一种湿烟羽脱白系统的制作方法

1.本实用新型属于烟囱治理及节水节能技技术领域，尤其涉及一种湿烟羽脱白系统。


背景技术：

2.由于燃煤电厂烟囱出口排放的为饱和湿烟气，经过烟囱直接排放到大气中，会出现湿烟羽“大白烟”的现象，这会大大降低周围居民对电厂近零排放的认可度。湿烟气的水资源回收利用要求符合燃煤电厂节能降耗政策要求，同时也要符合“提高用水效率，抓好工业节水”的战略需求。因此，治理燃煤电厂湿烟羽是燃煤电厂迫切需要解决的问题。
3.目前，湿烟羽有三种治理办法：冷凝法、冷凝再热法、加热法。冷凝再热技术是烟气加热和烟气冷凝技术的组合使用，综合了加热技术和冷凝技术的特点，对于湿烟羽治理有比较宽广的适用范围。现有技术中，主流消除湿烟羽技术均为通过在脱硫塔后布置烟道烟气冷凝器、喷淋塔或在浆液循环浆液管上增加浆液冷却器使得脱硫塔出口烟气降温析出水分，用原烟气余热加热净烟气，不但无法深度回收净烟气水蒸汽大量潜热，还浪费了原烟气显热，同时烟气冷凝析水需外界冷媒，造成能源和水资源极大浪费。由于目前主流技术存在能源和水资源浪费、投资成本大，导致消除湿烟羽只有投资没有收益。
4.根据天津市的烟羽脱白的要求，只需对排烟温度进行控制，临港项目从节能、环保、回收角度上出发，最终采用烟气冷凝、热量回收的技术路线，同时预留烟气再热的安装空间。“低温省煤器、喷淋降温塔、冷却塔”的投资成本低于“低温省煤器、喷淋降温塔、吸收式热泵机组”的投资成本，但前者运行成本高，在余热利用方面只在脱硫前进行余热回收利用，后者在脱硫前和脱硫后都进行余热回收利用，余热回收利用效率远高于前者。
5.经过分析论证并结合津能临港热电有限公司湿法脱硫后烟气实际情况考虑，选择低温省煤器、喷淋直接换热降温、热泵机组工艺，同时预留烟气升温的空间。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种湿烟羽脱白系统，对湿烟羽的治理有明显的效果，且能实现多污染物联合脱除，达到减排、收水、节水的效果，符合国家绿色环保的要求。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
8.一种湿烟羽脱白系统，包括脱硫塔、喷淋降温塔、中介水箱、锅炉，所述脱硫塔的烟气入口与汇合烟道连接，所述脱硫塔顶部的脱硫烟气出口与所述喷淋降温塔下端的烟气进口连接，所述喷淋降温塔顶端设有脱白烟气出口，所述喷淋降温塔下端出口与所述中介水箱进液端连接，所述中介水箱出液端通过第一循环管路与所述喷淋降温塔上端连接，并形成第一循环回路；其特征在于还包括低温省煤器、余热回收单元，所述低温省煤器位于所述脱硫塔的烟气入口前、所述汇合烟道上，所述余热回收单元位于所述中介水箱与所述锅炉之间，所述余热回收单元包括并联设置在所述第一循环管路与所述锅炉管线之间的板式换
热器和吸收式热泵。
9.优选地，对于中介水系统，在非采暖季节时，所述第一循环管路与所述板式换热器热水入口连接，换热后经所述板式换热器的热水出口回至所述第一循环管路，形成第二循环回路。
10.优选地，对于中介水系统，在采暖季节时，所述第一循环管路与所述板式换热器热水入口连接，所述板式换热器的热水出口与所述吸收式热泵连接，经所述吸收式热泵降温后回至所述第一循环管路，形成第三循环回路。
11.优选地，锅炉补水时，非采暖季节时，所述锅炉与所述板式换热器冷水入口连接，所述板式换热器的冷水出口与所述锅炉的除氧器连接，形成第四循环回路。
12.优选地，锅炉补水时，采暖季节时，所述锅炉与所述板式换热器冷水入口连接，所述板式换热器的冷水出口与所述吸收式热泵连接，所述吸收式热泵与所述锅炉的除氧器连接，形成第五循环回路。
13.所述喷淋降温塔顶部设有除雾器，所述除雾器下方、所述喷淋降温塔上部设有喷淋层，所述喷淋层下方、所述喷淋降温塔下部设有填料层。
14.还包括水处理单元，所述水处理单元包括药罐和冷却塔，所述药罐与所述冷却塔连接，所述冷却塔与所述中介水箱连接，所述药罐与所述冷却塔之间设有计量泵。
15.所述第一循环管路上靠近所述中介水箱设有循环泵。
16.本实用新型的有益效果是：汇合烟道上加装低温省煤器，可以降低脱硫塔入口的烟温，不仅可以减少脱硫塔的耗水量，并且可以回收余热，达到节能降耗的目的；除雾器用于将烟气中的雾滴及雾滴中的较粗的颗粒物分离下来，分离下来的水直接进入喷淋降温塔，以提高喷淋降温塔整体除雾性能。本实用新型的系统中，脱硫塔出口各设置一套喷淋降温塔，脱硫后饱和烟气进入喷淋降温塔后，循环喷淋降温，与循环中介水直接接触换热，中介水通过循环泵输送至板式换热器和吸收式热泵形成的余热回收单元中进行梯级降温，使烟气温度降低到非采暖季(4月
‑
10月)降至48℃；采暖季(11月
‑
3月)降至45℃，同时烟气余热用于加热软化水，可以进一步提高锅炉的热效率，减少锅炉的燃煤消耗，提高了经济效益。本实用新型在喷淋降温塔、中介水箱和锅炉之间形成五条循环回路，实现了中介水箱、喷淋降温塔、锅炉之间水资源和烟气热量的回收利用，不仅湿烟雨消除效果好，而且在脱硫前和脱硫后都可以进行余热回收利用，并不局限于脱硫前的余热回收利用，节能减排效率高。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.图中，1、汇合烟道，2、低温省煤器，3、脱硫塔，4、喷淋降温塔，5、中介水箱，6、第一循环管路，7、板式换热器，8、吸收式热泵，9、药罐，10、冷却塔，11、锅炉，12、循环泵。
具体实施方式
19.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动
前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.如图1所示，本实用新型提供一种湿烟羽脱白系统，在烟雨脱白过程，采用两组喷淋降温塔4公用两套热泵机组的方式为例，但不限于此种情形，具体方案为：设置两组湿烟羽脱白系统，两组湿烟羽脱白系统结构相同，并公用中介水箱5，共同对锅炉11的湿烟雨进行脱白。每组脱白系统分别包括一台脱硫塔3、一台喷淋降温塔4、一组余热回收单元。每组脱白系统中，脱硫塔3的烟气入口与汇合烟道1连接，低温省煤器2设置在脱硫塔3的烟气入口前、汇合烟道1上，脱硫塔3顶部的脱硫烟气出口与喷淋降温塔4下端的烟气进口连接，喷淋降温塔4顶端设有脱白烟气出口，两台喷淋降温塔4与同一个中介水箱5连接，由中介水箱5提供冷却水源，喷淋降温塔4下端出口与中介水箱5进液端连接，中介水箱5出液端通过第一循环管路6与喷淋降温塔4上端连接，并形成第一循环回路。余热回收单元位于中介水箱5与锅炉11之间，余热回收单元包括并联设置在第一循环管路6与锅炉11管线之间的板式换热器7和吸收式热泵8。所述第一循环管路6上靠近所述中介水箱5设有循环泵12。具体为：
21.在每台脱硫塔3前烟气汇合烟道1各设置一套低温省煤器2，将烟气温度降至145℃，降低脱硫塔3入口的烟温，采用软化水作为冷源，软化水吸热升温后作为锅炉11补水，降低烟气温度后不仅可以减少脱硫塔3的耗水量，并且可以回收余热，达到节能降耗的目的；
22.在每台脱硫塔3出口各设置一套喷淋降温塔4，脱硫后饱和烟气从脱硫塔3顶部的脱硫烟气出口进入喷淋降温塔4下端的烟气进口循环喷淋降温，与循环中介水直接接触换热，中介水通过循环泵12输送至“板式换热器7 吸收式热泵8”的余热回收单元梯级降温，使烟气温度降低到非采暖季(4月
‑
10月)降至48℃；采暖季(11月
‑
3月)降至45℃，烟气余热用于加热软化水，可以进一步提高锅炉11的热效率，减少锅炉11的燃煤消耗，提高了经济效益。
23.本实用新型的中介水循环过程为：
24.非采暖季运行时，第一循环管路6与板式换热器7热水入口连接，中介水进入板式换热器7降温，换热后经板式换热器7的热水出口回至第一循环管路6，再返回喷淋降温塔4，形成第二循环回路；采暖季运行时，第一循环管路6与板式换热器7热水入口连接，中介水在喷淋降温塔4内与烟气换热升温后，在板式换热器7内降温，板式换热器7的热水出口与吸收式热泵8连接，经吸收式热泵8继续降温后回至第一循环管路6，再返回喷淋降温塔4，形成第三循环回路。
25.本实用新型的锅炉11补水流程为：
26.非采暖季运行时，锅炉11与板式换热器7冷水入口连接，板式换热器7的冷水出口与锅炉11除氧器连接。锅炉11补水进入板式换热器7换热，随后进入锅炉11除氧器，形成第四循环回路；
27.采暖季运行时，锅炉11与板式换热器7冷水入口连接，板式换热器7的冷水出口与吸收式热泵8连接，吸收式热泵8与锅炉11除氧器连接。20℃的锅炉11补水先进入板式换热器7与中介水直接换热，升温至42℃后进入吸收式热泵8继续加热至86℃，然后进入锅炉11除氧器，形成第五循环回路。
28.本实用新型在引风机后至脱硫塔3之间的汇合烟道1加装低温省煤器2，以降低脱硫塔3入口的烟温，不仅可以减少脱硫塔3的耗水量，并且可以回收余热，达到节能降耗的目的。
29.同时在两台脱硫塔3出口各设置一套喷淋降温塔4，从而将脱硫出口的饱和湿烟气温度进一步降低，烟气中的水分将冷凝析出，减少烟气中的水分含量，并且使烟气与大气的温差进一步降低，有利于烟囱出口减少白雾飘散的情况。即采用烟气下进上出，与喷淋水逆流换热的喷淋降温塔4。
30.烟气经过原有的脱硫塔3脱硫除尘后成为饱和烟气，烟气自塔下部进入，通过喷淋降温塔4内喷淋层，从塔上部排出。离开喷淋层的气体可能夹带少量雾状液滴，故在塔出口设置高效除雾器。根据除尘雾器的加速度、离心力、地心引力等原理，将烟气中的雾滴及雾滴中的较粗的颗粒物分离下来，分离下来的水直接进入喷淋降温塔4，以提高喷淋降温塔4整体除雾性能。
31.喷淋降温塔4中的收集水进入中介水箱5后，首先进入板式换热器7降温与软化水换热，随后进入吸收式热泵8与软化水换热继续降温，再返回喷淋降温塔4。
32.低温省煤器2换热出来后的软化水与板式换热器7、热泵机组出来后的软化水混合后进入除氧器。
33.两组喷淋降温塔4公用2套热泵机组，喷淋降温塔4底部的污水通过污水泵定期打入脱硫的废水系统，由脱硫的废水系统统一处理或通过ph值调节、絮凝、沉淀后达到gb8978《污水综合排放标准》3级水质后进入到污水管网。
34.降温后两台喷淋降温塔4分别析出约7吨水、5吨水，采用自动控制器控制冷却塔10上的清液液位高度，多余水通过加naoh中和后，循环泵12打入脱硫系统作为工艺补水，作除雾器冲洗水等用途，达到水平衡。
35.本实用新型的低温省煤器2用于降低脱硫塔3入口的烟温，不仅可以减少脱硫塔3的耗水量，并且可以回收余热，达到节能降耗的目的。
36.根据临港热电运行数据，锅炉11排烟温度按照最高165℃设计。低温省煤器2在设计工况下，将烟气温度从165℃降到145℃；软化水从烟气冷却器的低温段流入，高温段流出。
37.低温省煤器2降温段沿烟气流动方向顺列布置，采用螺旋翅片管，换热管材质选择nd钢，换热管基管为圆管，翅片与基管材质相同。管壁厚度不小于4mm。换热管的年腐蚀速率＜0.02mm，腐蚀裕量2mm。低温省煤器2壁温可调可控，有20℃以上的调节空间以适应煤种和负荷的变化；另外，低负荷运行能保证热平衡。
38.低温省煤器2布置在脱硫前汇合烟道1上，每座脱硫塔3设置1台，共设置2台。低温省煤器2的进口温度采用热水再循环控制方式保证进口水温恒定，每台机组配置2台变频升压节能型增压泵，一台运行一台备用。
39.本实用新型的喷淋降温塔4顶部脱白烟气出口设有除雾器，除雾器下方、喷淋降温塔4上部设有喷淋层，喷淋层下方、喷淋降温塔4下部设有填料层。
40.喷淋降温塔4起降温、协同除尘作用。塔内布置2层喷淋层及2层填料层，喷淋层采用大量的水进行喷淋水洗；填料层采用陶瓷矩鞍环填料，填料增加散热量，延长冷却水停留时间，增加换热面积即增加换热量。
41.每层喷淋层设置一定数量的喷嘴，喷嘴的布置保证整个塔内烟气无短路，也不会出现喷淋薄弱区，实现有效烟气收水。
42.烟气在经过洗涤后要通过除雾器，目的是将烟气中夹带的浆液滴通过撞击除雾器
叶片分离出来，顺着除雾器叶片通道流向塔内，以免随烟气排除塔外污染环境。
43.除雾器安装在喷淋降温塔4上部，叶片与烟气流向成垂直方向，以分离夹带的雾滴，避免脱硫后石膏雨的携带，保证出口烟气雾滴浓度不大于50mg/nm3(干基)。选择上考虑选用3级改良后的屋脊式除雾器，一层管式，二层屋脊式，4层冲洗水。
44.除雾器将覆盖除设置支撑结构处外的整个喷淋降温塔4横截面，不能有盲板或是泄漏区。保证避免出现在支撑梁与吸收塔壁之间或在深度除雾、除尘装置任何部分烟气未经处理而“泄漏”的情况。除雾器装置的设计、安装和运行能保证其高可利用率，液滴去除效果好。
45.本实用新型还包括水处理单元，水处理单元包括药罐9和冷却塔10，药罐9与冷却塔10连接，冷却塔10与中介水箱5连接，在药罐9与冷却塔10之间设有计量泵，第一循环管路6上设有ph计。两组湿烟雨脱白系统共用1套药罐9和冷却塔10，采用naoh溶液，计量泵2台，1台运行1台备用，以及热控仪表、阀门等，计量泵通过阀门控制分别给冷却塔10中加药，用来冷却塔10中水的ph值在6～7，以此降低冷凝水对管道和设备的腐蚀。
46.中介水箱5内设有蓄水箱，喷淋降温塔4及冷凝水通过板式换热器7与吸收式热泵8充分换热后循环使用于喷淋降温塔4。蓄水箱中部分的水经中和后，通过循环泵12输送到附件的脱硫工艺水箱，作为脱硫工艺水箱的补水使用。
47.以上对本实用新型的实例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。