一種煙氣處理裝置制造方法
【專利摘要】一種煙氣處理裝置，特別是對濕法煙氣脫硫工藝后的煙氣進(jìn)行處理的裝置。具體的，一種煙氣處理裝置，其特征在于，所述的煙氣處理裝置為包括第一換熱器的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)，所述的第一換熱器設(shè)置在濕式脫硫裝置與煙囪之間的煙道中；所述的第一換熱器作為蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器，加熱煙氣。本實(shí)用新型增加了煙氣在煙囪出口的溫度，避免了結(jié)露，防止了石膏雨的發(fā)生，很好地保護(hù)了環(huán)境；減輕了對煙囪的腐蝕；減少了冷卻塔的運(yùn)行負(fù)荷，機(jī)組的發(fā)電效率也得到提高。
【專利說明】一種煙氣處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種煙氣處理裝置，特別是對濕法煙氣脫硫工藝后的煙氣進(jìn)行處
理的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大多數(shù)發(fā)電廠都安裝了煙氣脫硫系統(tǒng)。采用濕法煙氣脫硫工藝，具體如采用石灰石-石膏脫硫工藝，在煙氣從煙囪中排放過程中易出現(xiàn)石膏雨現(xiàn)象，即“濕煙囪”的情況，不僅對發(fā)電廠的運(yùn)作安全帶來一定的危害，而且對周圍的生態(tài)環(huán)境帶來污染?，F(xiàn)行的解決方法多數(shù)都采用煙氣換熱器(GGH)，還有的采用鍋爐二次風(fēng)加熱凈煙氣、增加電加熱裝置、控制煙氣流速、強(qiáng)化除霧器效果。但是問題諸多，如達(dá)不到預(yù)期效果、耗能高、運(yùn)行不穩(wěn)定、后期維護(hù)量大等。因此，尋找合理有效的治理措施，從而可以最大程度減少石膏雨現(xiàn)象的產(chǎn)生，無論是當(dāng)前還是未來都是迫切需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一種新型的、有效防止石膏雨產(chǎn)生的煙氣加熱系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種煙氣處理裝置，所述的煙氣處理裝置為包括第一換熱器的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)，所述的第一換熱器設(shè)置在濕式脫硫裝置與煙?之間的煙道中；所述的第一換熱器作為蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器。
[0005]所述的第一換熱器的冷媒入口與節(jié)流部件連接，第一換熱器的冷媒出口與壓縮機(jī)連接，且壓縮機(jī)和節(jié)流部件之間還連接有第二換熱器。
[0006]所述的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)采用的冷媒工質(zhì)為C02，且在所述第一換熱器中的C02為超臨界狀態(tài)。
[0007]所述的第一換熱器設(shè)置在煙氣通道中，且第一換熱器的冷媒換熱管為豎直設(shè)置。
[0008]所述的第一換熱器設(shè)置在一旁通煙道中，處理后的煙氣在匯合處與其他煙氣混
八
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[0009]所述的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置有四通閥，該四通閥對第一換熱器的冷媒流向進(jìn)行控制；所述蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)包括第一換熱器作為蒸發(fā)器的第一狀態(tài)；所述蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)包括第一換熱器作為冷凝器的第二狀態(tài)。
[0010]所述的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)中的第二換熱器為空氣換熱器，在第一狀態(tài)情況下，第二換熱器作為冷凝器；在第二狀態(tài)下情況下，第二換熱器為蒸發(fā)器。
[0011]所述的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)中還有作為蒸發(fā)器使用的第二換熱器，該第二換熱器設(shè)置在第一換熱器與濕式脫硫裝置之間的煙道中。
[0012]其中，石灰石-石膏法煙氣脫硫或者氨法煙氣脫硫都屬于濕法煙氣脫硫，經(jīng)濕法脫硫，煙氣濕度增加，溫度降低，煙氣極易在煙囪內(nèi)壁結(jié)露。主要因?yàn)椋摿蚝蟮臒煔鉂穸却笥陲柡蜐穸?，進(jìn)入煙囪時(shí)，煙囪外的大氣溫度要低于煙氣的露點(diǎn)溫度，所以，就會使煙囪中的煙氣產(chǎn)生凝露，本實(shí)用新型就是通過第一換熱器對煙氣進(jìn)行降溫除濕，降低煙氣的絕對濕度，或者在某些情況下經(jīng)過加熱降低煙氣的相對濕度；或者除濕和提高煙氣溫度相結(jié)合，使煙囪中的煙氣還沒有達(dá)到露點(diǎn)溫度的情況下就離開煙囪，避免出現(xiàn)濕煙囪的現(xiàn)象。
[0013]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型第三實(shí)施例另一種實(shí)施形式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本實(shí)用新型另一種實(shí)施例的示意圖。
[0018]其中:1.煙氣處理裝置，2.濕式脫硫裝置，3.煙道，4.煙囪，5.第一換熱器，6.第二換熱器，7.壓縮機(jī)，8.節(jié)流部件，9.四通閥，10.換熱風(fēng)扇，11.旁通煙道，12.匯合處。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過【具體實(shí)施方式】詳細(xì)介紹本實(shí)用新型
[0020]實(shí)施例一
[0021]如圖1所示，虛線框中的為煙氣處理裝置1，該裝置I包括蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)，即圖1中由冷媒管道順序連接的壓縮機(jī)7、第一換熱器5、節(jié)流部件8和第二換熱器6，冷媒按照壓縮機(jī)7的排出口方向順序通過第一換熱器5、節(jié)流部件8和第二換熱器6后，回到壓縮機(jī)7。即第一換熱器5的冷媒入口與壓縮機(jī)7連接，冷媒出口與節(jié)流部件8連接，且壓縮機(jī)7和節(jié)流部件8之間還連接有第二換熱器6。
[0022]具體的，第一換熱器5設(shè)置在濕式脫硫裝置2與煙囪4之間的煙道3中，第一換熱器5作為蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器，對煙氣進(jìn)行加熱，第一換熱器5外側(cè)為煙氣，通過冷媒工質(zhì)在蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)對煙氣的加熱處理。這里提到的冷凝器是指，冷媒在換熱器中進(jìn)行冷凝，由高壓的氣體變成高壓的液體，釋放大量的熱，在這里是指冷媒釋放熱量對煙氣進(jìn)行加熱。
[0023]在本實(shí)施例中，換熱器作為蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)中的冷凝器，壓縮機(jī)排出高壓高溫的冷媒氣體，該冷媒氣體在冷凝器中對煙氣進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱后的煙氣溫度超過其露點(diǎn)溫度后，即煙氣不會冷凝。具體的，經(jīng)過濕式脫硫后，煙氣的實(shí)際溫度為tl=52度，但是當(dāng)時(shí)的露點(diǎn)溫度為t2=62度，也即在煙氣中水分含量已經(jīng)超出了飽和濕空氣的含濕量，需要加熱到超出露點(diǎn)溫度以上才有可能避免凝露。而且，煙囪在傳送煙氣的上升過程中，煙囪的外壁會和外部空氣進(jìn)行換熱，當(dāng)垂直高度越高時(shí)，煙囪外空氣的溫度會降低，所以一般在冷凝器中會加熱煙氣到一定的溫度，從而確保在煙囪出口處的溫度t3會高于62度的露點(diǎn)溫度t2，從而避免煙氣在煙囪中凝露，煙囪出口處的最小不凝露溫度T與煙氣的露點(diǎn)溫度t2的溫差由煙囪的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室外空氣溫度決定。一般，為了減少加熱煙氣的能量消耗，采用實(shí)際的t2=T+(3至10)度，在本實(shí)施例中第一換熱器5的冷凝器溫度為90度，處理后的煙氣的實(shí)際溫度為70度，從而即使煙氣在煙囪中降溫，其溫度也會高于露點(diǎn)溫度。
[0024]進(jìn)一步的，本實(shí)施例的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)采用的冷媒工質(zhì)為C02，由于第一換熱器作為冷凝器的實(shí)際溫度較高，在第一換熱器中的C02為超臨界狀態(tài)。超臨界狀態(tài)的C02在做管內(nèi)流動時(shí)，溫度對C02的比重的影響較為明顯，特別是在換熱管豎直設(shè)置的情況下，經(jīng)過降溫后的超臨界狀態(tài)的C02會形成管道側(cè)壁與管道中的相互置換，從而在豎直管上形成外壁溫度間隔變化的情況，從而提高了換熱效果。具體的，在本實(shí)施例中，第一換熱器5中的冷媒換熱管采用豎直設(shè)置，管外強(qiáng)化換熱的肋水平設(shè)置。
[0025]實(shí)施例二
[0026]圖2的方案，與實(shí)施例一的區(qū)別在于，第一換熱器5設(shè)置在旁通煙道11內(nèi)，與該旁通煙道11內(nèi)的煙氣進(jìn)行換熱，一部份煙氣經(jīng)過旁通煙道11內(nèi)的第一換熱器5進(jìn)行換熱后，處理過的煙氣在匯合處12與另一部分煙氣混合成溫度高于最小不凝露溫度T的煙氣。
[0027]在實(shí)際的煙氣處理中，往往采用定制的加熱處理裝置，為了適應(yīng)煙氣處理裝置的設(shè)計(jì)要求，會只對部分煙氣進(jìn)行處理，再進(jìn)行混合的形式，提高了煙氣處理裝置設(shè)置的靈活性。再比如，當(dāng)另一個煙道中的設(shè)備進(jìn)行檢修，則旁通煙道中的換熱器就可以擔(dān)負(fù)起加熱煙氣的工作。
[0028]實(shí)施例三
[0029]如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)中還設(shè)置有四通閥9，該四通閥9對第一換熱器的冷媒流向進(jìn)行控制，當(dāng)四通閥9如圖3中的流向流動時(shí)，第一換熱器5做為冷凝器使用，即煙氣處理裝置包括第一換熱器作為冷凝器的第一狀態(tài)；當(dāng)四通閥9如圖4中的流向流動時(shí)，第一換熱器5作為蒸發(fā)器使用，即煙氣處理裝置包括第一換熱器作為蒸發(fā)器的第二狀態(tài)。
[0030]在本實(shí)施例中，第二換熱器的功能也會隨著四通閥9的切換發(fā)生對應(yīng)的變化，在第一狀態(tài)時(shí)，第二換熱器6作為蒸發(fā)器使用；第二狀態(tài)時(shí)，第二換熱器6作為冷凝器使用。如圖3或圖4中，第二換熱器6為空氣換熱器，其中換熱器包括驅(qū)動空氣流動的換熱風(fēng)扇10。可以理解的第二換熱器6也可以是兩個或者兩個以上的可以相互切換的換熱器的組合，只需要能夠按照蒸汽壓縮循環(huán)的需求切換成蒸發(fā)器或者冷凝器即可。
[0031]當(dāng)?shù)谝粨Q熱器作為冷凝器使用時(shí)，可以參考具體實(shí)施例一；當(dāng)?shù)谝粨Q熱器作為蒸發(fā)器使用時(shí)，還是以52度的煙氣，62度的露點(diǎn)溫度為例，蒸發(fā)器可以直接把煙氣中的水份冷凝掉，從而降低露點(diǎn)溫度。在本實(shí)施例中，第一換熱器的蒸發(fā)溫度為15度，降溫后的煙氣溫度為35度,露點(diǎn)溫度為35度；該狀態(tài)的煙氣和另外一部分未處理的煙氣混合,產(chǎn)生溫度為43度，露點(diǎn)溫度為40度的煙氣，由于43度已經(jīng)較接近外部空氣的溫度，所以傳熱溫差小，并不會在煙?內(nèi)產(chǎn)生凝露。在第二狀態(tài)下，第一換熱器作為蒸發(fā)器使用，煙氣處理后的實(shí)際溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第一狀態(tài)時(shí)的情況，但是，具體能耗情況，還需要考慮煙氣的含濕量，如果含濕量較大，則由于需要處理的潛熱大，而需要較多的能耗。
[0032]實(shí)施例四
[0033]如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，第二換熱器6設(shè)置在濕式脫硫裝置2與第一換熱器5之間的煙道3中，第二換熱器6連接節(jié)流部件8的出口和壓縮機(jī)7的吸入口，作為蒸發(fā)器使用。經(jīng)過濕式脫硫的煙氣先是經(jīng)過第二換熱器6的降溫除濕，可以冷凝煙氣中的水分，降低煙氣的絕對含濕量；處理后的煙氣再經(jīng)過第一換熱器5的等濕加熱，提高煙氣溫度的同時(shí)，可以顯著提高相對濕度，使得在煙囪中不易冷凝。由于第一換熱器和第二換熱器是作為蒸發(fā)壓縮循環(huán)系統(tǒng)的一部分，即通過一個壓縮機(jī)，同時(shí)完成了對煙氣的降溫除濕和等濕加熱，比單獨(dú)使用其中的一個換熱器來說，可以顯著的降低能耗。
[0034]具體的，仍然以煙氣的初始溫度為52度，露點(diǎn)溫度為62度，蒸發(fā)溫度15度，冷凝溫度90度為例，煙氣從52度降低到35度，通過冷凝器又從新加熱到55度，由于這個時(shí)候的露點(diǎn)溫度只有35度，所以，可以與更多的未處理煙氣進(jìn)行混合，提高處理的煙氣的量。采用如圖5所示的形式，是使用效果最好的一種形式，對煙氣既進(jìn)行了蒸發(fā)器除濕，又進(jìn)行了冷凝器的加熱，使用同樣的能量(驅(qū)動壓縮機(jī)運(yùn)行)，蒸發(fā)和冷凝的兩個效果都會對煙氣除濕其作用。所需的能量應(yīng)該比上面的方式減少40%以上。而且，出口煙氣的溫度會顯著降低，對外的熱污染最小。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣處理裝置，其特征在于，所述的煙氣處理裝置為包括第一換熱器的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)，所述的第一換熱器設(shè)置在濕式脫硫裝置與煙囪之間的煙道中； 所述的第一換熱器作為蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述的第一換熱器的冷媒入口與節(jié)流部件連接，第一換熱器的冷媒出口與壓縮機(jī)連接，且壓縮機(jī)和節(jié)流部件之間還連接有第二換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)采用的冷媒工質(zhì)為CO2，且在所述第一換熱器中的CO2為超臨界狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述的第一換熱器設(shè)置在煙氣通道中，且第一換熱器的冷媒換熱管為豎直設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述的第一換熱器設(shè)置在一旁通煙道中，處理后的煙氣在匯合處與其他煙氣混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置有四通閥，該四通閥對第一換熱器的冷媒流向進(jìn)行控制； 所述蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)包括第一換熱器作為蒸發(fā)器的第一狀態(tài)； 所述蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)包括第一換熱器作為冷凝器的第二狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)中的第二換熱器為空氣換熱器，在第一狀態(tài)情況下，第二換熱器作為冷凝器；在第二狀態(tài)情況下，第二換熱器為蒸發(fā)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的煙氣處理裝置，其特征在于，所述的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)中還有作為蒸發(fā)器使用的第二換熱器，該第二換熱器設(shè)置在第一換熱器與濕式脫硫裝置之間的煙道中。
【文檔編號】F23J15/08GK203571777SQ201320758140
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】張信榮, 李寧, 杜洪亮, 付加庭, 崔增光, 劉勇, 王少茹, 李林鳳, 劉彪, 于華偉 申請人:北京大學(xué)工學(xué)院包頭研究院