一种烟气处理系统的制作方法

本发明涉及烟气处理，具体而言，涉及一种烟气处理系统。

背景技术：

1、在燃气使受限的前提下，采用余热回收技术提高供热用能效率，将会变得越来越重要。就目前锅炉而言，其技术已经相当成熟，锅炉的效率已经达到了96％，很难通过锅炉设备的节能实现较好的节能目标。考虑到锅炉燃料的主要成分是含有大量氢键的化石燃料，燃烧产生的烟气中含有10-17％的水蒸气，其冷凝温度在55-80℃左右，水蒸气的汽化潜热约占燃料低位热值的6-11％。但就锅炉而言，因其空气预热量少、锅炉回水温度等问题，排烟温度一般在60℃以上，无法有效利用烟气中水蒸气的潜热，存在低温余热的浪费，无法有效利用烟气中水蒸气的冷凝潜热。同时因烟气排出烟囱后，大量的水蒸气在空气中凝结形成视觉上的“白烟”污染。若能将烟气中的水蒸气凝结，则可以充分利用这部分水蒸气的潜热。

2、当极端天气下，在余热回收后，虽然经过余热回收消白，但因空气温度过低且扩散不利，仍能使得极少一部分烟气中未凝结的水蒸气形成白烟，会采用将排出的烟气再热升温，使得烟气远离其露点曲线，避免在烟囱附近形成白烟。

3、为了消除或或缓解排出烟气时的白烟现象，在烟气排除之前对其进行加热是常用消白方法之一，通过降低烟气的相对湿度使其保持不饱和状态。然而现有的烟气再热装置均存在一定的不足。例如(1)若以高温(≥120℃)的蒸汽/热水为热源对脱硫塔出口的低温烟气(约50℃)进行再热时，存在较高品位热能浪费的问题；(2)若借助气气换热器以锅炉除尘后的较高温度烟气(约150℃)为热源，对(约50℃)低温烟气进行再热时，则难以实现余热回收的功能；(3)由于脱硫塔后的低温烟气的温度为20-50℃，若借助余热回收的吸收式热泵，利用提取低温余热热源热量，以热泵冷凝器的产出热水对低温烟气进行再热，因低温余热热源温度较低导致热泵冷凝器产出热水温度低，烟气再热后温度也(约60℃-70℃)不高，需要额外增加再热设备的问题；若采用中介水作为中间介质加热脱硫塔出口低温烟气，增加了传热过程热阻，进一步降低了可实现的烟气再热后温度。

4、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是现有烟气处理装置的结构不合理，难以兼顾烟气消白与烟气余热利用。

2、为解决上述问题，本发明提供一种烟气处理系统，包括吸收式热泵、烟道，所述烟道内设置换热器、脱硫塔，所述换热器位于所述脱硫塔的上游，所述吸收式热泵包括蒸发器，所述换热器用于吸收烟道内烟气的热量以对所述蒸发器的介质进行加热，所述吸收式热泵还包括冷凝器，所述冷凝器设置在所述烟道内且位于所述脱硫塔的下游侧，用于对烟道内的烟气进行再热。

3、本技术中换热器从脱硫塔的上游位置取热，此处的烟气温度较高以有助于提高吸收式热泵的整体运行参数，从而提高冷凝器内冷剂蒸汽的温度与压力；同时冷凝器与吸收式热泵呈分离设置且位于脱硫塔下游，去掉了中介水回路及相应的传热过程热阻，能够使烟气温度再热至80-90℃，从而满足烟气的消白要求；吸收式热泵使用的工质为libr-h2o或nh3-h2o，其输出的最高温度≤150℃，升温能力一般为30-50℃，能够对加热锅炉给水，从而在满足烟气的消白的同时实现对烟气余热的利用。

4、优选的，所述吸收式热泵还包括吸收器、发生器，所述吸收器分别与锅炉进水管路耦合以实现换热，所述吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器顺次连接，所述发生器通过驱动热源进行加热以产生介质蒸汽。

5、所述锅炉回水管路在吸收器中被加热且给水不进入冷凝器，通过吸收式热泵内部“冷剂-溶液”的循环，可将一部分蒸发器吸收的余热用于加热锅炉给水，实现部分余热回收的效果。

6、优选的，所述冷凝器通过介质通道分别与所述发生器、蒸发器连接，所述介质通道设置节流部件。结构简单，便于与生产加工。

7、优选的，述冷凝器为管束式换热装置，其中管束的内、外分别供介质蒸汽、烟气流动。因冷凝器内部冷剂蒸汽冷凝时为珠状冷凝，换热系数远远高于中介水，故传热热阻远小于中介水，进一步提高了烟气再热后温度。

8、优选的，所述烟道内设置旋风装置，所述旋风装置位于所述冷凝器与所述脱硫塔之间，用于驱动所述烟道内的烟气旋转。

9、该设置使烟气沿烟道的侧壁旋转上升，从而有效降低烟气在垂直方向上的流速；相对于传统的烟道而言，烟气流出烟道后的上升高度降低，有效降低烟气中的水蒸气与处于更高位置的冷空气接触而冷凝，从而进一步确保烟气消白。

10、优选的，所述旋风装置包括支架，所述支架设置风轮组件，所述风轮组件的至少一端与所述支架可转动的连接。该设置结构简单，方便生产、加工。

11、优选的，所述支架包括上座板、下座板，所述下座板与所述烟道侧壁固定连接，所述下座板设置过风孔，所述上座板呈水平的固定在所述烟道内且与所述风轮组件转动连接，所述下座板、过风孔、烟道在水平方向的投影面积分别为s1、s2、s3，其中s1＜s2＜0.5*s3。

12、该设置使旋风装置从下座板的中间位置进风，经风轮组件旋转后从上座板的周侧出风从而使烟气在烟道内螺旋上升，同时使烟道的中间区域的气体压力变小并略低于大气压；同时旋风装置能够在气流的作用下进行转动，从而来平衡烟道两侧的气流压力。

13、优选的，所述下座板自下而上逐渐向所述风轮组件的转动轴收缩，所述下座板设置过风孔，所述过风孔与所述风轮组件的进风口的大小一致。该设置能够对进入旋风装置的烟气形成引导，流动阻力小。

14、优选的，所述旋风装置还包括向上倾斜设置的进气板，所述进气板的出口端位于所述上座板的正上方。

15、该设置即能够对旋转的烟气进行引导、梳理，同时由于烟道的中间区域气压低，外界空气通过进气板能够被旋转的烟气吸入烟道内，促进引入空气与待处理烟气的混合，提高混合或接触的均匀性，提高烟气参数的可控性以增加消白效果。

16、优选的，所述旋风装置还包括夹套，所述夹套位于所述烟道的外周侧且不低于所述风轮组件设置，所述夹套的进口端与锅炉进水管路连接，所述夹套的出口端与所述吸收器连接。

17、该设置能够利用烟道对锅炉进水管路进行预热，之后通过吸收器对锅炉进水管路进行加热，余热利用率高；同时利用锅炉进水管路对烟气进行降温，降温后的烟气在旋转上升时与烟道的侧壁不断碰撞以及与空气混合时析出冷凝水，从而进一步降低烟气内的水蒸气含量，同时经空气稀释后以及冷凝器再热的综合作用下，烟气消白效果极佳。

18、相对于现有技术，本发明所述烟气处理系统具有如下有益效果：

19、1)蒸发器从脱硫塔前较高温度的烟气中取热。有助于提高热泵整体运行参数，从而提高冷凝器4内冷剂蒸汽的温度与压力，进而提高再热烟气温度至80-90℃；

20、2)锅炉给水在吸收器中被加热，且给水不进入冷凝器，通过吸收式热泵内部“冷剂-溶液”的循环，可将一部分蒸发器吸收的余热用于加热锅炉给水，实现部分余热回收的效果；

21、3)冷凝器与吸收式热泵分离且设置在脱硫塔下游以加热低温烟气，去掉了中介水回路及相应的传热过程热阻，提高了可实现的烟气再热后温度；冷凝器内部冷剂蒸汽冷凝时为珠状冷凝，换热系数远远高于中介水，故传热热阻远小于中介水，进一步提高了可实现的烟气再热后温度。