脫硫裝置的移能設備的製作方法

2023-05-05 03:08:06 2

專利名稱:脫硫裝置的移能設備的製作方法
按照權利要求
1前序部分的特徵，本發明是關於脫硫裝置的移能設備。
在環境保護事業上積極努力導致的結果是，不僅對新建發電廠，而且對已存在的發電廠，必須採取預防措施，對煙道氣進行脫硫。在這當中主要是溼法脫硫系統。這裡在淨化過程中到煙氣通過洗滌液冷卻至50℃左右離開洗滌器。
但在使淨化的煙氣進入大氣前，必須將其再加熱到至少72℃，是必不可少的。為了加熱已經發展了各種不同的方法。在能量經濟上最適宜的是這樣一些方法，在這些方法中用於重新加熱所需的熱能還由未淨化的熱粗氣中取得。
為此目的在洗滌器前面的粗氣流中接入一個帶有肋片的熱交換器管的熱交換器，並且將此熱交換器經一流動的熱載體，例如像防凍結的水，與另一熱交換器管帶肋片的熱交換器相連結，此熱交換器在洗滌器以後，安裝在淨化的氣流中。因此藉助於這種設備可以從粗氣流中取出熱量，經過熱載體傳給淨化氣。熱交換器，熱載體的管道和旁通管路在這裡一般是由鋼構成的。但若溫度處在硫酸露點範圍內時，則其後果很難設想。因此有人建議，把換熱器的各部件塗上塗層。但這裡表明，由於塗層物質屬大分子結構，隨著時間進展，在塗層下面滲出的分子構成了殘餘物，該殘餘物不僅破壞了基礎材料，而且也使塗層鬆弛。甚至連塘瓷的熱交換器也已用於脫硫裝置中。然而所有前面敘述的措施，由於各種各樣的不同原因，至今不能使專業人士滿意。
本發明的根本任務是，改善在權利要求
1前段部分所描繪的脫硫裝置的移能設備，使不用貴重材料，能夠作到長期無故障的淨化煙氣。
按照發明，這個任務的解決在於權利要求
1中的特徵部分所敘述到的一些特徵。
因此在這裡，先後互相連接了在二種不同溫度水平操作的移熱系統。使約140℃的還很熱的粗氣首先通過一個光滑或帶肋片的厚壁鋼管的熱交換器，在這裡大約冷卻至115℃。熱載體吸收了粗氣的熱量，經過接在淨化氣流中的熱交換器，將熱量轉移給淨化器。在熱載體循環時，要照顧到，使恆定溫度處在105℃～120℃範圍內，因此在由鋼構成的移熱系統的所有地方都不會出現低於硫酸露點的壁面溫度。在溫度高於65℃時，即在洗滌器的液滴分離器以後，在淨化器中還含有液滴，實際上已全部氣化。因此在淨化氣中的熱交換器表面上也沒有出現痂殼。由於安全的原因，當然可以另行的安裝吹灰器。
在第二段，也就是說，在較低的溫度水平，現在使用的移熱系統，其材料是由耐腐蝕的和抗粘附的塑料構成的。這種規定的熱載體溫度是，使粗氣例如從115℃冷卻到95℃。在這種塑料移熱系統中循環的熱載體溫度大約是75℃。由於這種溫度水平，因而在粗氣一邊硫酸的露點貫穿在那連接的熱交換器的範圍以內。在這種情況下產生出來的酸，部分的在軟管或管道上向下流動或滴落，或者部分地與灰分摻在一起粘在軟管或管道上。為了清洗可以使用洗滌水，洗滌水可以集中起來，並可送往洗滌器。
在塑料軟管或管道中，將藉助於循環的熱載體，該熱載體可以由防凍結的水組成，吸收的熱量送至在淨化氣流中在洗滌器和鋼製換熱器之間安裝的低溫-熱交換器，並且經過此熱交換器轉移給淨化氣體。在這種情況下，淨化氣體由大約50℃加熱至高於65℃的溫度。由此可以達到，在熱交換器受衝擊的面上，使在氣流中仍含有的水滴全部氣化。在這種情況下可能出現。含在液滴中的石膏遺留下來。以這種方式在塑料表面上可能生成石膏殼。但由於使用的塑料有抗粘附的表面性能，所以這可以容易地通過振動淨化。變換溫度也可以用來淨化。
因而本發明能夠在粗氣流高於硫酸露點的高溫範圍內和高於65℃在淨化氣流的乾燥範圍內，作為原料使用慣用的耐壓材料，例如像鋼。
相比之下在低溫領域中，不僅在粗氣流，而且也在淨化氣流實際上使用了無壓的塑料管或塑料軟管。
二個按等級先後排列的移熱系統的安裝，可以在粗氣流和淨化氣流的任意地方進行。即使在粗氣流或淨化氣流的各自的系統中安裝的，並且通過熱載體互相連結的熱交換器距離超過50米，也顯不出有什麼困難。甚至本發明能夠使舊裝置很容易的擴建改建。因為淨化氣不能被粗氣汙染，所以不僅在乾燥的粗氣流，而且也在淨化氣流安裝一臺鼓風機是可能的。洗滌器達到的分離度保持不變，也即煙氣脫硫裝置的分離度。因為可以使用已知的耐腐蝕的耐用材料，所以可以達到很長的壽命，即使運轉較長的時間熱交換器也不會用壞。
一種有利的實施形式在於權利要求
2的一些特徵。由這樣的塑料作成的熱交換器，自然只能用於內壓相當低的情況。所談到的材料在較高的溫度和壓力時，傾向於流動，因此不僅溫度而且內壓必須都要證明是安全可靠的。但在這當中，通過低於100℃的熱載體溫度的選擇，以及通過在塑料強度相當低的各個熱交換器前面的階梯形的水貯槽，可以得到可靠的計算。因此可以保證，在熱交換器內出現的壓力絕不能超過允許的數值。即使在煙氣中突然出現溫度上升，也不能使內部的壓力提高。
用權利要求
3的特徵可保證熱載體的溫度穩定地保持在所希望的水平上。這種有利的性質自然也適用於第一段由鋼構成的移熱系統。
根據權利要求
4的特徵可以預先知道，為了不使其壓力過分升高，可在不同地測高度安裝以水作為熱載體的熱交換器。因此可保證，對各個熱交換器只能給予一定的預先規定的水壓。水因位差流過熱交換器，將熱量由粗氣轉移給淨化氣的水。回流通過一個泵來完成。
權利要求
5的特徵用於監測流過裝在地測高度較低的熱交換器的熱載體過程。
本發明的一種特別有利的實施形式是權利要求
6的特徵。這樣的軟管或管道可以成束安裝，因此各個熱交換器束也可以安裝各束的閥門，並且在運行時可以切換。通過軟管或管道的U形，分配室和收集室可以安裝在氣流以外，因此以簡單的方式就保證了使用方便。
在垂直氣流時，按照權利要求
7，也可以用水平的自由掛上的塑料軟管或管道替代U-形懸掛的塑料軟管或管道。
用權利要求
8的特徵，在熱交換器底上固定塑料軟管或塑料管道。對此首先將軟管或管道插入管底板。接著將插筒插入端頭，然後進行管子脹口。與此有關，若按照權利要求
9，插筒由銅或黃銅構成是有優點的。
由於權利要求
10的特徵，在軟管末端總是構成一個適於流動的入水口，此口引起的阻力損失很小。
在應用權利要求
11的特徵時，要防止軟管或管道在管底板上折斷。
通過權利要求
12的特徵可以作到，在生產時對各個軟管或管道流入分配室和收集室進行控制，在嚴重時刻可以中斷。此外這種措施也可用於使用高強度的通用材料構成分配室和收集室，與此分開的是，使用防腐蝕的但強度較差的材料用作氣體密封面。
根據權利要求
13，在氣體密封面上的塑料軟管或塑料管道的自動密封固定，是通過可彎曲的軟管或管道的彈性與生產時在軟管內壁存在的水壓結合一起得到的，水的壓力高於規定的氣體壓力。
相應於權利要求
14，淨化水流的衝洗和塑料的抗粘附的表面性能，起到一種容易淨化的作用。在這當中可洗掉炭黑，粉塵和硫酸。與此相關的可以在每一束中插入一分布管，由此管在一預定的距離從邊上流出洗滌水。
按照權利要求
15，一種頂蓋樣的傾斜的間距板或多個這樣的板不僅保證了塑料軟管或管道準確安裝，而且也保證了洗滌水按順序的流動過程。
按照權利要求
16，至少在淨化氣流中安裝的低溫-熱交換器是可振動的，因此提供了通過振動使粘附的髒物去掉的可能性。振動也可以與塑料物質的熱膨脹結合起來，以便使粘附的東西在溫度改變時崩裂開。對此只要求保證在縱向上不阻止軟管或管道膨脹。
本發明以下面在圖中描述的實施例子作進一步的說明圖1表明在流程中，一套煙氣脫硫裝置帶有二個在煙氣流中分前後組安裝的移熱系統。
圖2表明在流程前視圖中，圖1移熱系統的一個熱交換器。
圖3表明圖2熱交換器的一個細節放大圖。
圖4表明圖3的斷面Ⅳ放大圖。
圖5表明在透視圖中，部分截面，圖2熱交換器的其他細節，圖6表明移熱系統的另一種實施形式。
例如在圖1的流程中，描繪的設備1構成了煤發電廠的一個組成部分，並用於發電廠生成的煙氣脫硫。
依照箭頭方向，由電除塵器出來的粗氣流ROS大約為140℃，在這種溫度下首先使其通過一熱交換器，該熱交換器是由鋼構成的，具有一組互相平行的帶有肋片的，但在圖中沒有詳細描繪的熱交換器管道。
在離開熱交換器了以後，粗氣ROS還有大約為115℃的溫度。在這種溫度下的粗氣ROS進入另一個熱交換器4中，該熱交換器在下面還要用圖2至6作進一步的說明。
離開此熱交換器4，粗氣流ROS的溫度大約為95℃，後進入洗滌器5中，在洗滌器中用溼法脫掉硫。
在洗滌器5的出口時，淨化的煙氣大約為48℃，將這種溫度的淨化氣流RES通過一熱交換器6，該熱交換器與粗氣流ROS中的熱交換器4處在熱交換器聯結狀態。在這個熱交換器6中，淨化氣流RES被加熱至大約68℃，接著被送到另一熱交換器7，該熱交換器與粗氣流ROS中安裝的熱交換器3處在熱交換器聯結狀態。
在離開熱交換器7以後，淨化氣流RES約為90℃，具有這種溫度的淨化氣流經過煙囪8排放入大氣中。
在粗氣流ROS中和在淨化氣流RES中安裝的帶肋片的厚壁鋼管的熱交換器3，7，通過旁通管路9，10處在液體粗通的聯結狀態。流體是由防凍的水所組成。將這種水在熱交換器3中加熱至大約120℃，然後流經管道9，流向淨化氣流RES中的熱交換器7，並在此冷卻至大約105℃。管道10上的泵11保證了熱載體的回流。通過旁路12的調節，熱載體的溫度可以保持在105℃和120℃之間，因此由鋼構成的移熱系統13沒有一個地方出現低於硫酸露點的壁溫。
在煙氣脫硫設備1的第二段，一方面在粗氣流ROS中，另一方面在淨化氣流RES中安裝的熱交換器4，6也是通過旁通管路15，16互相聯結的。在這種移熱系統中，防凍結的水同樣在溫度範圍為70℃和80℃之間進行循環。此水在粗氣流ROS中的熱交換器4中，被加熱到大約80℃，由那裡經管道15流到淨化氣流RES的熱交換器6，在這裡將放出的熱傳給淨化器。由此熱載體冷卻至大約70℃。然後熱載體以這種溫度，例如藉助於泵17重新流向粗氣流ROS中的熱交換器4。管道15，16通過一個旁路18互相連結。
因為第二移熱系統14的循環熱載體的溫度大約在75℃，所以在粗氣一邊全為硫酸的露點範圍。為了避免損害移熱系統14，二個熱交換器4，6的所有與氣體接觸的部分都用一耐腐蝕的和抗粘附的塑料復蓋住或塗上塗層。這種塑料可以是聚四氟乙烯，聚1，1-二氯乙烯或聚丙烯。甚至二個熱交換器4，6之間的旁通管路15，16至少也要由一耐腐蝕的塑料製作。
為了熱交換(參見圖2和3)，在水平氣流情況下，在粗氣流ROS和淨化氣流RES中，成束的U-形塑料軟管都是從上邊懸掛起來的。這種塑料軟管是由塑料構成的，例如像聚四氟乙烯，聚1，1-二氯乙烯或聚丙烯。
例如圖2表明，在粗氣流ROS中安裝的熱交換器4，與在淨化氣流RES中安裝的熱交換器6一樣都是分為A，B，C三個聯箱，該聯箱總是單個的，而且在運轉中可以照料的。在每一個聯箱A，B，C中的U-形塑料軟管束19都有如下優點(圖3)，一個分配室20和一個收集室21隻能夠排列在處在氣流ROS或RES以外的一個水平面上。分界是通過一個由相應適合材料構成的氣體密封面22實現的。熱載體在箭頭23進入分配室20，並且藉此進入軟管19，按照箭頭24離開每個聯箱A，B，C。
如圖4表明，在分配室和收集室的底上固定各個軟管19是通過如下的方法完成的，將軟管插入底部25相應的孔26中，然後用壓入的和脹口的由銅或黃銅構成的插筒27固定。插筒27的形狀是這樣選定的，在端頭作成一種漏鬥形的入水口或水出口28，該進口或出口引起的阻力損失很小。此外選擇插筒27的長度L長於管底25的厚度D。用這種方法防止軟管19在管底25上折斷。
在氣體密封面22上固定軟管19(圖3和4)，是通過在運轉時在軟管19的內壁存在的水壓實現的，該水壓由於與其相對的可以預料的低氣體壓力保證了一種密封的通道。29是一間隔段，該間隔段使分配室和收集室20，21對氣體密封面22保持必需的間距。
從圖2和5看出，一垂直管道30穿過熱交換器4，6的每一聯箱A，B，C。管道30是密封的支撐在氣體密封面22上，並在不同的高度上具有出口31。因此相應於箭頭方向32，通過導入洗滌水，可以將在每個聯箱A，B，C中成束的軟管(圖3)在需要時進行衝洗淨化。然後可將此洗滌水經過盆33通到出水口34。熱交換器4或6的所有與煙氣接觸的部分，都由塑料構成，該塑料至少是耐腐蝕的。這些部分是管束支撐35，擋板36，盆33和水出口34。
此外由圖5與圖3結合可以看出，各條軟管19是強制通過不同高度的。這裡使用了由垂直的中間長面逐漸向旁邊作屋頂樣傾斜的間距板37。通過這種屋頂樣傾斜可以使洗滌水順利的向外流下進入盆33中。整個的熱交換器4，6或者各個部分在需要時，可以振動。這種必需的振動系統在圖中沒有畫出來。
在圖6中描繪了一個實施形式。在此實施例中，第二個移熱系統14的低溫-熱交換器4，6安裝在不同的地測高度上。為了使在熱交換器4，6中的壓力不過分的增高，在熱交換器4，6的前面和後面總是安裝一中間儲罐38，39，此二罐可以確保各個熱交換器有一定的規定水壓力。由粗氣流ROS將熱量轉移到淨化氣流RES的水，由於水位差的緣故，流過熱交換器4，6。在較低地測高度上的熱交換器6的瀉流，可通過管道15上的一個由壓力控制的調節閥40進行監視。用泵17將熱載體經管道16由儲罐39輸送至儲罐38。
有關符號表1.煙氣脫硫裝置2.電除塵器3.熱交換器4. ″5.洗滌器6.熱交換器7. ″8.煙囪9.旁通管路10. ″11.在10上的泵12.旁路13.移熱系統14. ″15.旁通管路16. ″17.泵18.旁路19.軟管20.分配室21.收集室22.氣體密封面23.熱載體入口24.熱載體出口25.20和21的底
26.25上的孔27.插筒28.水的入口或出口29.間隔段30.水管31.出口孔32.水的入口33.盆34.出水口35.管束支撐36.擋板37.間距板38.中間儲罐39. ″40.調節器ROS 粗氣流RES 淨化氣流A 聯箱B ″C ″L 27的長度D 25的厚度
權利要求
1.脫硫裝置的移能設備，此設備在粗氣流中在洗滌器前安裝了一個熱交換器，該熱交換器通過一種強制流動的熱載體，與另一個在淨化氣流中接在洗滌器後邊的熱交換器按照流體交換的方式連結起來，在這當中，有時具有肋片的熱交換器管道的換熱器和旁通管路是由抗壓材料，例如鋼所構成，其特徵在於，在粗氣流(ROS)中在熱交換器(3)和洗滌器(5)之間，以及在淨化氣流(RES)中在洗滌器(5)和熱交換器(7)之間總是接入一個在低溫工作的、帶有由耐腐蝕的和抗粘附的塑料所構成的軟管或管道(19)的熱交換器(4或6)，該熱交換器通過由至少為同樣的耐腐蝕塑料構成的可通熱載體的旁通管路(15，16)連結起來，在這當中低溫-熱交換器(4，6)的所有與氣體接觸的部件(33～37)用一種耐腐蝕的和抗粘附的塑料復蓋上或塗上塗層。
2.根據權利要求
1的移能設備，其特徵在於，低溫-熱交換器(4，6)和其旁通管路(15，16)是由聚四氟乙烯，聚1，1-二氟乙烯或聚丙烯組成的，或者用聚四氟乙烯，聚1，1-二氟乙烯或聚丙烯復蓋住或塗上塗層。
3.根據權利要求
1或2的移能設備，其特徵在於，在低溫-熱交換器(4，6)之間的旁通管路(15，16)是通過一旁通管(18)互相連結的。
4.根據權利要求
1至3之一的移能設備，其特徵在於，低溫-熱交換器(4，6)安裝在不同的地測高度上，並且在低溫-熱交換器(4，6)的前邊或後邊，總是配備一熱載體的中間儲缸(38，39)。
5.根據權利要求
4的移能設備，其特徵在於，在旁通管道(15)上，從處在較高位置的低溫-熱交換器(4)到處在較低位置的低溫-熱交換器(6)接入一個壓力控制的調節閥(40)。
6.根據權利要求
1至5之一的水平氣流移能設備，其特徵在於，低溫熱交換器(4，6)配備有在粗氣流(ROS)中以及在淨化氣流(RES)中從上邊吊掛的U-形塑料軟管或塑料管(19)。
7.根據權利要求
1至5之一的垂直氣流的移能設備，其特徵在於，在低溫-熱交換器(4，6)中，裝有水平自由懸掛的塑料軟管和塑料管道(19)。
8.根據權利要求
1至7之一的移能設備，其特徵在於，塑料軟管或塑料管道(19)的自由端，通過可擴徑的插筒(27)可以固定在熱交換器的底上(25)。
9.根據權利要求
8的移能設備，其特徵在於，插筒(27)是由銅或黃銅所構成。
10.根據權利要求
8或9的移能設備，其特徵在於，插筒(27)的外面的端部(28)擴孔成漏鬥形。
11.根據權利要求
8至10之一的移能設備，其特徵為，插筒(27)的長度(L)大於熱交換器底(25)的厚度(D)。
12.根據權利要求
1至11之一的移能設備，其特徵在於，低溫-熱交換器(4，6)的分配室(20)和收集室(21)通過耐腐蝕的氣體密封面(22)與氣流(ROS，RES)分開。
13.根據權利要求
12的移能設備，其特徵在於，塑料軟管或塑料管(19)是自行密閉固定在氣體密封面上(22)。
14.根據權利要求
1至13之一的移能設備，其特徵在於，塑料軟管或塑料管(19)可以用淨化水流衝刷。
15.根據權利要求
6，13或14的移能設備，其特徵在於，在氣體密封面(22)和彎曲的長弓形之間的塑料軟管和塑料管(19)，至少穿過一塊由垂直的中間長面向旁邊作屋頂式傾斜的間距板(37)。
16.根據權利要求
1至15之一的移能設備，其特徵在於，在淨化氣流(RES)中安裝的低溫-熱交換器(6)至少是可以振動的。
專利摘要
眾所周知，煙氣是通過洗滌器進行脫硫的。為了達到淨化氣流需要煙囪入口溫度，使用了粗氣流的熱量，此熱量可以經過一移熱系統轉移到淨化氣流中，只要溫度高於硫酸的露點。在這裡就可以使用鋼一類的材料。但在溫度低於硫酸露點時，就會出現困難，因此需要採取特殊措施。本發明提供了現代梯度移熱系統13，14。在該移熱系統中，首先在一較高的溫度範圍將由鋼構成的熱交換器3、7經過熱載體互相聯結起來，並在後邊連接的第二個移熱系統14中使用了由耐腐蝕的和抗粘結的塑料構成的熱交換器4、6。
文檔編號F28F21/06GK85104835SQ85104835
公開日1987年1月14日 申請日期1985年6月24日
發明者克萊門斯·拉夫, 勒德韋格·蘇爾, 保羅·佩克特 申請人:Gea空冷設備哈佩爾有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan