一种高效复合烟气水分回收系统的制作方法

本实用新型属于火力发电设备领域，涉及一种高效复合烟气水分回收系统。

背景技术：

燃煤锅炉燃料燃烧后产生的烟气中含有大量水分，排放到大气中不仅造成极大的水资源浪费，而且烟气中的水分在烟囱中遇冷凝结成水沿壁面流下，会引起烟囱的腐蚀和结垢。将烟气中的水分回收并进行资源化利用，对于我国水资源匮乏地区的能源基地建设和经济发展具有重要意义。

湿法烟气脱硫作为目前燃煤电站锅炉应用最广泛的烟气脱硫技术，具有技术成熟、脱硫效率高等显著优点，但也存在耗水率高的缺点，由于烟气在脱硫塔内放热，蒸发了大量的脱硫浆液，增加了烟气中的水分含量，使脱硫塔出口烟气中的水分为饱和状态。采用技术手段对烟气中的水分进行回收利用，具有显著的节水效果，是燃煤电站实现节能节水运行的必然选择。

当烟气中的水分被冷凝后，大量的污染物如细微颗粒物、nh4⁺、sox以及hg等有害物质一同被去除，甚至可以实现“零水耗”湿法烟气脱硫。将大量的冷凝水回收利用还能减少电厂用水量，这对我国西部“富煤少水”区域发展电力工业的意义尤为重大。

针对电厂烟气中水分回收，目前有所研究的主要有冷却冷凝、液体吸收和膜分离三种技术。其中针对燃煤烟气流量大、含尘高的特点，冷却冷凝技术相对具有更好的工程适应性，然而现有技术的缺点在于换热效率低，不能有效对烟气中水分的回收。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高效复合烟气水分回收系统，该系统的换热效率高，同时能够实现对烟气中水分的回收。

为达到上述目的，本实用新型所述的高效复合烟气水分回收系统包括尾部烟道、第一冷凝换热器、第二冷凝换热器、第三冷凝换热器、第四冷凝换热器、除雾器及烟囱；

尾部烟道依次经第一冷凝换热器、第二冷凝换热器、第三冷凝换热器、第四冷凝换热器及除雾器与烟囱的入口相连通，第一冷凝换热器的底部冷凝水出口、第二冷凝换热器的底部冷凝水出口、第三冷凝换热器的底部冷凝水出口、第四冷凝换热器的底部冷凝水出口及除雾器的底部出水口均与集水槽的入口相连通；

第一冷凝换热器及第三冷凝换热器中的换热管束水平布置，第二冷凝换热器及第四冷凝换热器中的换热管束垂直布置；

第一冷凝换热器中的换热管束与第三冷凝换热器中的换热管束相串联，第二冷凝换热器中的换热管束与第四冷凝换热器中的换热管束相串联。

还包括冷凝水收集池，其中，冷凝水收集池位于集水槽底部出口的正下方。

第四冷凝换热器中换热管束的数量多于第一冷凝换热器、第二冷凝换热器及第三冷凝换热器中换热管束的数量。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的高效复合烟气水分回收系统在工作时，烟气与第一冷凝换热器、第二冷凝换热器、第三冷凝换热器及第四冷凝换热器中的换热管束内的冷却介质进行热量交换，其中，第一冷凝换热器及第三冷凝换热器中的换热管束串联，第二冷凝换热器及第四冷凝换热器中的换热管束串联，可以增大传热温压，提高换热效率。同时第二冷凝换热器及第四冷凝换热器中的换热管束垂直布置，可以起到高效收集冷凝液滴的作用。第四冷凝器的换热管束数量较多可以起到高效拦截液滴的作用，减轻除雾器的工作压力。将烟气温度降低至水蒸汽露点以下，使得烟气中的水蒸气发生冷凝，烟气中的nh4⁺、so2、微细颗粒物及hg等溶于水的有害物质被冷凝水脱除，有效防止锅炉烟囱的腐蚀及结垢，同时冷凝水可用于脱硫塔用水或锅炉补水，可以缓解水资源紧张问题，具有良好的社会及经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为第一冷凝换热器、2为第二冷凝换热器、3为第三冷凝换热器、4为第四冷凝换热器、5为除雾器、6为冷凝水收集池、7为烟囱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1，本实用新型所述的高效复合烟气水分回收系统包括尾部烟道、第一冷凝换热器1、第二冷凝换热器2、第三冷凝换热器3、第四冷凝换热器4、除雾器5及烟囱7；尾部烟道依次经第一冷凝换热器1、第二冷凝换热器2、第三冷凝换热器3、第四冷凝换热器4及除雾器5与烟囱7的入口相连通，第一冷凝换热器1的底部冷凝水出口、第二冷凝换热器2的底部冷凝水出口、第三冷凝换热器3的底部冷凝水出口、第四冷凝换热器4的底部冷凝水出口及除雾器5的底部出水口均与集水槽的入口相连通；第一冷凝换热器1及第三冷凝换热器3中的换热管束水平布置，第二冷凝换热器2及第四冷凝换热器4中的换热管束垂直布置；第一冷凝换热器1中的换热管束与第三冷凝换热器3中的换热管束相串联，第二冷凝换热器2中的换热管束与第四冷凝换热器4中的换热管束相串联。

本实用新型还包括冷凝水收集池6，其中，冷凝水收集池6位于集水槽底部出口的正下方；第四冷凝换热器4中换热管束的数量多于第一冷凝换热器1、第二冷凝换热器2及第三冷凝换热器3中换热管束的数量。

第一冷凝换热器1和第三冷凝换热器3中的换热管束采用金属材料，第二冷凝换热器2和第四冷凝换热器4中的换热管束既可以采用金属材料，也可以采用非金属材料。

除雾器5、第一冷凝换热器1、第二冷凝换热器2、第三冷凝换热器3及第四冷凝换热器4中的换热管束内用于冷凝烟气的介质，可以为水、空气或其他流体介质。

本实用新型的具体工作过程为：

1)燃煤电站锅炉燃烧后的烟气进入尾部烟道中，然后依次经第一冷凝换热器1、第二冷凝换热器2、第三冷凝换热器3及第四冷凝换热器4换热降温，使得烟气中的水蒸气达到过饱和状态并以烟气中的细颗粒为凝结核发生相变凝结，最后在重力的作用下落入集水槽中；

2)经换热降温后的烟气再进入到除雾器5中进行水蒸气的脱除，然后经烟囱7排出，其中，除雾器5中脱除的水蒸气凝结后进入到集水槽中。

本实用新型针对湿法烟气脱硫塔出口烟气湿度处于近饱和或过饱和状态的特点，通过冷凝换热使烟气温度降低至水蒸汽露点以下，从而使烟气中的水蒸气达到过饱和状态并以烟气中的细颗粒为凝结核发生相变凝结，烟气中的nh4⁺、so2、微细颗粒物及hg等溶于水的有害物质可被冷凝水脱除，能有效防止锅炉烟囱7的腐蚀和结垢，同时冷凝水可用于脱硫塔用水或锅炉补水，可以缓解水资源紧张问题，具有良好的社会及经济效益。

技术特征：

1.一种高效复合烟气水分回收系统，其特征在于，包括尾部烟道、第一冷凝换热器(1)、第二冷凝换热器(2)、第三冷凝换热器(3)、第四冷凝换热器(4)、除雾器(5)及烟囱(7)；

尾部烟道依次经第一冷凝换热器(1)、第二冷凝换热器(2)、第三冷凝换热器(3)、第四冷凝换热器(4)及除雾器(5)与烟囱(7)的入口相连通，第一冷凝换热器(1)的底部冷凝水出口、第二冷凝换热器(2)的底部冷凝水出口、第三冷凝换热器(3)的底部冷凝水出口、第四冷凝换热器(4)的底部冷凝水出口及除雾器(5)的底部出水口均与集水槽的入口相连通；

第一冷凝换热器(1)及第三冷凝换热器(3)中的换热管束水平布置，第二冷凝换热器(2)及第四冷凝换热器(4)中的换热管束垂直布置；

第一冷凝换热器(1)中的换热管束与第三冷凝换热器(3)中的换热管束相串联，第二冷凝换热器(2)中的换热管束与第四冷凝换热器(4)中的换热管束相串联。

2.根据权利要求1所述的高效复合烟气水分回收系统，其特征在于，还包括冷凝水收集池(6)，其中，冷凝水收集池(6)位于集水槽底部出口的正下方。

3.根据权利要求1所述的高效复合烟气水分回收系统，其特征在于，第四冷凝换热器(4)中换热管束的数量多于第一冷凝换热器(1)、第二冷凝换热器(2)及第三冷凝换热器(3)中换热管束的数量。

技术总结
本实用新型公开了一种高效复合烟气水分回收系统，尾部烟道依次经第一冷凝换热器、第二冷凝换热器、第三冷凝换热器、第四冷凝换热器及除雾器与烟囱的入口相连通，第一冷凝换热器及第三冷凝换热器中的换热管束水平布置，第二冷凝换热器及第四冷凝换热器中的换热管束垂直布置；第一冷凝换热器中的换热管束与第三冷凝换热器中的换热管束相串联，第二冷凝换热器中的换热管束与第四冷凝换热器中的换热管束相串联，该系统的换热效率高，同时能够实现对烟气中水分的回收。

技术研发人员：王一坤;张广才;柳宏刚;蔡文博;周平;魏星;周凌宇
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司;西安西热锅炉环保工程有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2021.07.30