鍋爐脫硫煙氣自循環回熱裝置製造方法
2023-04-24 20:24:41
鍋爐脫硫煙氣自循環回熱裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種鍋爐脫硫煙氣自循環回熱裝置，包括煙囪，其兩側並列設置若干脫硫塔，該脫硫塔與煙囪之間通過公用淨煙氣母管連通；一原煙氣進氣管從脫硫塔底部穿入，一淨煙氣出氣管從脫硫塔頂部穿出、並向下彎折與對應的原煙氣進氣管交匯後併入公用淨煙氣母管，該原煙氣進氣管和淨煙氣出氣管的交匯處設置石墨換熱器。其優點為利用脫硫前高溫鍋爐原煙氣加熱脫硫後低溫淨煙氣以提升淨煙氣的溫度，防止該淨煙氣在排大氣過程中遇冷析出液態水產生酸霧進而腐蝕煙道和煙囪內壁，加熱過程無額外熱源；脫硫裝置整體煙道系統布置構思巧妙，煙氣流向為單程、單向，無需設置循環增壓風機，無額外電力消耗，同時佔地面積小，操作維修方便，節省成本。
【專利說明】鍋爐脫硫煙氣自循環回熱裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種脫硫煙氣的處理裝置，尤其涉及一種鍋爐煙氣自循環回熱裝置。
【背景技術】
[0002] 鍋爐煙氣經溼法脫硫變成飽和溼煙氣後通過煙道和煙?排至大氣。脫硫後淨煙氣 中的水分達到飽和態，在流經煙道和煙囪的途中由於溫度下降，過飽和的氣態水變成液態 析出，與煙氣中的二氧化硫反應生成酸霧附著在煙道和煙?內壁上，對煙道和煙?內壁形 成強腐蝕，造成極大的安全隱患。
[0003] 針對上述情況，目前主要的應對措施為：1、被動防腐策略，即對煙道和煙囪內壁進 行高級別防腐處理，部分採用鈦材作為煙?和煙道內壁防腐襯板，能有效抵抗酸霧腐蝕，但 其造價高昂，同時也會消耗大量的稀有金屬資源。2、應用氣_(液）_氣換熱器（以下簡稱 GGH)系統設備提升脫硫後淨煙氣的溫度，可防止淨煙氣中的液態水遇冷析出，但升溫需額 外消耗熱源，提高了鍋爐煙氣的處理成本，且投運後GGH管束嚴重腐蝕、鰭片脫落、穿孔嚴 重，影響構架強度，破壞裝置的安全性。熱交換器區域腐蝕性物質取樣後經1〇〇倍的水稀釋 後其PH值為1. 8?2. 6,說明換熱器處沉積物是PH為0. 2?0. 6的強酸（硫酸質量分數 達到7. 4% )，沉積物是灰和腐蝕物質（如FeS04, Fe2 (S04) 3等）的混合物，在GGH的環境中 CL_值可達500mg/L，另外，現有GGH系統較為複雜、腐蝕更換周期短、佔地面積大、維修不 易。經調查研究發現，德國脫硫煙氣系統全部安裝了 GGH，而且主要是迴轉式GGH。但是回 轉式GGH洩漏量大，原煙氣汙染脫硫後的淨煙氣，經過多年的運行，發現GGH是整個煙氣脫 硫（FGD)系統的故障點，大大影響了系統的可用率，同時據德國公司介紹，幾乎100%的GGH 在運行過程中都出現了故障。美國的FGD系統只有少部分安裝了 GGH，採用在煙囪底部安裝 燃燒潔淨燃料的燃燒器來加熱脫硫後的煙氣溫度方法。
【發明內容】
[0004] 發明目的：本發明的目的是提供一種節能高效的鍋爐脫硫煙氣自換熱升溫、自循 環回熱裝置。
[0005] 技術方案：本發明所述的鍋爐脫硫煙氣自循環回熱裝置，包括煙囪，其兩側並列設 置若干脫硫塔，該脫硫塔與煙?之間通過公用淨煙氣母管連通；一原煙氣進氣管從脫硫塔 下部穿入，一淨煙氣出氣管從脫硫塔頂部穿出、並與對應的原煙氣進氣管交匯後併入公用 淨煙氣母管，該原煙氣進氣管和淨煙氣出氣管的交匯處設置石墨換熱器。
[0006] 其中，所述原煙氣進氣管和石墨換熱器水平設置。
[0007] 所述原煙氣進氣管和石墨換熱器整體向脫硫塔水平傾斜2?3度。
[0008] 所述石墨換熱器包括殼體，其中水平設用於原煙氣流動的石墨管，該石墨管兩側 設石墨管板，該石墨管板、石墨管外管壁以及殼體內壁之間形成用於淨煙氣流動的通道。
[0009] 所述石墨管和石墨管板分別為經過酚醛高分子浸漬劑浸漬三遍的石墨管和石墨 管板。
[0010] 有益效果：本發明與現有技術相比，其優點為：
[0011] 1、利用脫硫前鍋爐高溫原煙氣加熱脫硫後低溫淨煙氣以提升淨煙氣的溫度，防止 該淨煙氣在排大氣過程中遇冷析出液態水產生酸霧進而腐蝕煙道和煙?內壁，同時該加熱 過程無需額外熱源，節能環保。
[0012] 2、本發明脫硫裝置整體煙道系統布置構思巧妙，石墨換熱器位於原煙氣進氣管、 淨煙氣出氣管和公用淨煙氣母管的交匯處，該系統僅改變原脫硫煙氣系統的煙道方向，未 改變煙道流程煙氣流向，其仍為單程、單向，無需設置循環增壓風機，無額外電力消耗，同時 佔地面積小，操作維修方便，節省成本。
[0013] 3、本發明的氣-氣石墨換熱器為靜設備，無轉動部件，不會發生機械故障，可避免 常規迴轉式GGH的原煙氣側向淨煙氣側洩漏導致系統脫硫效率降低的問題。
[0014] 4、本發明的氣-氣石墨換熱器的石墨管和石墨管板經過酚醛高分子浸漬劑浸漬3 遍，石墨分子緻密緊湊，穩定性好且強度高，能夠長期有效耐受熱交換器區的強酸、爐灰及 腐蝕性物質的腐蝕，比耐腐蝕金屬更能耐受此處的強酸和高CL^環境。
[0015] 5、本發明的石墨換熱器為光管設計，且石墨管及石墨管板的滑動係數小，具有自 清潔功能，不容易發生堵塞和沉積物掛壁問題。
[0016] 6、本發明無需對煙道和煙囪進行造價昂貴的高級別防腐，採用中等級別防腐即 可，大大降低了煙道煙囪的腐蝕級別及高昂費用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明的結構示意圖；
[0018] 圖2為本發明石墨換熱器的俯視圖；
[0019] 圖3為圖2的A-A截面圖；
[0020] 圖4為圖2的B-B截面圖。
【具體實施方式】：
[0021] 下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步說明。
[0022] 如圖1所示，本發明包括四個並排設置的脫硫塔2(根據實際需要，脫硫塔可設置 多個），該脫硫塔2與煙囪1之間通過一水平橫向的公用淨煙氣母管3連通；一縱向設置的 原煙氣進氣管4從脫硫塔2下部穿入，一淨煙氣出氣管5從脫硫塔2頂部垂直穿出、彎折後 向下垂直延伸、並與原煙氣進氣管4交匯後併入公用淨煙氣母管3。
[0023] 其中，公用淨煙氣母管3位於淨煙氣出氣管5和原煙氣進氣管4交匯處的下方，同 時在交匯處設置石墨換熱器6。
[0024] 如圖2-4所示，石墨換熱器通過型鋼支架9固定在由混凝土製成的淨煙氣母管上 方的預留口處，該石墨換熱器與淨煙氣母管預留口之間用鋼板封閉連通。
[0025] 所述原煙氣進氣管4和石墨換熱器6水平縱向設置。當然，為了防止凝結的液體 聚集在原煙氣進氣管中，原煙氣進氣管和石墨換熱器可以整體向脫硫塔水平傾斜2?3度， 如此，凝結的液體便可沿傾斜角度流入脫硫塔中。（如圖3所示）
[0026] 該石墨換熱器6包括殼體，其中水平設置若干石墨管7,該石墨管7與原煙氣進氣 管4連通，形成原煙氣流動的管程，同時該石墨管7兩側設石墨管板8,該石墨管板8、石墨 管7外管壁以及殼體內壁之間形成的通道與淨煙氣進氣管5連通，即作為淨煙氣流動的殼 程。同時石墨換熱器殼程上方設置非金屬膨脹節10來吸收淨煙氣垂直煙道的熱膨脹量。
[0027] 所述石墨管和石墨管板為經過酚醛高分子浸漬劑浸漬三遍的石墨管和石墨管板。 石墨製造過程中留下的許多相互貫通的細微空隙被浸漬劑填充後製成不透性的石墨管及 石墨管板，處理後的石墨管導熱係數高達120. 3WAm.K)(實際使用中熱傳導效率近乎超 導），線性膨脹係數處於10_61/°C數量級範圍，酚醛高分子浸漬劑熱分解溫度> 250°C (高 於煙氣自循環的最高煙氣溫度150°C )，石墨分子緻密緊湊，穩定性好且強度高，能夠長期 有效耐受熱交換器區的強酸、爐灰及腐蝕性物質的腐蝕，比耐腐蝕金屬更能耐受此處的強 酸和高CL_環境。
[0028] 另外，由於所述石墨換熱器導熱係數遠遠高於金屬材質，因此按光管設計即可滿 足換熱要求，無需設置強化換熱的翅片管，其煙氣流速為8?12m/s，使得石墨換熱管具有 自清灰性能；同時石墨管及石墨管板的滑動係數小（滑動係數< 〇. 2)，且石墨本體及浸漬 劑硬度較高，煙氣中的固體小顆粒對換熱管造成的摩損較小，相比其他金屬類換熱管有更 好的自清潔功能，不容易發生堵塞和沉積物掛壁問題。
[0029] 本發明裝置中，鍋爐原煙氣（135°C左右）從原煙氣進氣管進入脫硫塔，途中原煙 氣的部分熱量被石墨換熱器吸收（原煙氣溫度降至110-120°C左右），在脫硫塔中被原煙 氣經溼法噴淋脫硫後成為淨煙氣（50°C左右），該淨煙氣從淨煙氣出氣管出脫硫塔，在經過 石墨換熱器時吸收熱量提升了淨煙氣的溫度￠5-701:左右），然後從公用淨煙氣母管進入 煙囪，該淨煙氣中的水分為過熱態，經過煙?時液態水沒有析出，不會形成酸霧腐蝕煙囪內 壁，能有效消除煙囪出口白色水霧。
【權利要求】
1. 一種鍋爐脫硫煙氣自循環回熱裝置，其特徵在於：包括煙@ (1)，其兩側並列設置若 幹脫硫塔（2)，該脫硫塔（2)與煙囪（1)之間通過公用淨煙氣母管（3)連通；一原煙氣進氣 管（4)從脫硫塔（2)下部穿入，一淨煙氣出氣管（5)從脫硫塔（2)頂部穿出、並向下彎折與 對應的原煙氣進氣管（4)交匯後併入公用淨煙氣母管（3)，該原煙氣進氣管（4)和淨煙氣出 氣管（5)的交匯處設置石墨換熱器（6)。
2. 根據權利要求1所述鍋爐脫硫煙氣自循環回熱裝置，其特徵在於：所述原煙氣進氣 管（4)和石墨換熱器（6)水平設置。
3. 根據權利要求1所述鍋爐脫硫煙氣自循環回熱裝置，其特徵在於：所述原煙氣進氣 管⑷和石墨換熱器（6)整體向脫硫塔⑵水平傾斜2?3度。
4. 根據權利要求1、2或3所述鍋爐脫硫煙氣自循環回熱裝置，其特徵在於：所述石墨 換熱器（6)包括殼體，其中水平設置用於原煙氣流動的石墨管（7)，該石墨管（7)兩側設石 墨管板（8)，該石墨管板（8)、石墨管（7)外管壁以及殼體內壁之間形成用於淨煙氣流動的 通道。
5. 根據權利要求4所述鍋爐脫硫煙氣自循環回熱裝置，其特徵在於：所述石墨管（7) 和石墨管板（8)分別為經過酚醛高分子浸漬劑浸漬三遍的石墨管和石墨管板。
【文檔編號】F23J15/00GK104100985SQ201410344378
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】黃玉偉, 韓明, 季經緯, 黃永剛 申請人:無錫華威耐火材料有限公司