余热利用型烟羽消除的烟气深度净化系统的制作方法

本实用新型涉及环保技术领域，尤其涉及一种余热利用型烟羽消除的烟气深度净化系统。

背景技术：

目前烟气的脱硫大多采用湿法脱硫工艺，经湿法脱硫后为45～55℃的饱和湿烟气，在进入温度较低的环境空气中扩散时，烟气中的水蒸气会凝结形成小液滴，小液滴对光线产生折射、散射作用，从而使烟囱出口呈现白色或者灰色的有色烟羽。有色烟羽中含有脱硫剂、so3、酸雾气溶胶、逃逸氨、可溶性盐、重金属及有机组分，这些污染物不仅是pm2.5细颗粒的重要组成成分，还对其生成和二次转化存在“贡献”。由此可见，对有色烟羽的治理不仅是减轻“白烟”这种视觉污染，其核心更在于控制烟气中的污染物排放。

传统的视觉上消除有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。然而传统的ggh(gas-gas-heater，烟气换热器)技术由于存在堵塞、泄露等问题，逐步被弃用。水媒式mggh(mitsubishigas-gasheater，)技术相对ggh技术的堵塞、泄漏问题得到了一定程度的改善，但是依然存在烟道阻力大，运行成本高等问题。烟道阻力大通常存在引风机出力不够用，不仅需要同步进行引风机改造，造成投资成本高，经济性差。另外，ggh和mggh技术均采用降低相对湿度的方法来消除有色烟羽，这种方式不仅只能解决视觉污染，无法协同脱除烟气中的污染物，而且存在换热器换热效率低及破坏脱硫塔水平衡等问题。

技术实现要素：

为解决目前消除有色烟羽的方式存在的烟道阻力大，运行和投资成本高，换热器换热效率低，破坏脱硫塔水平衡及只能解决视觉污染等技术问题，本实用新型提供一种余热利用型烟羽消除的烟气深度净化系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种余热利用型烟羽消除的烟气深度净化系统，其包括烟气冷却器、凝结水加热器、烟气冷却循环水泵、除尘器、引风机、脱硫塔、烟气冷凝器、冷凝水收集器、烟气冷凝循环水泵、蒸汽再热器、冷却塔/机力通风塔、烟囱、冷凝水储罐和凝结水系统，其中：烟气冷却器的烟气入口与锅炉的烟气出口连接，烟气冷却器的烟气出口与除尘器的烟气入口连接，除尘器的烟气出口与引风机的烟气入口连接，引风机的烟气出口与脱硫塔的烟气入口连接，脱硫塔的烟气出口与烟气冷凝器的烟气入口连接，烟气冷凝器的烟气出口与蒸汽再热器的烟气入口连接，蒸汽再热器的烟气出口与烟囱的烟气入口连接；冷却塔/机力通风塔的冷凝循环水出口与烟气冷凝循环水泵的冷凝循环水入口连接，烟气冷凝循环水泵的冷凝循环水出口与烟气冷凝器的冷凝循环水入口相连接，烟气冷凝器的冷凝循环水出口与冷却塔/机力通风塔的冷凝循环水入口连接；凝结水加热器的冷却循环水出口与烟气冷却循环水泵的冷却循环水入口连接，烟气冷却循环水泵的冷却循环水出口与烟气冷却器的冷却循环水入口连接，烟气冷却器的冷却循环水出口与凝结水加热器的冷却循冷却环水入口连接；锅炉中进入八号低加的凝结水开设旁路与凝结水加热器的凝结水入口连接，凝结水加热器的凝结水出口与锅炉中七号低加的凝结水出口连接，八号低加的凝结水出口与七号低加的凝结水入口连接；蒸汽再热器的蒸汽入口与蒸汽源连接，蒸汽再热器的凝结水出口与凝结水系统连接；冷凝水收集器与烟气冷凝器的底部连接，烟气冷凝器中的冷凝水进入冷凝水收集器，冷凝水收集器的冷凝水出口与冷凝水储罐连接。

可选地，余热利用型烟羽消除的烟气深度净化系统还包括除雾器，除雾器的烟气入口与烟气冷凝器的烟气出口连接，除雾器的烟气出口与蒸汽再热器的烟气入口连接，除雾器的冷凝水进入冷凝水收集器。

可选地，余热利用型烟羽消除的烟气深度净化系统还包括湿式电除尘器，湿式电除尘器的烟气入口与烟气冷凝器的烟气出口连接，湿式电除尘器的烟气出口与蒸汽再热器的烟气入口连接。

可选地，所述烟气冷却器为金属换热器或者氟塑料换热器，金属换热器为h型翅片管换热器或者光管换热器。

可选地，所述烟气冷凝器为金属光管换热器或者氟塑料换热器，所述金属光管换热器采用蛇形水平布置或垂直布置，所述氟塑料换热器采用垂直吊装布置。

可选地，所述脱硫塔为空塔喷淋型脱硫塔。

本实用新型的有益效果是：

通过设置烟气冷却器，使得可以降低脱硫塔的烟气入口的烟气温度，从而减少脱硫塔内脱硫浆液的蒸发，实现节水目的；通过设置烟气冷凝器，不仅可以降低脱硫塔的烟气出口的饱和湿烟气的温度，从而降低烟气含水量，实现收水的目的，而且实现了冷凝水的回收、不破坏脱硫塔水平衡、污染物脱除效率高。

本实用新型实施例中的烟气冷却器属于气-液换热器，传热系数小，换热效率低，而凝结水加热器属于液-液换热器，传热系数大，换热效率高，烟气侧阻力小。本实用新型实施例中的烟气冷却过程中的烟气冷却循环水温可以灵活调整，通过降低烟气冷却循环水温增加烟气冷却过程换热端差，可以大幅减小烟气冷却器的换热面积，由于凝结水加热器属液-液换热器，传热系数大，降低烟气冷却循环水温对换热面积影响较小。因此，本实用新型整体而言可以实现总投资最省。

烟气冷却器可以降低除尘器前的烟气的温度，促使烟气中的so3等酸性气体与烟尘中的碱性物质结合，实现对so3等酸性气体的脱除，大幅降低so3浓度，降低对除尘器及后续设备的腐蚀问题。脱硫塔的烟气出口烟气中微量污染物大多以凝结核的形式存在，可以作为饱和湿烟气冷凝过程中的凝结核。因此，烟气冷凝过程中微量污染物随冷凝水进入液相，微量污染物得到有效脱除。总之，本实用新型实施例在烟气冷却和烟气冷凝的过程中可以实现so3酸性气体及其它微量污染物的脱除。

本实用新型实施例中的烟气先后经过烟气冷却及烟气冷凝，最终实现脱硫塔烟气出口烟气温度的大幅度下降，降低了烟气的含水量，经蒸汽再热器再热后烟气温度升高，烟气相对湿度大幅下降，在减小烟道阻力的同时，实现了有色烟羽视觉污染的消除。

综上，与背景技术相比，本实用新型具有烟道阻力小，无须进行引风机改造，运行和投资成本低，换热效率高，不破坏脱硫塔水平衡，在消除视觉污染的同时能够协同消除有色烟羽中的污染物等优点，可广泛应用于燃煤锅炉烟气深度净化、节水及烟羽消除领域中。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成示意图。

图2是本实用新型中烟气冷凝器与冷凝水收集器和除雾器之间的连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例中的余热利用型烟羽消除的烟气深度净化系统，其包括烟气冷却器1、凝结水加热器4、烟气冷却循环水泵5、除尘器6、引风机7、脱硫塔8、烟气冷凝器9、冷凝水收集器10、烟气冷凝循环水泵12、蒸汽再热器13、冷却塔/机力通风塔14、烟囱15、冷凝水储罐16和凝结水系统17，其中：烟气冷却器1的烟气入口与锅炉的烟气出口连接，烟气冷却器1的烟气出口与除尘器6的烟气入口连接，除尘器6的烟气出口与引风机7的烟气入口连接，引风机7的烟气出口与脱硫塔8的烟气入口连接，脱硫塔8的烟气出口与烟气冷凝器9的烟气入口连接，烟气冷凝器9的烟气出口与蒸汽再热器13的烟气入口连接，蒸汽再热器13的烟气出口与烟囱15的烟气入口连接；冷却塔/机力通风塔14的冷凝循环水出口与烟气冷凝循环水泵12的冷凝循环水入口连接，烟气冷凝循环水泵12的冷凝循环水出口与烟气冷凝器9的冷凝循环水入口相连接，烟气冷凝器9的冷凝循环水出口与冷却塔/机力通风塔14的冷凝循环水入口连接；凝结水加热器4的冷却循环水出口与烟气冷却循环水泵5的冷却循环水入口连接，烟气冷却循环水泵5的冷却循环水出口与烟气冷却器1的冷却循环水入口连接，烟气冷却器1的冷却循环水出口与凝结水加热器4的冷却循冷却环水入口连接；锅炉中进入八号低加3的凝结水开设旁路与凝结水加热器4的凝结水入口连接，凝结水加热器4的凝结水出口与锅炉中七号低加2的凝结水出口连接，八号低加3的凝结水出口与七号低加2的凝结水入口连接；蒸汽再热器13的蒸汽入口与蒸汽源连接，蒸汽再热器13的凝结水出口与凝结水系统17连接；冷凝水收集器10与烟气冷凝器9的底部连接，烟气冷凝器9中的冷凝水进入冷凝水收集器10，冷凝水收集器10的冷凝水出口与冷凝水储罐16连接。

其中，锅炉为电厂或供暖系统中的锅炉。凝结水系统17也是电厂等系统中原有的设备。

通过上述系统，从锅炉出来的烟气与烟气冷却循环水在除尘器6之前安装的烟气冷却器1中进行热量交换，使得进入除尘器6的烟气的温度降低，烟气冷却循环水的温度升高。烟气冷却循环水与凝结水在凝结水加热器4中进行热量交换，凝结水被加热，并匹配锅炉的七号低2加凝结水出口的凝结水温度，完成余热利用。脱硫塔8的烟气出口出来的饱和湿烟气与烟气冷凝循环水在烟气冷凝器9中进行热量交换，使得饱和湿烟气的温度降低，冷凝水析出，通过冷凝水收集器10排出，烟气冷凝循环水温度升高，送去冷却塔/机力通风塔14进行冷却。

可选地，如图2所示，该余热利用型烟羽消除的烟气深度净化系统还包括除雾器11，除雾器11的烟气入口与烟气冷凝器9的烟气出口连接，除雾器11的烟气出口与蒸汽再热器13的烟气入口连接，除雾器11的冷凝水进入冷凝水收集器10。除雾器11用于补集烟气冷凝器9的烟气出口所出的烟气中夹带的液滴，除雾器11补集的液滴最终流入冷凝水收集器10中，随冷凝水一并排出至冷凝水储罐16中。

可选地，该协同消除有色烟羽的系统还包括湿式电除尘器，湿式电除尘器的烟气入口与烟气冷凝器9的烟气出口连接，湿式电除尘器的烟气出口与蒸汽再热器13的烟气入口连接。

其中，所述烟气冷却器1为金属换热器或者氟塑料换热器，金属换热器为h型翅片管换热器或者光管换热器，金属换热器的材质为nd钢、316l不锈钢或者2205不锈钢。所述烟气冷凝器9为金属光管换热器或者氟塑料换热器，所述金属光管换热器采用蛇形水平布置或垂直布置，所述氟塑料换热器采用垂直吊装布置。所述脱硫塔8为空塔喷淋型脱硫塔，脱硫塔8主要用于脱除烟气中的so2，同时也可以脱除部分so3。

上述余热利用型烟羽消除的烟气深度净化系统进行烟气深度净化的方法，其包括如下步骤s1至s3：

s1，从锅炉出来的130-160℃的烟气进入烟气冷却器1，并与从凝结水加热器4出来的70-80℃的冷却循环水在烟气冷却器1中进行热量交换，使烟气温度降至90-110℃后，从烟气冷却器1出来的冷却循环水与凝结水在凝结水加热器4中进行热量交换使得凝结水被加热，并匹配七号低加2的凝结水出口的凝结水温度，完成余热利用。

烟气冷却器1投入运行之前，脱硫塔8的烟气出口出来的饱和湿烟气的温度为45-55℃，本实用新型实施例中的烟气冷却器1投入运行后，脱硫塔8的烟气出口出来的饱和湿烟气的温度变为44-50℃。由此可得，本实用新型实施例通过设置烟气冷却器1，明显降低了从脱硫塔8出来的饱和湿烟气的温度。

s2，90-110℃的烟气经除尘器6和引风机7进入脱硫塔8进行湿法脱硫处理，湿法脱硫处理后的饱和湿烟气的温度降至44-50℃后进入烟气冷凝器9，并与从冷却塔/机力通风塔14出来的14-30℃的冷凝循环水在烟气冷凝器9中进行热量交换，使饱和湿烟气的温度降低至40-47℃，热量交换过程中析出的冷凝水通过冷凝水收集器10排出至冷凝水储罐16中，热量交换后的30-40℃的冷凝循环水流回冷却塔/机力通风塔14。

其中，本实用新型实施例中的烟气冷却器1与烟气冷凝器9可以灵活调整冷却负荷，调整负荷的过程中不破坏脱硫塔8的水平衡。

s3，40-47℃的饱和湿烟气进入蒸汽再热器13，并在由蒸汽源进入蒸汽再热器13的蒸汽的作用下升温至50-75℃后从烟囱15排出。

本实用新型实施例中的烟气冷却过程可以降低脱硫塔8的烟气入口的烟气温度，从而减少脱硫塔8内脱硫浆液的蒸发，实现节水目的；烟气冷凝过程可以降低脱硫塔8的烟气出口的饱和湿烟气的温度，降低烟气含水量，实现收水的目的。总之，本实用新型所述系统投运后可以实现节水、收水的目的。

本实用新型所述的余热利用型烟羽消除的烟气深度净化系统是在传统水媒式mggh和烟气冷凝工艺的基础上，将烟气中提取的余热通过凝结水加热器4送入电厂等的凝结水系统17，从而实现了烟气余热的有效利用。由于再热的目的是消除视觉上的污染，而通过烟气冷却及烟气冷凝后，可以实现环境温度20℃以上消除视觉污染，采取蒸汽再热后可实现5℃甚至更低环境温度下消除视觉污染，所以采取蒸汽再热法，具有换热面积小，烟道阻力低，投资低，年小时平均蒸汽耗量小，消白灵活的优势。本实用新型实施例提出的烟气冷却+烟气冷凝+蒸汽再热的系统及方法可以作为空间受限、资金短缺的主要选择。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。