一种适用于低温SCR脱硝的烟气热力系统的制作方法

文档序号:14628074发布日期:2018-06-08 18:18阅读:234来源:国知局

本实用新型属于锅炉制造与改造领域,尤其涉及烟气热回收。



背景技术:

目前大多数燃煤火电厂尾部烟气采用如下流程:锅炉尾部烟道→SCR脱硝装置→空气预热器→除尘器→引风机→脱硫装置→烟囱。随着国家对各种工业烟气污染物排放的要求越来越严格,原有的环保设备已经难以满足国家相应的排放要求。由于工艺流程的差别,原有成熟的适用于电站锅炉尾部烟气流程通常不适用其他工业烟气的处理。

基于上述原因,一种适用于工业烟气流程的低温SCR脱硝催化剂应运而生,这种低温SCR脱硝催化剂的适宜温度区间为200~230℃,为更好地满足低温SCR脱硝催化剂对于烟气温度的需求,提高系统经济性,现有技术需要一种可适用于低温脱硝催化剂的烟气热力系统。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于:提出一种可适用于低温脱硝催化剂的烟气热力系统,可满足尾部烟气处理环保设备对烟气温度的要求;可回收工业装置各段烟气中蕴含的余热,提高整个工业装置的经济性;此烟气热力系统进入烟囱的烟气温度可控制在80℃以上,可有效防止烟囱冒白烟现象的发生。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现:

一种适用于低温SCR脱硝的烟气热力系统,包括低温SCR脱硝装置,还包括构成闭式的热媒水循环系统的烟气加热器、烟气冷却器B、升压泵、膨胀水箱、热媒水再加热装置和热媒水热量回收装置,烟气加热器布置在低温SCR脱硝装置入口烟道上,烟气冷却器B布置在低温SCR脱硝装置出口烟道上,热媒水再加热装置的热媒水端连接在烟气冷却器B的热媒水出口至烟气加热器的热媒水入口之间的热媒水管道上,热媒水热量回收装置的热媒水端连接在烟气加热器的热媒水出口至烟气冷却器B的热媒水入口之间的热媒水管道上,热媒水热量回收装置回收的热量用于加热冷源介质,冷源介质入口管道上设置有调节阀。。

作为选择,烟气加热器的热媒水出口至烟气冷却器B的热媒水入口之间还设有热媒水调节旁路,热媒水调节旁路与热媒水热量回收装置的热媒水端并联布置。

作为进一步选择,热媒水调节旁路与热媒水热量回收装置的热媒水端的并联管路上分别设有调节阀。

作为选择,热媒水循环系统上还设有热媒水加药系统。

作为选择,膨胀水箱设有安全阀,以及补水管及其调节阀。

作为选择,还包括烟气冷却器A,烟气冷却器A布置于工业装置出口至脱硫塔之间的烟道上,烟气回收的热量用于加热冷源介质,冷源介质入口管道上设置有调节阀。。

作为进一步选择,烟气冷却器A布置于除尘器之前或者之后。

作为另一进一步选择,冷源介质为低压加热器系统凝结水或锅炉送风。

作为选择,热媒水再加热装置采用外部热源对热媒水进行再加热。

作为进一步选择,外部热源为辅助蒸汽、电加热或燃气加热。

前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案,均为本实用新型可采用并要求保护的方案;且本实用新型,(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合,均为本实用新型所要保护的技术方案,在此不做穷举。

本实用新型的各装置的作用为:

烟气加热器:布置在低温SCR脱硝装置入口烟道上,用于加热脱硫塔的出口烟气,将烟气加热至低温SCR脱硝装置低温催化剂的使用温度。

烟气冷却器A:可布置在除尘器之前或者之后,用于回收工业装置出口的烟气余热,同时可利用低温除尘技术提高除尘器的效率,也可降低脱硫的水耗。

烟气冷却器B:布置在低温SCR脱硝装置出口烟道上,用于回收经低温脱硝后的净烟气的烟气热量。

热媒水再加热装置:布置在烟气冷却器B至膨胀水箱之间的热媒水管道上,可采用多种外部热源对热媒水进行再加热,如辅助蒸汽、电加热、燃气加热等,经热媒水再加热装置加热后的热媒水不至于温度过高而汽化,且保证经加热后的高温热媒水能够将低温SCR脱硝装置入口的烟气加热至低温催化剂所需要的烟气温度。

热媒水热量回收装置:热媒水热量回收装置一端连接热媒水端,此端布置在烟气加热器至烟气冷却器B之间的热媒水管道上,另一端可连接低压加热器系统凝结水、锅炉送风等冷源介质,冷介质入口管道上设置有调节阀。

膨胀水箱系统:用于热媒水系统的补水及稳压,补水管道上设置了调节阀,同时膨胀水箱可吸收热媒水的膨胀量,膨胀水箱串联在热媒水管道上,作为热媒水的通道随系统运行,膨胀水箱顶部设置了安全阀。

中压热媒水系统管道:主要连接热媒水升压泵、烟气冷却器B、热媒水再加热装置、膨胀水箱、烟气加热器、热媒水热量回收装置等,热媒水系统采用闭式循环系统,由于热媒水温度较高,为了防止热媒水的汽化,热媒水工作压力一般较高,通常工作压力不小于3.5MPa。

热媒水升压泵:布置在热媒水系统主管道上,用于克服热媒水闭式循环的水侧阻力,同时调节热媒水的总水量。

热媒水调节旁路:和热媒水热量回收装置并联布置,用于负荷变化导致烟气量、烟气温度变化时,调节烟气冷却器B进口水温在合适的范围。

热媒水加药系统:热媒水系统长期闭式循环运行,容易造成热媒水PH值及电导率等发生变化,热媒水加药系统为系统加药,维持热媒水PH值及电导率等参数在恒定的范围。

安全阀:安全阀布置在膨胀水箱顶部,由于热媒水系统工作时,热媒水压力较高、温度较高,设置此安全阀可有效保证系统的安全运行。

本实用新型的有益效果:

1.可满足工业装置在不同工况时,经过本专利所采用的烟气热力系统,低温SCR脱硝系统的入口烟温满足低温催化剂的使用要求;

2.本专利所述的烟气热力系统,不仅可以将低温SCR脱硝系统的入口烟温加热至低温催化剂的使用温度,又可将经低温脱硝后的烟气热量进行回收,达到余热综合利用的目的;

3.本专利系统烟气冷却器A,可布置于除尘器之前,也可布置于除尘器之后,除了可回收工业装置出口的烟气余热外,在降低烟温后还可利用低温除尘技术提高除尘效率,并且可减少脱硫水耗;

4.烟气流程先经过脱硫塔,然后再经过烟气加热器、低温SCR脱硝系统、烟气冷却器B之后进入烟囱,烟气经脱硫后,降低了尾部受热面及设备低温腐蚀的风险,同时进入烟囱的烟气温度可控制在80℃以上,可有效防止烟囱冒白烟现象的发生。

附图说明

图1是本实用新型实施例的装置流程示意图;

其中1工业装置、2除尘器、3烟气冷却器A、4脱硫塔、5烟气加热器、6低温SCR脱硝装置、7烟气冷却器B、8烟囱、9升压泵、10热媒水再加热装置、11膨胀水箱、12安全阀、13热媒水热量回收装置、14热媒水加药系统、15调节阀、16热媒水管道、17热媒水调节旁路、18冷源介质入口管道、19冷源介质出口管道。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本实用新型。

参考图1所示,一种适用于低温SCR脱硝的烟气热力系统,包括:工业装置1、除尘器2、烟气冷却器A3、脱硫塔4、烟气加热器5、低温SCR脱硝装置6、烟气冷却器B7、烟囱8、热媒水升压泵9、热媒水再加热装置10、膨胀水箱11、安全阀12、热媒水热量回收装置13、热媒水加药系统14、调节阀15、热媒水管道16、热媒水调节旁路17、冷源介质入口管道18、冷源介质出口管道19等。其中热媒水侧采用闭式循环,实现外部热源和烟气热量的传递;热媒水系统设置膨胀水箱11,膨胀水箱11作为热媒水的通道串联布置于系统中;膨胀水箱11为带压容器,既起到补水稳压的作用,又可吸收热媒水的热膨胀量,膨胀水箱11顶部设置了安全阀12;整套烟气换热系统运行时热媒水侧带压运行,运行压力不低于3.5MPa,保证了热媒水在烟气冷却器B7和热媒水再加热装置10中吸热后不被汽化;热媒水系统设置了补水管道,补水的压力必须大于热媒水的工作压力,补水管道上设置了调节阀15;烟气换热系统设置热媒水再加热装置10,旨在为了提高烟气加热器5入口水温,而经过烟气加热器5后温度降低的热媒水又将剩余的热量通过热媒水热量回收装置13传递给冷介质;烟气冷却器B7和烟气加热器5的出口烟温均可自由控制,可通过热媒水再加热装置10出口的热媒水温度来控制烟气加热器5出口烟温,可通过热媒水热量回收装置13的换热量及热媒水调节旁路17来控制烟气冷却器B7的入口水温,进而调节烟气冷却器B7的出口烟温;烟气换热系统热媒水侧设置了热媒水调节旁路17,用于调节负荷变化导致的烟气量和烟气温度变化时烟气冷却器B7入口水温,进而调节整个烟气换热系统的烟温情况;可通过烟气冷却器B7入口水温及流量的调节,来控制烟气冷却器B出口烟温7,在运行中可根据煤种情况,将烟气冷却器B7出口烟温尽量降低来回收热量;热媒水侧设置热媒水升压泵9,用于克服热媒水侧的系统阻力;热媒水闭式循环系统设置热媒水加药系统14,热媒水加药系统14为热媒水系统加药,维持热媒水PH值及电导率等参数在恒定的范围;可通过烟气冷却器A3入口水温及流量的调节,来控制烟气冷却器A3出口烟温,在运行中可根据煤种情况,将烟气冷却器A3出口烟温尽量降低来回收热量,同时烟气冷却器A3出口烟温降低后,可减少脱硫水耗量。

本专利提出的一种适用于低温SCR脱硝的烟气热力系统的工作流程如下:

烟气侧的流程:工业装置1→除尘器2→烟气冷却器A3→脱硫塔4→烟气加热器5→低温SCR脱硝装置6→烟气冷却器B7→烟囱8。

热媒水侧为一个闭式的循环系统,流程如下:升压泵9→烟气冷却器B7→热媒水再加热装置10→膨胀水箱11→烟气加热器5→热媒水热量回收装置13或者热媒水调节旁路17→升压泵9;

烟气冷却器A3可布置于除尘器2之前或者之后,可将来自工业装置1的烟气余热回收至低加凝结水系统、锅炉送风等冷源介质中。

烟气冷却器A3出来的烟气直接进入脱硫塔4,经过脱硫后的烟气温度约为45~50℃,然后经过烟气加热器5进行升温至200~230℃左右,进入低温SCR脱硝装置6,经脱硝后的烟气再进入烟气冷却器B7中进行放热,最后经烟囱8排向大气中。

热媒水升压泵9、烟气冷却器B7、热媒水再加热装置10、膨胀水箱11、烟气加热器5、热媒水热量回收装置13/热媒水调节旁路17等依靠热媒水管道16组成了一个闭式的循环,烟气加热器5和烟气冷却器B7依靠热媒水来进行热量的传递。

热媒水再加热装置10可采用多种外部热源对热媒水进行再加热,如辅助蒸汽、电加热、燃气加热等。

整套烟气换热系统运行时热媒水侧带压运行,运行压力不低于3.5MPa,保证了热媒水在烟气冷却器B7和热媒水再加热装置10中吸热后不被汽化,膨胀水箱11为带压容器,既起到补水稳压的作用,又可吸收热媒水的热膨胀量,膨胀水箱顶部设置了安全阀12,膨胀水箱设置了补水管道,补水的压力必须大于热媒水的工作压力,补水管道上设置了调节阀15。

本专利提出的烟气换热系统各段的烟气温度均可调,负荷适用性强。烟气冷却器A3的出口烟气温度(脱硫塔4入口烟温),可根据此烟气冷却器A3入口水温及水量进行调节;烟气冷却器B7的出口烟气温度,可根据烟气冷却器B7入口水温及水量进行调节;烟气加热器5的出口烟气温度(低温SCR脱硝装置6入口烟温),根据烟气冷却器B7的出口水温及外部热源热量的耗量等综合进行调节。

各段烟气温度的调节,最终都是依靠热媒水温度及流量来调节的,而本专利系统的热媒水的温度及流量也均可进行调节。因此无论工业装置处于什么负荷下,本专利提出这种适用于低温SCR脱硝的烟气热力系统,均可满足低温催化剂的使用要求,同时可回收尾部烟气的余热。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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