一种烟气消白烟系统的制作方法

本实用新型涉及化工、环保技术领域，尤其涉及一种烟气消白烟系统。

背景技术：

湿式烟气脱硫是目前市场上应用最为广泛的一种脱硫工艺，具有脱硫效率高、投资适中、结构简单等优点。但脱硫处理后的烟气直接通过烟囱排放造成白色烟羽，主要原因如下：

1)湿饱和烟气通过烟囱排放到大气后扩散过程中快速降温而冷凝析出液滴，形成白色烟羽；

2)湿法脱硫系统出口烟气含有少量未被除雾器充分收集的液滴、SO3气溶胶、飞灰等污染物，液滴中含有可溶盐等物质，上述物质可作为凝结核促进气相水在降温过程中快速冷凝并在凝结核上析出；

3)脱硫后湿饱和烟气在烟道和烟囱中流动过程中，由于风道和烟囱散热原因，有部分气相水冷凝，被烟气夹带排入大气，这也是造成白色烟羽的一个重要原因。

综上，消除湿法脱硫白色烟羽，不仅解决视觉污染，还可以对污染物深度减排，并增强烟气的扩散能力，环保意义重大。

最为传统的消除烟气白色烟羽的方法是利用烟气余热加热脱硫后烟气，即烟气再热，典型技术有GGH(Gas GasHeater)。然而该技术由于早期应用存在堵塞、泄露等问题，最终在中国市场逐步被弃用。随着环保要求的不断提高，经济发达地区部分电厂采用水媒式GGH技术方案，加热脱硫塔出口湿饱和烟气，在一定程度上实现白色烟羽的消除，因而得到了较多的应用。上述两种湿饱和烟气加热消除白色烟羽的技术，均是采用降低相对湿度的方法来消除白烟，烟气含水量未发生变化，只解决视觉污染，无法在消除白烟的同时协同脱除污染物。鉴于此，烟气冷凝再热工艺被提出，即先降低湿饱和烟气的温度，将烟气中部分水冷凝析出，在此过程中实现污染物的协同脱除。

烟气冷凝，需要大量的冷源将烟气中部分气相水冷凝析出，通常冷源采用循环冷却水。然而，一些工厂无法提供循环冷却水，单独设置循环水冷却装置不仅会增加系统投资，且冷却装置水消耗量高于烟气冷凝水收集量，无法实现减少排放到环境中的水蒸气量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种烟气消白烟系统和方法。

具体地，一方面，本实用新型提供了一种烟气消白烟系统，包括依次设置的第一烟气冷凝器、脱硫塔、第二烟气冷凝器、风机、除雾器、烟风掺混烟道和烟囱；

其中，第一烟气冷凝器的烟气出口与脱硫塔的入口连接，脱硫塔的出口与第二烟气冷凝器的烟气入口连接，第二烟气冷凝器的烟气出口与除雾器的入口连接，除雾器的出口与烟风掺混烟道的烟气入口连接，烟风掺混烟道的出口与烟囱连接；

其中，风机的出口与第二烟气冷凝器的空气入口连接，第二烟气冷凝器的空气出口与第一烟气冷凝器的空气入口连接，第一烟气冷凝器的空气出口与烟风掺混烟道的空气入口连接，烟风掺混烟道的出口与烟囱连接。

上述的烟气消白烟系统，所述烟气消白烟系统还包括电除尘器，其中，电除尘器的出口与所述第一烟气冷凝器的烟气入口连接。

上述的烟气消白烟系统，所述烟气消白烟系统还包括引风机，其中，所述电除尘器的出口与引风机的入口连接，引风机的出口与所述第一烟气冷凝器的烟气入口连接。

上述的烟气消白烟系统，所述烟气消白烟系统还包括引风机，其中，所述第一烟气冷凝器的烟气出口与引风机的入口连接，引风机的出口与所述脱硫塔的入口连接。

上述的烟气消白烟系统，所述第一烟气冷凝器与第二烟气冷凝器为间壁式换热器。

另一方面，本实用新型提供了一种烟气消白烟方法，包括如下步骤：

烟气在第一烟气冷凝器中与冷空气进行第一次热交换，降温后的烟气进入脱硫塔，烟气经脱硫塔脱硫后再输送至第二烟气冷凝器，在第二烟气冷凝器中烟气与冷空气进行第二次热交换，进一步冷却的烟气输送至除雾器除湿；除湿后的烟气在烟风掺混烟道中与来自第二烟气冷凝器的热空气掺混，最后，掺混烟气通过烟囱排出；

冷空气通过风机输送至第二烟气冷凝器与烟气进行第二次热交换，升温后的冷空气进入第一烟气冷凝器，再次吸收烟气中的热量成为热空气，热空气被输送至烟风掺混烟道，并与来自除雾器的烟气掺混，最后掺混烟气通过烟囱排出。

上述的烟气消白烟方法，所述第一次热交换进行前，烟气先经电除尘器除尘。

上述的烟气消白烟方法，所述烟气通过引风机输送至所述第一烟气冷凝器。

上述的烟气消白烟方法，所述第一次热交换前，冷空气的温度为30-70℃，烟气的温度为100-160℃；所述第一次热交换后，热空气的温度为70-130℃，烟气的温度为90-120℃。

上述烟气消白烟方法，所述第二次热交换前，冷空气的温度为-10-30℃，烟气的温度为40-70℃；所述第二次热交换后，冷空气的温度为30-70℃，烟气的温度为30-60℃。

本实用新型的技术方案具有如下的有益效果：

本实用新型的一种烟气消白烟系统和方法摒弃传统MGGH利用水作为传热介质，采用冷空气作为冷源，冷源和烟气换热吸收热量后转变为热源；热源作为掺混介质与冷凝后的湿饱和烟气混合，达到降低混合烟气含湿量目的。本实用新型具有投资成本低、运行费用低、白色烟羽消除效果好的优点。

附图说明

图1为本实用新型一些具体实施方式的工艺流程图，

1为电除尘器，2为引风机，3为第一烟气冷凝器，4为脱硫塔，5为风机，6为第二烟气冷凝器，7为除雾器，8为烟风掺混烟道，9为烟囱，10为烟气冷凝水出口。

具体实施方式

为了充分了解本实用新型的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本实用新型作详细说明。本实用新型的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。

本实用新型的一种烟气消白烟系统和方法摒弃传统MGGH利用水作为传热介质，采用冷空气作为冷源，冷源与脱硫塔出口湿饱和烟气换热吸收热量后，作为换热介质进入余热回收换热器进一步回收烟气余热，从而转变为热源；热源作为掺混介质与冷凝后的湿饱和烟气混合，达到降低混合烟气含湿量目的。

具体地，根据本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种烟气消白烟系统，包括依次设置的第一烟气冷凝器、脱硫塔、第二烟气冷凝器、风机、除雾器、烟风掺混烟道和烟囱；

其中，第一烟气冷凝器的烟气出口与脱硫塔的入口连接，脱硫塔的出口与第二烟气冷凝器的烟气入口连接，第二烟气冷凝器的烟气出口与除雾器的入口连接，除雾器的出口与烟风掺混烟道的烟气入口连接，烟风掺混烟道的出口与烟囱连接；

其中，风机的出口与第二烟气冷凝器的空气入口连接，第二烟气冷凝器的空气出口与第一烟气冷凝器的空气入口连接，第一烟气冷凝器的空气出口与烟风掺混烟道的空气入口连接，烟风掺混烟道的出口与烟囱连接。

其中，本实用新型的所述第一烟气冷凝器与第二烟气冷凝器为间壁式换热器。其中，本实用新型的间壁式换热器可以为板式换热器、套管式换热器、管壳式换热器。

其中，本实用新型的除雾器用于分离烟气冷凝器中输出的烟气中夹带的液滴，可按以下方式布置:水平型、人字型、V字型、组合型(如菱形、X型)。其中，生成的烟气冷凝水从烟气冷凝水出口排出。

其中，本实用新型的脱硫塔为空塔喷淋型、托盘型等类型的脱硫塔。脱硫塔用于脱除烟气中的SO2。

其中，本实用新型的烟风掺混烟道，包括烟气入口、空气入口及烟气出口。

优选地，在一些具体实施方式中，所述烟气消白烟系统还包括电除尘器，其中，电除尘器的出口与所述第一烟气冷凝器的烟气入口连接。电除尘器可在烟气进入第一烟气冷凝器前除去烟气中的飞灰等污染物，一方面可避免烟气中的飞灰堵塞冷凝器，另一方面可通过减少凝结核，避免气相水在降温过程中快速冷凝并在凝结核上的析出。

最优选地，在一些具体实施方式中，所述烟气消白烟系统还包括引风机，其中，所述电除尘器的出口与引风机的入口连接，引风机的出口与所述第一烟气冷凝器的烟气入口连接。具体的，如图1所示，所述烟气消白烟系统包括：电除尘器1、引风机2、第一烟气冷凝器3、脱硫塔4、风机5、第二烟气冷凝器6、除雾器7、烟风掺混烟道8、烟囱9和烟气冷凝水出口10。其中电除尘器1、引风机2、第一烟气冷凝器3、脱硫塔4、第二烟气冷凝器6、除雾器7、烟风掺混烟道8和烟囱9沿着烟气的流动方向依次设置，其中，电除尘器1与引风机2连接，引风机2与第一烟气冷凝器3连接，第一烟气冷凝器3与脱硫塔4连接，脱硫塔4与第二烟气冷凝器6连接，第二烟气冷凝器6与除雾器7连接，除雾器7与烟风掺混烟道8连接，烟风掺混烟道8与烟囱9连接。其中，风机5、第二烟气冷凝器6、第一烟气冷凝器3、烟风掺混烟道8与烟囱9沿着空气流通方向依次连接。

本实用新型通过设置引风机可以有效控制烟气的输送速度，保证烟气与冷空气的热交换效果，从而进一步保证烟气消白烟系统的有效进行。

可选地，在一些具体实施方式中，所述第一烟气冷凝器的烟气出口与引风机的入口连接，引风机的出口与所述脱硫塔的入口连接。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种烟气消白烟方法，包括如下步骤：

烟气在第一烟气冷凝器中与冷空气进行第一次热交换，降温后的烟气进入脱硫塔，烟气经脱硫塔脱硫后再输送至第二烟气冷凝器，在第二烟气冷凝器中烟气与冷空气进行第二次热交换，进一步降温的烟气输送至除雾器除湿；除湿后的烟气在烟风掺混烟道中与来第二烟气冷凝器的热空气掺混，最后，掺混烟气通过烟囱排出；

冷空气通过风机输送至第二烟气冷凝器与烟气进行第二热交换，升温后的冷空气进入第一烟气冷凝器再次吸收烟气中的热量成为热空气，热空气被输送至烟风掺混烟道，并与来自除雾器的烟气掺混，最后掺混烟气通过烟囱排出。

本实用新型中将在第一烟气冷凝器与第二烟气冷凝器中与烟气能够进行换热的空气定义为冷空气，将从第一烟气冷凝器中输出的并与烟气在烟气掺混烟道中进行掺混的空气定义为热空气。

本实用新型利用空气对烟气进行三级降湿最终彻底消除白色烟羽，其中，第一级降湿为脱硫塔入口的第一烟气冷凝器，经过降温后的烟气进入脱硫塔，极大的降低了脱硫塔的蒸发水量，从源头降低湿饱和烟气气相水含量。第二级降湿为脱硫塔出口的第二级烟气冷凝器，通过对脱硫塔出口湿饱和烟气降温并冷凝析出水，进一步降低饱和烟气气相水含量。第三级降湿为烟风掺混烟道中热空气与降温冷凝后的湿饱和烟气的掺混，在升高烟气温度的同时降低掺混烟气的相对湿度，从而最终彻底消除白色烟羽。本实用新型具有投资成本低、运行费用低、白色烟羽消除效果好的优点。

优选地，在一些具体实施方式中，所述烟气经电除尘器除尘后再输送至所述第一烟气冷凝器中进行所述第一次热交换。

优选地，在一些具体实施方式中，所述烟气通过引风机输送至所述第一烟气冷凝器。

优选地，在一些具体实施方式中，所述第一次热交换前，冷空气的温度为30-70℃，烟气的温度为100-160℃；所述第一次热交换后，热空气的温度为70-130℃，烟气的温度为90-120℃。所述第二次热交换前，冷空气的温度为-10-30℃，烟气的温度为40-70℃；所述第二次热交换后，冷空气的温度为30-70℃，烟气的温度为30-60℃。

在一些具体实施方式中，本实用新型通过调节风机和引风机的风速控制所述烟气和空气热交换后的温度。

实施例

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

采用如图1所示的烟气消白烟系统，在第一烟气冷凝器3中，空气与烟气进行换热，其中，烟气从入口温度140℃降低到111℃，空气由入口风温30℃升高至出口92℃，余热回收4925kW，烟气含湿量由14.06％降低到12.58％，脱硫塔4蒸发水量可减少约6.4t/h。烟气经脱硫塔4处理后，烟气由53℃降低到50.75℃，烟气量由471091Nm³/h减少到463139Nm³/h。

在第二烟气冷凝器6中，采用冷空气作为冷源，将脱硫塔4出口烟气由50.75℃冷却到49.25℃，温度降低1.5℃，烟气冷凝水量3.86t/h，烟气冷凝放热量2904kW，冷凝后烟气量458342Nm³/h。其中，冷空气入口温度-5℃，出口温度30℃，冷却空气量230000Nm³/h。

对于烟气再热，第一烟气冷凝器3输出的热空气直接与烟气在烟风掺混烟道8中掺混，掺混后烟风温度达到64.5℃，烟气含湿量降低至7.60％，排烟处无排烟现象。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。