造费用相当高。同时,GGH还是造成烟气脱硫装置(以下简称FGD)事故停机的主要设备之一,所以目前燃煤机组的脱硫装置主流类型是不设GGH,烟囱多为湿烟气工作状态。

湿法脱硫工艺中,当不设GGH加热器加热系统时,FGD出口烟气温度一般较高。由于经湿法脱硫,石灰石-石膏湿法脱硫装置后饱和湿烟气由烟囱直接排出。湿烟气携带有少量雾滴,且在排入大气的过程中,烟温有所降低,净烟气携带的饱和水蒸汽随烟温降低冷凝析出,烟囱出口水滴的出现产生了“白烟”现象,会造成严重的视觉污染,当环境温度较低时这种现象更为明显。

此外,由于烟气湿度增加、温度降低,烟气极易在烟囱的内壁结露,烟囱中的烟气呈正压运行,烟气中残余的三氧化硫溶解后,形成腐蚀性很强的稀硫酸液,特别是当酸液的温度在40-80℃时,对烟囱内壁材料的腐蚀性极强,迫使电厂采用更昂贵工艺来解决烟囱的腐蚀问题。

现有技术对烟囱中饱和湿烟气问题的主要方法是设置烟气再加热装置,将脱硫后的净烟气加热至过热状态,且保证烟气在烟囱出口仍适度过热,这是改善“白烟”现象的有效措施。

烟气再加热装置可分为回转式、热媒水管式、直燃式、电加热式等多种型式,近年来国内改造项目中还开发了热二次风混合式烟气再热技术。

但无论是哪种方法都是牺牲了电厂整个系统的热经济来解决上述问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的湿法脱硫机组排放烟气中含有水分造成视觉污染以及烟囱管内壁腐蚀的问题,提供一种烟气处理系统和湿法脱硫机组。

本实用新型提供的烟气处理系统,该系统包括烟气脱硫装置、气水换热器和烟囱;

其中,所述气水换热器的烟气进口与所述烟气脱硫装置的烟气出口连通,所述气水换热器的烟气出口与所述烟囱内的烟囱管的烟气进口连通。

优选地,所述系统还包括除尘器和引风机,其中,所述烟气脱硫装置的烟气进口与所述引风机的烟气出口连通,所述引风机的烟气进口与所述除尘器的烟气出口连通。

优选地,所述气水换热器内设置有多个换热管,每个换热管各自独立地注入和排出换热介质。

优选地,所述气水换热器内设置有两个换热管,并且这两个换热管沿着所述气水换热器内的烟气流动方向依次排布。

优选地,靠近所述气水换热器的烟气出口的换热管的入口与生活水供给源连通,靠近所述气水换热器的烟气进口的换热管的入口与湿法脱硫机组中的凝结水供给源连通。

优选地,所述气水换热器和所述烟囱管的底部分别设置有收水装置。

优选地,所述烟囱管内壁沿着烟气的流动方向依次设置有多个收水平台,并且各个收水平台通过降液管连通,所述烟囱管底部的收水装置用于接收通过所述降液管流出的水。

优选地,所述系统还包括凝结水回收装置,所述凝结水回收装置分别与所述气水换热器和所述烟囱中的收水装置连通。

优选地,所述凝结水回收装置为脱硫工艺水箱。

本实用新型提供的湿法脱硫机组,该湿法脱硫机组中的烟气处理系统为上述的烟气处理系统。

与现有技术相比,本实用新型所述的烟气处理系统的优点在于:

(1)通过本烟气处理系统,可以把饱和湿烟气中的水分从烟气中脱离出来,避免烟囱出口产生雾滴、出现“白烟”现象,造成视觉污染;

(2)防止烟气中残余的三氧化硫溶解于饱和湿烟气中的水分,形成稀硫酸液,在高温下腐蚀烟囱管内壁;

(3)回收饱和湿烟气的残热,将这部分残热用来加热凝结水泵出口的凝结水与生活用水,节省机组中用于供热的蒸汽,节省下来的蒸汽可以返回汽轮机继续做工,提高能量的利用率,具有良好的节能效益;

(4)回收饱和湿烟气中的水分,最大限度减少湿法石灰石洗涤工艺中的水损失,节省脱硫塔的脱硫用水,降低电厂用水成本,经济性好;

(4)整个系统的主要投资部分包括气水换热器、气水管道及阀门和生活用水泵的耗电成本,投资小,维护简单。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型,但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:

图1是本实用新型提供的烟气处理系统示意图。

附图标记说明

1、凝汽器;2、凝结水泵;3、除尘器;4、引风机;5、烟气脱硫装置;6、气水换热器;7、收水装置I;8、烟囱;9、烟囱管;10、收水装置II;11、水分回收装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。

如图1所示,本实用新型提供的烟气处理系统包括烟气脱硫装置5、气水换热器6和烟囱8,其中,所述气水换热器6的烟气进口与所述烟气脱硫装置5的烟气出口连通,所述气水换热器6的烟气出口与所述烟囱8内的烟囱管9的烟气进口连通。所述烟气脱硫装置5排放的烟气经气水换热器6冷却后流入烟囱8内的烟囱管9,最终经烟囱排放至大气。

本实用新型提供的烟气处理系统还包括除尘器3和引风机4,其中,所述烟气脱硫装置5的烟气进口与所述引风机4的烟气出口连通,所述引风机4的烟气进口与所述除尘器3的烟气出口连通。湿法脱硫机组产生的烟气经过除尘器3的除尘工艺,被引风机4引入烟气脱硫装置5。

为了保证饱和湿烟气充分冷却,优选地,所述气水换热器6内可以设置多个换热管,每个换热管各自独立地注入和排出换热介质。一般情况下,换热管为表面式换热管,换热介质和烟气分别从换热管壁的内、外两侧流过,通过管壁换热。

根据本实用新型,所述气水换热器6内可以进一步优选为设置两个换热管,并且这两个换热管沿着所述气水换热器6内的烟气流动方向依次排布。

根据本实用新型,为了回收饱和湿烟气的残热,优选地,所述气水换热器的换热介质可以选自电厂的生活用水和机组中的凝结水,其中,将换热介质的引入的装置的连接方式包括:靠近所述气水换热器6的烟气出口的换热管的入口与生活水供给源连通,靠近所述气水换热器6的烟气进口的换热管的入口与湿法脱硫机组中的凝结水供给源连通。一般情况下,机组中的凝结水水温不高于40℃,可以将所述烟气脱硫装置5出口排放的烟气的温度冷却至不高于42℃;生活用水水温不高于20℃,可以将经过靠近所述气水换热器6的烟气进口的换热管冷却后的烟气的温度冷却至不高于22℃。

根据本实用新型,为了回收饱和湿烟气中的水分,所述气水换热器6和所述烟囱管9的底部分别设置有收水装置。

根据本实用新型,为了防止烟气在烟囱中因排烟上升降温过程中冷凝的水分无法直接滴落或顺着烟囱内壁滑落至底部的收水装置,尤其是直径大于1mm的大液滴,优选地,所述烟囱管9内壁沿着烟气的流动方向依次设置有多个收水平台,并且各个收水平台通过降液管连通,用于将各个收水平台收集的水分汇流至下一个收水平台,所述烟囱管9底部的收水装置用于接收通过所述降液管流出的水。

根据本实用新型,为了回收再利用饱和湿烟气中的水分,所述系统还可以包括凝结水回收装置11,其中,所述凝结水回收装置11分别与所述气水换热器6和所述烟囱8中的收水装置连通。为了利用自身势能,使收集到的水分可以自动流入至所述凝结水回收装置11中,优选地,所述凝结水回收装置11的位置低于所述气水换热器6和所述烟囱8的位置。

根据本实用新型,为了减少脱硫塔的脱水用水,所述凝结水回收装置11可以优选为脱硫工艺水箱。

本实用新型还提供了一种湿法脱硫机组,该湿法脱硫机组中的烟气处理系统为上述的烟气处理系统。

以下通过具体的实施例对本实用新型进行说明。

实施例1

如图1所示,本实用新型提供的烟气处理系统包括除尘器3、引风机4、烟气脱硫装置5、气水换热器6、烟囱8和脱硫工艺水箱11,其中,所述气水换热器6的烟气进口与所述烟气脱硫装置5的烟气出口连通,所述气水换热器6的烟气出口与所述烟囱8内的烟囱管9的烟气进口连通;所述烟气脱硫装置5的烟气进口与所述引风机4的烟气出口连通,所述引风机4的烟气进口与所述除尘器3的烟气出口连通;所述气水换热器6和所述烟囱管9的底部分别设置有收水装置;所述脱硫工艺水箱11分别与所述气水换热器6和所述烟囱8中的收水装置连通,并且所述脱硫工艺水箱11的位置低于所述气水换热器6和所述烟囱8的位置;所述气水换热器6内设置两个换热管,并且这两个换热管沿着所述气水换热器6内的烟气流动方向依次排布,靠近所述气水换热器6的烟气出口的换热管的入口与生活水供给源连通,靠近所述气水换热器6的烟气进口的换热管的入口与湿法脱硫机组中的凝结水供给源连通;所述烟囱管9高约210m,所述烟囱管9内壁沿着烟气的流动方向依次设置有15个收水平台(从60m以上开始设置收水平台),各收水平台间隔10m,并且各个收水平台通过降液管连通,所述烟囱管9底部的收水装置用于接收通过所述降液管流出的水。

本实用新型提供的烟气处理系统启动时,机组中锅炉出口的烟气经过所述除尘器3的除尘工艺,被所述引风机4引入所述烟气脱硫装置5,经所述烟气脱硫装置5进行脱硫工艺后排放的烟气经过所述气水换热器6冷却后流入所述烟囱8内的烟囱管9,最终经所述烟囱管9进一步冷却后排放至大气。烟气经过所述气水换热器6冷却时,会凝结析出水分,落入底部的收水装置;烟气经过所述烟囱管9时会进一步冷却,凝结析出的水分落入所述烟囱管9内壁沿着烟气的流动方向依次设置的收水平台,最终通过降液管汇流至所述烟囱管9底部的收水装置,最终利用自身势能,自动流入至所述脱硫工艺水箱11中,供脱硫塔脱水使用。

其中,所述凝结水供给源温度为40℃,将所述烟气脱硫装置5出口排放的烟气温度冷却至42℃;考虑到烟囱的自拔力,烟囱出口烟气必须高于环境温度,所述生活水供给源温度为20℃,将经过靠近所述气水换热器6的烟气进口的换热管冷却后的烟气的温度冷却至22℃。

通过本实用新型所述的技术方案,可以将饱和湿烟气中的水分从烟气中脱离出来,避免湿法脱硫机组的烟囱出口处产生雾滴、出现“白烟”现象,造成视觉污染,并防止烟气中残余的三氧化硫溶解于饱和湿烟气中的水分,形成稀硫酸液,在高温下腐蚀烟囱管内壁;其次,从烟气中脱离出来的水分可以回收再利用,降低电厂用水成本,经济性好;此外,脱水过程中的残热可以用来加热凝结水泵出口的凝结水与生活用水,提高能量的利用率,具有良好的节能效益和经济效益。本实用新型可广泛适用于各种湿法脱硫机组,尤其是1000MW湿法脱硫机组。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

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