用於發電廠的去白霧裝置及發電廠煙氣處理系統的製作方法
2023-10-09 13:06:14
本實用新型涉及發電廠煙氣處理技術，具體而言涉及一種用於發電廠的去白霧裝置及發電廠煙氣處理系統。
背景技術：
垃圾焚燒發電廠以及燃煤發電廠等電廠中，煙囪和冷卻塔是常用的裝置，煙囪用於將焚燒過程中產生的煙氣排入大氣中，並且為了便於煙氣擴撒，煙囪通常需要達到一定高度。而冷卻塔是用將攜帶餘熱的循環水在塔內與空氣進行熱交換，把水的熱量傳輸給空氣並散入大氣，對循環水進行降溫。
目前經常會看到煙囪出口冒白煙以及冷卻塔出口冒白霧的現象，對於煙囪而言，是因為排出的煙氣中含有大量水蒸氣，煙氣自煙囪進入大氣後，溫度降低，水蒸氣遇冷冷凝成小液滴，形成白煙(其實是霧)，因此在氣溫較低時白煙現象更為明顯。對於冷卻塔而言，是由於空氣經過冷卻塔後吸收水分達到飽和狀態，當從冷卻塔流出後，便會降溫析出水分，產生白霧。煙囪和冷卻塔出口的白霧影響了市容市貌，造成視覺汙染，尤其對距離生活垃圾焚燒發電廠等發電廠近的居民生活區，這種視覺汙染影響更大，並且這種視覺汙染會影響能見度等，給附近居民帶來一定危險。
目前為了防止煙囪和冷卻塔的白霧現象，分別對煙囪和冷卻塔加裝了去白霧裝置。對於煙囪而言，去白霧裝置基本原理是通過使煙氣和空氣在脫白裝置內進行換熱，使煙氣中的水蒸氣冷凝析出，換熱後的空氣採用鼓風機送至煙囪中和煙氣一同排至大氣中，從而減輕白煙現象。對於冷卻塔而言，去白霧裝置基本原理將空氣分為兩股，一股自塔底部進入，另一股自塔上部進入與飽和空氣混合，使飽和空氣轉變為未飽和空氣，從而減少空氣出塔後形成的白霧現象。
然而，上述去白霧裝置，存在以下缺點：1)由於換熱後的空氣經煙囪排入大氣，導致這部分熱量沒有被有效利用，浪費了熱能；2)煙氣降溫後，煙囪的抽力降低(煙囪高度較高，溫度低的煙氣不利於排出)，影響煙氣的順利排出；3)空氣經鼓風機送至煙囪後，易引起空氣倒灌，使得煙氣排不出去；4)自塔上部進入的空氣需要在冷卻塔內增設高效翅片管換熱器，利用循環水餘熱對空氣進行加熱，導致投資成本大幅增加；5)煙囪和冷卻塔的去白霧裝置需要分別加裝，增加了發電廠的整體投資和成本。
技術實現要素：
在實用新型內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本實用新型的實用新型內容部分並不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特徵和必要技術特徵，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護範圍。
為了至少部分地解決上述問題，本實用新型公開了一種用於發電廠的去白霧裝置，其包括：第一換熱器，所述第一換熱器配置為使所述發電焚燒產生的煙氣與空氣進行熱交換，以降低煙氣溫度析出水分，並升高空氣溫度；第二換熱器，所述第二換熱器配置為使在所述第一換熱器中進行熱交換後的空氣和煙氣再次進行熱交換，以升高煙氣溫度，經過所述第二換熱器的煙氣通過所述煙囪排出至大氣中，經過所述第二換熱器的空氣導入至所述冷卻塔內的上部區域，以與所述冷卻塔內產生的飽和空氣混合後排出至大氣中。
可選地，所述第一換熱器配置有第一煙氣入口以及與所述第一煙氣入口連通的第一煙氣出口，第一空氣入口以及與所述第一空氣入口連通的第一空氣出口，所述發電焚燒產生的煙氣經由述第一煙氣入口進入所述第一換熱器中，並在所述第一換熱器內與經由所述第一空氣入口進入的空氣換熱析出水分，溫度降低的煙氣經由所述第一煙氣出口排出，溫度升高的空氣經由所述第一空氣出口排出；
所述第二換熱器配置有第二煙氣入口以及與所述第二煙氣入口連通的第二煙氣出口，第二空氣入口以及與所述第二空氣入口連通的第二空氣出口，經由所述第一煙氣出口排出的煙氣以及經由所述第一空氣出口排出的空氣分別通過所述第二煙氣入口和第二空氣入口進入所述第二換熱器中，並在所述第二換熱器內進行換熱，
溫度升高的煙氣經由所述第二煙氣出口導入所述煙囪中，溫度降低的空氣經由所述第二空氣出口導入至所述冷卻塔內的上部區域。
可選地，其特徵在於，所述第一換熱器還設置有冷凝水出口，用於排出所述煙氣析出的水分。
可選地，所述冷凝水出口通過管道連接至水處理裝置。
可選地，還包括用於連通所述第一煙氣出口和第二煙氣入口的管道，以及用於連通所述第一空氣出口和第二空氣入口的管道。
為了至少部分地解決上述問題，本實用新型還公開了一種發電廠煙氣處理系統，用於對焚燒發電產生的煙氣進行處理，以降低環境汙染，其包括：脫酸塔，所述脫酸塔配置為與所述用於焚燒發電的鍋爐連通，以對焚燒發電產生的煙氣進行脫酸處理，去除煙氣中的酸性氣體；除塵裝置，所述除塵裝置配置為與所述脫酸塔連通，以對經過脫酸塔處理的煙氣進行除塵處理，去除所述煙氣中的顆粒物；第一換熱器，所述第一換熱器配置為使經過所述除塵裝置處理的煙氣與空氣進行熱交換，以降低煙氣溫度，析出水分，並升高空氣溫度；第二換熱器，所述第二換熱器配置位為使經過所述第一換熱器換熱後的煙氣和空氣再次進行熱交換，以升高煙氣溫度，經由所述第二換熱器排出的煙氣通過煙囪排出，經由所述第二換熱器排出的煙氣通過煙囪排出，經由所述第二換熱器排出的空氣導入至發電廠冷卻塔內的上部區域，以與冷卻塔內產生飽和空氣混合後排出至大氣中。
可選地，所述第一換熱器配置有與所述除塵裝置連通的第一煙氣入口以及與所述第一煙氣入口連通的第一煙氣出口，第一空氣入口以及與所述第一空氣入口連通的第一空氣出口，經過所述除塵裝置處理的煙氣經由述第一煙氣入口進入所述第一換熱器中，並在所述第一換熱器內與經由所述第一空氣入口進入的空氣換熱析出水分，溫度降低的煙氣經由所述第一煙氣出口排出，溫度升高的空氣經由所述第一空氣出口排出；
所述第二換熱器配置有第二煙氣入口以及與所述第二煙氣入口連通的第二煙氣出口，第二空氣入口以及與所述第二空氣入口連通的第二空氣出口，經由所述第一煙氣出口排出的煙氣以及經由所述第一空氣出口排出的空氣分別通過所述第二煙氣入口和第二空氣入口進入所述第二換熱器中，並在所述第二換熱器內進行換熱，
溫度升高的煙氣經由所述第二煙氣出口導入所述煙囪中，溫度降低的空氣經由所述第二空氣出口導入至所述冷卻塔內的上部區域。
可選地，所述第一換熱器還設置有用於排出所述煙氣析出的水分的冷凝水出口。
可選地，所述冷凝水出口通過管道連接至水處理裝置。
根據本實用新型的用於發電廠的去白霧裝置以及發電廠煙氣處理系統，一方面採用兩個換熱器，先通過第一換熱器降低煙氣的溫度，並將其中的飽和水分冷凝，從而降低煙氣含水率，然後通過第二換熱器再升高煙氣的溫度，保證煙囪抽力，從而使煙氣正常排出，且冷凝水經處理後可以作為電廠補充用水，降低電廠耗水量；另一方面，經過兩次換熱後空氣的溫度升高，被送至鍋冷卻塔內的上部區域，作為混合熱空氣與溼段出口的飽和空氣進行混合，使空氣達到未飽和狀態，消除冷卻塔出口的白霧。該裝置同時去除了煙囪和冷卻塔出口的白霧，提高了電廠經濟效益和環境效益。
進一步地，根據本實用新型的用於發電廠的去白霧裝置由於利用了餘熱，採用普通換熱器即可使得空氣升溫到理想的溫度，能源利用效率提高，並且由於無需再設置高效翅片管換熱器，簡化了冷卻塔結構，降低了投資成本。
此外，由於在第一換熱器和第二換熱器之後沒有將空氣和煙氣進行混合，不影響整個鍋爐的煙氣系統，所以不論脫白裝置是否投運，均不影響煙氣的順利排入大氣。
根據本實用新型的用於發電廠的去白霧裝置以及發電廠煙氣處理系統簡單可靠的同時去除了煙囪和冷卻塔出口的白霧，同時提高了電廠的效益，具有明顯的經濟效益和環境效益。
附圖說明
本實用新型的下列附圖在此作為本實用新型的一部分用於理解本實用新型。附圖中示出了本實用新型的實施例及其描述，用來解釋本實用新型的原理。
附圖中：
圖1示出根據本實用新型一實施方式的發電廠煙氣處理系統的結構示意圖；
圖2示出根據本實用新型一實施方式的除霧冷卻塔統的結構示意圖。
附圖標記說明：
1 爐排鍋爐
2 脫酸塔
3 布袋除塵器
4 第一換熱器
5 第二換熱器
6 煙囪
7 水處理裝置
8 乾濕冷卻塔
9 循環水收集裝置
80 塔體
81 低溫空氣進氣口
82 循環水供給裝置
83 熱空氣進氣口
84 混合器
85 出氣口
9 循環水收集裝置
100 發電廠煙氣處理系統
具體實施方式
在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本實用新型更為徹底的理解。然而，對於本領域技術人員來說顯而易見的是，本實用新型實施例可以無需一個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本實用新型實施例發生混淆，對於本領域公知的一些技術特徵未進行描述。
為了徹底了解本實用新型實施例，將在下列的描述中提出詳細的結構。顯然，本實用新型實施例的施行並不限定於本領域的技術人員所熟習的特殊細節。本實用新型的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本實用新型還可以具有其他實施例。
為了徹底理解本實用新型，將在下列的描述中提出詳細的結構及步驟，以便闡釋本實用新型提出的技術方案。本實用新型的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本實用新型還可以具有其他實施方式。
下面結合圖1對本實用新型一實施方式的發電廠煙氣處理系統進行詳細描述。
本實施例提供的發電廠煙氣處理系統用於對焚燒發電產生的煙氣進行處理，以降低環境汙染，示例性地，在本實施例中，焚燒發電產生的煙氣進入爐排鍋爐1中，在爐排鍋爐1內利用煙氣的餘熱產生高溫蒸氣，推動渦輪機轉動，使發電機產生電能，同時垃圾焚燒過程中產生的煙氣通過煙氣管道進入煙氣處理系統，經過煙氣處理系統處理後經由煙囪6排出至大氣中。
如圖1所示，本實施例提供的發電廠煙氣處理系統100包括脫酸塔2、布袋除塵器3、第一換熱器4和第二換熱器5。
脫酸塔2與爐排鍋爐1的煙氣排出系統連通，用於對爐排鍋爐1產生的煙氣進行脫酸處理，即，脫除煙氣中的氯化氫、二氧化硫等酸性氣體。脫酸塔2可以採用本領域常用的各種脫酸裝置，例如，半乾法脫酸塔、幹法脫酸系統、循環流化床幹法脫酸反應塔等，本實用新型對此不做限定。
布袋除塵器3與脫酸塔2連通，煙氣經過脫酸塔2處理後，進入布袋除塵器3，在布袋除塵器3中進行除塵處理，去除煙氣中的飛灰等顆粒物。布袋除塵器3是一種袋式除塵器，靠濾袋捕集、脫除顆粒物，主要由上部箱體、中部箱體、下部箱體(灰鬥)、清灰系統和排灰機構等部分組成結構，其採用本領域常用的結構，在此不做限定。
第一換熱器4用於對煙氣進行換熱處理，以降低煙氣溫度，從而析出水分。第一換熱器4配置有兩個氣體流通管路，其中一個為煙氣流通管路，包括：第一煙氣入口(圖未示)，用於與布袋除塵器3的出氣口連通，以將經過布袋除塵器3除塵的煙氣導入第一換熱器4中；第一煙氣管路，用於流通煙氣，以進行熱交換；第一煙氣出口，用於排出經過第一換熱器4換熱的溫度降低的煙氣。另一個為空氣流通管路，包括：第一空氣入口，用於將室溫的空氣導入第一換熱器4內；第一空氣管路，其與所述第一煙氣管路接觸/臨近，用於使空氣與煙氣管路的煙氣進行熱交換，從而降低煙氣溫度，升高空氣溫度；第一空氣出口，用於排出經過第一換熱器4換熱的溫度升高的空氣。
示例性地，在本實施例中，第一換熱裝置4採用垂直筒狀結構，其內部形成腔體，並用作第一煙氣管路。煙氣自頂部進入，並沿第一換熱裝置4的內部腔體向下流動，然後從底部排出。在第一換熱裝置4的內部腔體中設置有第一空氣管路，以流通空氣。第一空氣管路可以為盤旋或迂迴摺疊設置在第一換熱裝置4內並與第一空氣入口和第一空氣出口連通的管路。當煙氣自頂部的第一煙氣入口進入後，沿第一換熱裝置4的內部腔體向下流動，同時與第一空氣管路的空氣進行熱交換，以降低溫度，從而析出水分，形成冷凝水落下，溫度降低後的煙氣自設置在第一換熱裝置4底部的第一煙氣出口排出。
進一步地，在第一換熱器4中還設置有冷凝水收集裝置和冷凝水出口，用於排出煙氣中水蒸氣析出冷凝形成的冷凝水。在本實施中，由第一換熱器4排出的冷凝水，通過管道輸送至水處理裝置7，以進行水處理，並用作電廠的補充用水，從而提高水的利用效率，降低電廠用水量。
第二換熱器5用於對煙氣進行換熱處理，以升高煙氣溫度，利於煙氣從煙囪6中排出。與第一換熱器4類似，第二換熱器5也配置有兩個氣體流通管路。其中一個為煙氣管路，包括：第二煙氣入口，其通過管道與第一煙氣出口連通，以將經過第一換熱器4換熱的煙氣導入至第二換熱器5中；第二煙氣管路，用於供煙氣在第二換熱器5內流通，並進行熱交換；第二煙氣出口，用於將經過第二換熱器5換熱後，溫度升高的煙氣排出，並通過管道輸送至煙囪6中，從而排出至大氣中。另一個為空氣流通管路，包括：第二空氣入口，其通過管道與第一空氣出口連通，用於將經過第一換熱器4換熱溫度升高的空氣導入第二換熱器5內；第二空氣管路，用於供空氣在第二換熱器5內流通，並與煙氣進行熱交換，以升高煙氣的溫度；第二空氣出口，用於排出經過第二換熱器換熱的空氣排出，並且由於經過第二換熱器換熱的空氣溫度仍高於室溫，因此在本實施例中，經第二空氣出口排出的空氣通過管道輸送至除霧冷卻塔8內的上部區域，作為混合熱空氣與溼段出口的飽和空氣混合，使空氣達到未飽和狀態，消除除霧冷卻塔8出口的白霧。
示例性地，在本實施例中，第二換熱器5採用垂直筒狀結構，其內部形成腔體，並用作第二煙氣管路，煙氣自底部進入，並沿腔體向上流動，然後從頂部排出。在第二換熱器5內部腔體中設置有第二空氣管路，以流通空氣。第二空氣管路，可以為盤旋或迂迴摺疊設置在第二換熱器5內並與第二空氣入口和第二空氣出口連通的管路。當煙氣自底部的第二煙氣入口進入後，沿第二換熱器5的內部腔體向上流動，同時與第二空氣管路的空氣進行熱交換，以升高溫度，溫度升高的煙氣經由設置在第二換熱器5頂部的第二煙氣出口排出，並通過煙囪6排出。溫度降低的空氣經由所述第二空氣出口排出，並送入除霧冷卻塔8內的上部區域，作為混合熱空氣與溼段出口的飽和空氣混合，使空氣達到未飽和狀態，消除除霧冷卻塔8出口的白霧。
在本實用新型的一個實施例中，煙氣進入第一換熱器4時溫度約為140～160℃，例如為150℃，在第一換熱器4內換熱後溫度降低至40～45℃，在此過程中煙氣中的70％以上的水蒸汽被冷凝析出，然後進入水處理裝置7處理後作為電廠的補充用水。煙氣通過第一換熱器4處理後，煙氣的含水率大大降低，因此最後從煙囪6排出時將大大降低或減輕白煙現象。煙氣在第一換熱器4中排出水分進入第二換熱器5，與熱空氣換熱後升溫至95～100℃，然後進入煙囪6。空氣經過第一換熱器4後的溫度為105℃～110℃，經第二換熱器5後溫度升至50℃～55℃，然後送入除霧冷卻塔8內的上部區域，作為混合熱空氣與溼段出口的飽和空氣混合，使空氣達到未飽和狀態，消除除霧冷卻塔8出口的白霧。
為了更好地理解本實用新型，下面結合圖2對冷卻特的結構以及白去去除原理進行更詳細的說明。
如圖1所示，本實施例提供的除霧冷卻塔8包括塔體80、低溫空氣進氣口81、循環水供給裝置82、熱空氣進氣口83、混合器84、出氣口85、循環水收集裝置9。
其中，塔體80呈筒狀結構，其可以各種材料製作，例如不鏽鋼等材料。塔體80內部形成密閉腔體，該腔體80分為換熱區和混合區。換熱區設置在所述腔體下部，用於進行熱交換，產生飽和空氣。混合區設置在腔體上部，用於混合乾濕空氣。
在換熱區下端位置處，例如換熱區的下端塔體80的側壁上，設置有低溫空氣進氣口81，用於將周圍環境中低溫空氣導入到換熱區中，並自下向上流動。在換熱區的上端區域設置循環水供給裝置82，用於將所述循環水導入所述換熱區的上端區域，並使所述循環水自上部落下與自下向上流動的空氣進行換熱，以降低循環水溫度。示例性地，在本實施例中，循環水供給裝置82包括循環水管和噴淋單元。循環水管與電廠的循環水系統連接，用於將攜帶餘熱的循環水導入指噴淋單元。噴淋單元用於使循環水自上向下噴灑，從而與自下而上流動的空氣，通過接觸換熱或蒸發換熱進行熱交換，以降低循環水溫度，同時使自下端低溫空氣進氣口81進入的低溫空氣升溫並吸收水分達到飽和狀態。
在混合區中設置有熱空氣進氣口83和混合器84。其中熱空氣進氣口83設置在混合區兩側的側壁上，混合器84設置在混合區中部區域。在本實施例中，熱空氣經過第二換熱器5後的空氣，其溫度仍然較高，可以用作混合熱空氣。在本實施例中，第二換熱器5設置在塔體80外部，並且由於利用了餘熱，因此第二換熱器5採用普通換熱器即可使得空氣升溫到理想的溫度，能源利用效率提高。當空氣經過第二換熱器5加熱後，通過管道導入至熱空氣進氣口83，然後進入混合區中。
示例性地，在本實施例中，混合器84由多個底板和波紋板組成，所述底板固定在塔體的頂壁上，所述波紋板固定在所述底板上，所述底板和波紋板圍成中空結構，並且在所述底板和波紋板之間形成有多個進氣通道，通過熱空氣進氣口83進入的熱空氣(幹)和自換熱區向上流動進入的飽和熱空氣可以通過該進氣通道進入混合器84的中空結構中。可以理解的是，以上僅是本實用新型混合器的一個示例，其不對本實用新型構成限定，本實用新型可以採用其他可以實現乾濕空氣混合的混合器結構。
通過熱空氣進氣口83進入的熱空氣(幹)和自換熱區向上流動進入的飽和熱空氣進入混合區後，通過混合器84的進氣通道進入混合器84的中空結構中，並在進氣通道以及該中空結構中進行混合，從而轉變為不飽和空氣，然後從出氣口85排出至大氣中，由於排出的空氣不處於飽和狀態，因而可以減少或降低出現白霧的現象。
出氣口85設置在所述塔體80頂端，用於排出所述不飽和空氣。具體地，在所述塔體頂端與所述混合器84對應的位置上。在出氣口85中設置有風機，用於驅動下方的空氣從塔體80內部排出至大氣中。
循環水收集裝置9設在塔體80下方，用於收集自上落下的循環水。即，循環水自噴淋單元噴灑落下後，與低溫空氣進行熱交換，然後落入循環水收集裝置9中，以便再次循環利用。示例性地，循環水收集裝置9可以為諸如蓄水池等結構。
根據本實用新型的用於發電廠的去白霧裝置以及發電廠煙氣處理系統，一方面採用兩個換熱器，先通過第一換熱器降低煙氣的溫度，並將其中的飽和水分冷凝，從而降低煙氣含水率，然後通過第二換熱器再升高煙氣的溫度，保證煙囪抽力，從而使煙氣正常排出，且冷凝水經處理後可以作為電廠補充用水，降低電廠耗水量；另一方面，經過兩次換熱後空氣的溫度升高，被送至鍋冷卻塔內的上部區域，作為混合熱空氣與溼段出口的飽和空氣進行混合，使空氣達到未飽和狀態，消除冷卻塔出口的白霧。該裝置同時去除了煙囪和冷卻塔出口的白霧，提高了電廠經濟效益和環境效益。
進一步地，根據本實用新型的用於發電廠的去白霧裝置由於利用了餘熱，採用普通換熱器即可使得空氣升溫到理想的溫度，能源利用效率提高，並且由於無需再設置高效翅片管換熱器，簡化了冷卻塔結構，降低了投資成本。
此外，由於在第一換熱器和第二換熱器之後沒有將空氣和煙氣進行混合，不影響整個鍋爐的煙氣系統，所以不論脫白裝置是否投運，均不影響煙氣的順利排入大氣。
根據本實用新型的用於發電廠的去白霧裝置以及發電廠煙氣處理系統簡單可靠的同時去除了煙囪和冷卻塔出口的白霧，同時提高了電廠的效益，具有明顯的經濟效益和環境效益。
除非另有定義，本文中所使用的技術和科學術語與本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中使用的術語只是為了描述具體的實施目的，不是旨在限制本實用新型。本文中出現的諸如「設置」等術語既可以表示一個部件直接附接至另一個部件，也可以表示一個部件通過中間件附接至另一個部件。本文中在一個實施例中描述的特徵可以單獨地或與其它特徵結合地應用於另一個實施例，除非該特徵在該另一個實施例中不適用或是另有說明。
本實用新型已經通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用於舉例和說明的目的，而非意在將本實用新型限制於所描述的實施例範圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本實用新型並不局限於上述實施例，根據本實用新型的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本實用新型所要求保護的範圍以內。本實用新型的保護範圍由附屬的權利要求書及其等效範圍所界定。