一种基于热管换热技术的烟气深度治理及余热回收装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于热管换热技术的烟气深度治理及余热回收装置，是一种环保节能装置，是一种治理燃煤烟气排放的装置，是一种燃煤锅炉的节能减排的装置。

背景技术：

现有的电厂均设置了脱硫除尘装置，而90%以上采用的是湿法脱硫，烟气在湿法脱硫后从吸收塔排出的净烟气温度45℃~55℃，此时的烟气通常是饱和湿烟气，烟气中含有大量水蒸汽，水蒸汽中含有较多的溶解性盐、SO3、凝胶粉尘、微尘等（都是形成雾霾的主要成分)。如果烟气由烟囱直接排出，进入温度较低的环境空气中，由于环境空气的饱和湿度比较低，在烟气温度降低过程中，烟气中的水蒸汽会凝结形成湿烟羽。造成对大气的不仅是视觉的而且是实质上污染。近两年，采取的措施是烟气经过湿式电除尘器除去含湿气体中的一部分尘、酸雾、水滴、气溶胶、臭味等有害物质后，通过烟囱排入到大气中。目前更多的采用方法是对原烟气降温、净烟气先降温后升温的方式。具体地讲是从吸收塔排出的净烟气在冷凝器中先采用循环水降温。通过热媒水将原烟气的热量传递给经冷凝器降温后的净烟气将烟温升高后，经烟囱排放至大气。由于原烟气和净烟气流量大、腐蚀性强、热容量大，造成选用的常规管壳式换热器体积庞大、造价昂贵。另外所选工艺方法要消耗大量循环水，对公用工程提出很高的要求，如公用工程无法满足，则需设计复杂的循环水降温装置。如何降低烟气的温度，还需要进一步的解决。

技术实现要素：

为了克服现有技术的问题，本实用新型提出了一种基于热管换热技术的烟气深度治理及余热回收装置。所述的装置采热管技术，利用空气热交换降温的方式，降低排出烟气的温度，再将这部分热交换被加热的空气引入一次风中，利用其中的热量加入燃烧过程，提高燃烧效率。

本实用新型的目的是这样实现的：一种基于热管换热技术的烟气深度治理及余热回收装置，包括依次连接的：锅炉、省煤器、脱硝器、回转式空预器、除尘器、锅炉引风机、原烟道、吸收塔、净烟道、烟囱；所述的回转式空预器还连接一次风机，所述的原烟道上设置烟气降温换热器、净烟道上设置消白换热器，所述的烟气降温换热器和消白换热器还连接有预热空气连接管，所述的预热空气连接管依次连接消白风机、消白换热器、烟气降温换热器和所述的一次风机；所述的烟气降温换热器和消白换热器是热管换热器。

进一步的，所述的热管换热器包括上下两部分，上部为冷凝腔，下部为蒸发腔，所述的冷凝腔和蒸发腔之间是导热隔板，所述的导热隔板上竖直的密集排列多根热管；所述的冷凝腔与预热空气连接管连接；所述的蒸发腔与原烟道或净烟道连接。

进一步的，所述的消白换热器设有冷凝水收集箱，所述的冷凝水收集箱依次连接冷凝水泵和制浆设备连接。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型利用两组热管式换热器，分别将净烟气、原烟气的热量回收至空气，作为锅炉一次风，提高了锅炉一次风的温度，达到节能降耗的目的。同时被空气冷却的净烟气温度，降低有效解决电厂烟囱冒白烟现象，避免了电厂周围下石膏雨现象。析出的烟气冷凝水可以回收利用，降低了脱硫装置对工艺水的消耗，原烟气温度的降低，进一步降低了吸收塔对工艺水的消耗。相较于其它技术，本实用新型运行稳定，同时达到了消除白烟的烟气深度治理和节能降耗双重作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的实施例一所述装置的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例二所述热管换热器的结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种基于热管换热技术的烟气深度治理及余热回收装置，如图1所示。本实施例包括依次连接的：锅炉1、省煤器2、脱硝器3、回转式空预器4、除尘器5、锅炉引风机6、原烟道7、吸收塔8、净烟道9、烟囱10；所述的回转式空预器还连接一次风机11，所述的原烟道上设置烟气降温换热器12、净烟道上设置消白换热器13，所述的烟气降温换热器和消白换热器还连接有预热空气管14，所述的预热空气管依次连接消白风机15、消白换热器、烟气降温换热器和一次风机；所述的烟气降温换热器和消白换热器是热管换热器。图1中的双实线表示烟气的流动路径，粗实线表示空气的流动路径。

本实施例采用既降低净烟气、原烟气温度又回收烟气余热的技术路线，旨在用一种新的工艺路线实现节能减排的目的。该技术路线所用到的换热器采用高效的热管换热器，可以实现高效换热，节省投资和运行费用。

所述的烟气降温换热器和消白换热器将原烟气和净烟气中的热量吸收，在降低原烟和净烟的温度的同时预热空气，之后将预热的空气加入到一次风中，提高一次风的温度，达到节能降耗的目的。

预热空气由消白风机驱动，空气首先经过消白热管换热器的冷凝段，吸收净烟气的热量后空气温度升高，并使得净烟气温度降低，析出烟气冷凝水；温度初步升高的空气再流经烟气降温热管换热器，空气进一步升温，同时将原烟气温度降低。回收了净烟气、原烟气热量的空气被输送至锅炉一次风机入口，经一次风机增压后作为锅炉助燃风。

利用消白风机驱动的温度较低的空气吸收净烟气中的热量，并使净烟气温度降低，达到烟气深度治理的目的，升温后的空气经过原烟气再热，进一步回收原烟气中的热量，再将这些经过预热的空气送入一次风机中，使能量得到梯度利用。

被空气冷却的净烟气温度降低，对净烟气有进一步的净化作用，能够使净烟气中携带的部分烟尘、石膏和可溶盐随冷凝水析出，有效解决电厂烟囱冒白烟现象，避免了电厂周围的石膏雨，从而使净烟气排放至大气中的污染物浓度下降。

净烟冷却后所析出的烟气冷凝水可以回收利用。冷凝水经过石灰粉制浆设施制成石膏等产品出售，多余的水体可用于脱硫工艺，减少了脱硫工艺的水消耗。

而原烟气温度的降低，意味着吸收塔负荷的减小，降低了吸收塔对工艺水的消耗。

本实施例选择空气与原烟气和净烟气热交换的换热器采用既经济又高效可靠的热管换热器。热管换热器较常规管壳式换热设备更安全、可靠，可长期连续运行。更为重要的是热管换热器换热效率高，设备尺寸较小，设备投资较少，运行费用低。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于热管换热器的细化。本实施例所述的热管换热器包括上下两部分，上部为冷凝腔16，下部为蒸发腔17，所述的冷凝腔和蒸发腔之间是导热隔板18，所述的导热隔板上竖直的密集排列多根热管19，所述的冷凝腔与预热空气连接管连接；所述的蒸发腔与原烟道或净烟道连接，如图2所示。

本实施例使用了热管技术。热管号称传热超导体能够快速高效的将热量从蒸发端传输至冷凝端。

本实施例所述的热管换热器设置上下两个腔体，中间用导热隔板分开，热管安装在导热隔板上。冷凝腔的两端设置空气的进出口1601、1602，蒸发腔的两端设有烟气的进出口1701、1702.热管的蒸发端设在蒸发腔中，冷凝端设置在冷凝腔中。热管在导热隔板上的安装位置设有隔热材料1801。这些隔热材料相当于将热管的蒸发端和冷凝端分开。

温度较高的净烟气和原烟气在蒸发腔中流动，温度较低的空气在冷凝腔中流动，这样温度较高的净烟气和原烟气的热量能够通过热管传导到温度较低的空气中预热空气。

导热隔板的作用是将净烟气和原烟气与空气隔开，并固定热管，同时将热管的蒸发端和冷凝端隔开。导热隔板本身也能传导热量，只是传导效率相对热管要低得多。

与常规换热设备相比，热管技术具有如下的重要特点：

（1）热管换热器较常规管壳式换热设备更安全、可靠，可长期连续运行。常规管壳式换热设备一般都是间壁换热，冷、热流体分别在器壁的两侧流过，如管壁或器壁有泄漏，则将造成停产损失。由热管组成的换热设备，是二次间壁换热，即热流体要通过热管的蒸发段和冷凝段管壁才能传到冷流体，而热管一般不可能在蒸发段和冷凝段同时破坏，所以大大增强了设备运行的可靠性。

（2）传热快、效率高，热管式换热器比常规管壳式换热器在同等换热面积的情况下，传热速度高上百倍，效率成倍增加。所以热管换热设备比常规管壳式换热器换热面积小、设备外形尺寸小布置灵活且投资成本下降30%~50%。

（3）有效地避免冷、热流体的串流，每根热管都是相对独立的密闭单元，冷、热流体均在管外流动，并由中间密封结构将冷、热流体完全隔开。

（4）有效的防止露点腐蚀，通过调整热管根数或调整热管冷热侧的传热面积比，使热管壁温提高到露点温度以上。

（5）有效的防止积灰，换热器设计时可以采用变截面形式，保证流体通过热管换热器时等流速流动，达到自清灰的目的。

（6）无任何转动部件，没有附加动力消耗，不需要经常更换元件，即使有部分元件损坏，也不影响正常生产。

（7）单根热管的损坏不影响其它的热管，同时对整体换热效果的影响也可忽略不记。

实施例三：

本实施例是实施例二的改进，是实施例二关于消白换热器热的细化。本实施例所述的消白换热器设有冷凝水收集箱20，所述的冷凝水收集箱依次连接冷凝水泵21和制浆设备22连接，如图1所示。图1中粗虚线表示冷凝水的流动路径。

净烟气会在消白换热器析出大量冷凝水，这些冷凝水可以被冷凝水收集箱所收集，并被冷凝水泵输送至用于石灰石粉制浆，多余的水体作为冷却水进入吸收塔中喷洒，节省了脱硫艺的水消耗。

最后应说明的是，以上仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案（比如整个装置的连接方式、各个连接关系等）进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。