冷凝法煙氣水回收消白煙系統的製作方法

2023-04-25 08:09:01

冷凝法煙氣水回收消白煙系統的製作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，用於大型火力發電機組鍋爐尾部煙氣排放系統，屬於鍋爐尾部煙氣排放技術領域。
【背景技術】
[0002]採用溼式脫硫的大型火力發電廠脫硫機組鍋爐尾部煙氣排放系統，如圖2所示，從空氣預熱器7出來的原煙氣經過靜電除塵器8除塵、排煙風機9加壓後，進入煙氣加熱器(GGH) 10，在GGH內部對從溼式脫硫塔(FGD) (Flue Gas Desulfurizat1n，煙氣脫硫)11出來的淨煙氣進行加熱後，再從煙氣加熱器10出來進入到溼式脫硫塔11中，經過FGD內部石灰漿噴淋脫硫洗淨、除霧器除溼、成為淨煙氣後，再從FGD出來，進入到煙氣加熱器(GGH)1中加熱，達到規定的排煙溫度後進入到煙囪12排放。
[0003]在該系統中，要通過煙氣加熱器(GGH)來加熱淨煙氣，以提高淨煙氣的幹度後再排放。煙氣要來回經過煙氣加熱器(GGH)。此方案由於GGH運行階段容易出現堵塞，導致機組運行故障，多數新建機組和已有機組未裝設GGH或取消了GGH，煙囪出口煙氣排放溫度只有40-50°C左右，煙氣水分濃度為5-15%的範圍，水露點溫度高於煙囪出口處的煙氣和環境空氣混合溫度，導致煙囪出口出現水蒸汽「白煙」，煙氣帶出水分在煙囪周邊很小的半徑內降落，煙氣中攜帶的脫硫漿液和石膏產物也隨之降落，形成所謂的「石膏雨」。煙囪周邊的高濃度水滴和煙氣中的NOx及微小灰粒一起形成氣溶膠，是PM2.5的較大組分之一。
[0004]而且布置煙氣加熱器(GGH)的溼式脫硫機組，從靜電除塵器後出來的鍋爐尾部煙氣要反覆進入GGH，煙道布置複雜;GGH製造成本、運行和維護費用也較高；而且煙氣中水分還是全部進入空氣，排放的石膏雨和氣溶膠總量並不下降，只是擴大了影響半徑而已。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是:提供了一種簡化鍋爐尾部煙道系統、減輕煙囪出口的白煙現象的冷凝法煙氣水回收消白煙系統，解決了如何減少使用煙氣加熱器的溼式脫硫機組產生石膏雨和氣溶膠總量。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，包括煙氣冷凝室，煙氣冷凝室的入口設有冷凝管束，冷凝管束的一側設有一水衝洗裝置，冷凝管束的下部設有凝結水疏水裝置。
[0007]優選地，所述的煙氣冷凝室的入口還設有除霧器。
[0008]優選地，所述的水衝洗裝置設於除霧器與冷凝管束之間。
[0009]優選地，所述的冷凝管束表面採用光滑表面或塗以憎水塗層。
[0010]優選地，所述的冷凝管束為外壁塗聚四氟乙烯塗層的複合鋼管或純聚四氟乙烯管束或玻璃管束。
[0011]優選地，所述的冷凝管束垂直或在垂直方向傾斜10?30 0C布置。
[0012]優選地，所述的冷凝管束的橫向節距選用1-2倍管徑，其縱向節距選用1-3倍管徑，錯列或順列布置。
[0013]優選地，所述的冷凝管束上方設有水噴淋裝置。
[0014]優選地，所述的冷凝管束的另一側也設有一水衝洗裝置。
[0015]優選地，所述的煙氣冷凝室內的煙氣速度降低到3-5m/s及以下，所述的凝結水疏水裝置為凝結水疏水管，凝結水疏水管下面設有凝結水水池。
[0016]本發明能基本保留取消GGH對運行帶來的好處，省去了煙氣加熱器的運行和維護，直接煙氣除溼乾燥後即可排放，也大大簡化了鍋爐尾部煙道系統。煙氣採用低流速通過凝結管束，增加的煙氣阻力遠低於迴轉式GGH，對引風機或脫硫風機的能耗增加小於設置GGH的方案。
[0017]採用本發明使得從溼式脫硫塔出來的溼的淨煙氣，在排放前就進行水分回收和利用，脫出大部分水分，石膏成分隨水回收，能根本上有效減少向空氣排放的石膏雨和氣溶膠總量。而排放煙氣溫度降低很小，煙氣以較乾燥形式排放，能大大減輕煙囪出口的白煙現象，能做到不使用煙氣加熱器裝置達到消白煙和石膏雨的效果。煙氣溼度下降後，煙囪內淌水量可以基本消除，對煙囪防腐要求明顯降低。
【附圖說明】
[0018]圖1為一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統的結構示意圖；
[0019]圖2為常規的脫硫系統中鍋爐尾部煙道系統的示意圖；
[0020]圖3為布置有一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統的鍋爐尾部排煙系統示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，並配合附圖作詳細說明如下。
[0022]本發明為一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，如圖1所示，煙囪12入口段煙氣通道設置一煙氣冷凝室6，煙氣冷凝室6入口設一除霧器1(若脫硫系統已有且效果理想，此處可以不再重複設除霧器)和一冷凝管束3，從溼式脫硫塔11出來的溼煙氣進入煙氣冷凝室6後，煙氣速度降低到3-5m/s及以下，先經過除霧器I，除去煙氣中尺寸較大的液滴，再經過冷凝管束3，冷凝管束3內部通過等於或略低於環境溫度的水，管式較低的壁溫能將水蒸汽過飽和的煙氣中的水分凝結，將煙氣中水分濃度降低到對應溫度下的飽和含溼濃度。由於是凝結放熱，煙氣溫度並不會下降多少，因此煙囪12對煙氣的抽吸效果受影響不大，離開冷凝管束3的煙氣水分濃度略低於對應溫度的空氣飽和溼度。在煙氣冷凝室6內的冷凝管束3旁設一水衝洗裝置2，可定期清除冷凝管束3上的雜質。冷凝管束3表面採用光滑表面或塗以憎水塗層(如聚四氟乙烯)，保持表面清潔。在冷凝管束3的下部設一凝結水疏水管4，將凝結水排到凝結水疏水管4下面的凝結水水池5中。凝結水水池5中收集的凝結水對缺水地區可以回收利用，簡單中和處理後可以作為鍋爐工藝水使用，或者返回FGD脫硫系統中使用。冷卻管束3中的冷卻水可抽取江河中的水，若當地水資源緊張時，可設置散熱系統，降溫後循環使用。
[0023]如圖3所示，本發明的一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統可直接布置在溼式脫硫塔11出口之後的鍋爐尾部水平煙道上，或者布置在煙囪底部也行。
[0024]可在溼式脫硫塔(FGD)Il出口之後的鍋爐尾部水平煙道上尋一位置來設計冷凝法煙氣水回收消白煙系統。如圖1所示，先在水平煙道上設計一低流速的煙氣冷凝室6，控制通過的煙氣速度在3-5m/s或更低，在煙氣冷凝室6的溼煙氣入口處，先布置一除霧器I，選用除霧效果的聚四氟乙烯材質屋脊型除霧器I並配置連續衝洗系統清除排水和石膏漿液;在除霧器I之後布置一冷凝管束3，冷凝管束3採用耐腐蝕光管密集管束，垂直或在垂直方向傾斜10?30°C布置，冷凝管束3的材質選用外壁塗聚四氟乙烯塗層的複合鋼管，或純聚四氟乙烯管束，或玻璃管束。橫向節距選用1-2倍管徑，縱向節距選用1-3倍管徑，錯列或順列布置。冷凝管束3上遊布置一水衝洗裝置2，縱向管排數較多時，上下遊(進出口)都布置水衝洗裝置
2。採用聚四氟乙烯表面的冷凝管束3也可以在冷凝管束3上方設置水噴淋裝置，定期清洗掉表面沉積物。衝洗水採用回收的冷凝水或電廠工藝水，壓力採用0.5-2MPa的低壓水系統。
[0025]冷卻水通水量可根據進口溼煙氣的溼度和出口乾煙氣的幹度來計算煙氣凝水放熱量，選擇進出冷卻水溫不超過10°C (設計時可以按照出水溫度低於煙氣進口 5-15°C為限定條件)，進而得到冷卻水量，傳熱係數按照帶冷凝條件的煙氣傳熱工況來計算，已維持管束壁面有較低的溫度，利於加速煙氣中水分凝結，水和煙氣逆流布置。為保證管內水不結垢，冷卻水應儘量做淨化處理並添加緩蝕劑。若冷卻水源緊張，可以採用閉式循化水，循環水設置風冷或散熱池降溫。為了將溼煙氣中的水蒸汽凝結成水並加以回收利用，可在冷凝管束3正下方的設一集水裝置，將凝結的水集中到一凝結水水池5，當水池中的水收集到一定程度後根據需要進一步加以回收利用。
【主權項】
1.一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，包括煙氣冷凝室(6)，煙氣冷凝室(6)的入口設有冷凝管束(3)，冷凝管束(3)的一側設有一水衝洗裝置(2)，冷凝管束(3)的下部設有凝結水疏水裝置。2.如權利要求1所述的一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，所述的煙氣冷凝室(6)的入口還設有除霧器(I)。3.如權利要求2所述的一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，所述的水衝洗裝置(2)設於除霧器(I)與冷凝管束(3)之間。4.如權利要求1所述的一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，所述的冷凝管束(3)表面採用光滑表面或塗以憎水塗層。5.如權利要求4所述的一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，所述的冷凝管束(3)為外壁塗聚四氟乙烯塗層的複合鋼管或純聚四氟乙烯管束或玻璃管束。6.如權利要求1所述的一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，所述的冷凝管束(3)垂直或在垂直方向傾斜10?30°C布置。7.如權利要求1所述的一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，所述的冷凝管束(3)的橫向節距選用1-2倍管徑，其縱向節距選用1-3倍管徑，錯列或順列布置。8.如權利要求1所述的一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，所述的冷凝管束(3)上方設有水噴淋裝置。9.如權利要求1所述的一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，所述的冷凝管束(3)的另一側也設有一水衝洗裝置(2)。10.如權利要求1所述的一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，所述的煙氣冷凝室(6)內的煙氣速度降低到3-5m/s及以下，所述的凝結水疏水裝置為凝結水疏水管(4)，凝結水疏水管(4)下面設有凝結水水池(5)。
【專利摘要】本發明公開了一種冷凝法煙氣水回收消白煙系統，其特徵在於，包括煙氣冷凝室，煙氣冷凝室的入口設有冷凝管束，冷凝管束的一側設有一水衝洗裝置，冷凝管束的下部設有凝結水疏水裝置。採用本發明使得從溼式脫硫塔出來的溼的淨煙氣，在排放前就進行水分回收和利用，石膏成分隨水回收，能根本上有效減少向空氣排放的石膏雨和氣溶膠總量。而排放煙氣溫度降低很小，煙氣以較乾燥形式排放，能大大減輕煙囪出口的白煙現象，能做到不使用煙氣加熱器裝置達到消白煙和石膏雨的效果。
【IPC分類】F23J15/04, B01D53/26
【公開號】CN105709573
【申請號】CN201610115995
【發明人】蔡明坤, 林釗
【申請人】上海鍋爐廠有限公司