基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煙氣污染物綜合治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔。
【背景技術(shù)】
[0002]目前燃煤電廠和燃煤工業(yè)過程廣泛使用基于煤燃燒的鍋爐和爐窯，且燃煤工業(yè)過程量大面廣，多數(shù)處于城市中心或近郊，污染物綜合治理難度大，是目前我國節(jié)能減排的重中之重。火電行業(yè)首先提出了達(dá)到燃?xì)馀欧诺臉?biāo)準(zhǔn):PM/S02/N0X分別應(yīng)達(dá)到10/35/50mg/m3，之后又相繼提出超低排放目標(biāo):PM/S02/N0X分別達(dá)到5/20/35mg/m3且同時(shí)使煙氣中的SO3/Hg 達(dá)到 5/0.005mg/ m3。
[0003]由于目前燃煤煤質(zhì)成分與原設(shè)計(jì)值偏差很大，且部分鍋爐燃用準(zhǔn)東煤等高硫煤，致使脫硫裝置入口 SO2濃度很大程度上超過設(shè)計(jì)值。為保脫硫系統(tǒng)所排煙氣在新煤質(zhì)條件下達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，必須對原有脫硫系統(tǒng)進(jìn)行增容改造或重建。有些電廠采用二級串聯(lián)式脫硫塔:即將兩個(gè)圓形單塔串聯(lián)，分為脫硫前塔和脫硫后塔，前塔煙氣出口與后塔的煙氣入口聯(lián)通，且兩塔均采用石灰石石膏濕法噴淋技術(shù)，后塔底部通過設(shè)有漿液中轉(zhuǎn)栗管道與前塔相連。煙氣通過兩塔串聯(lián)布置的脫硫裝置需要極大的驅(qū)動(dòng)力，這在很大程度上增加了引風(fēng)機(jī)的阻力。專利CN201210219246設(shè)計(jì)了一種分段吸收氨法脫硫工藝，含硫煙氣在塔內(nèi)自下而上依次通過噴淋層、填料層、除霧沖洗層等，且噴淋層根據(jù)SO2濃度高低設(shè)置一層或幾層，相應(yīng)也設(shè)置有多層塔板，而每層塔板的阻力可達(dá)幾百帕。還有脫硫塔設(shè)計(jì)時(shí)采用雙向噴淋，或設(shè)有槽式分布器、氣流分布多孔板、均流環(huán)、旋匯耦合裝置、持液均勻板、斜板收集器、聚氣環(huán)等來提高脫硫效率，工藝繁瑣，流程復(fù)雜。這些設(shè)計(jì)和改造使得脫硫塔內(nèi)煙氣流動(dòng)阻力越來越大，風(fēng)機(jī)耗能巨大，甚至?xí)?dǎo)致動(dòng)力不足，煙氣無法完成脫硫塔內(nèi)行程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔，此塔放置于電除塵器之后，脫硫塔之前，對煙氣中S0x、N0x、HCl、HF、粉塵等進(jìn)行預(yù)脫除，以減輕脫硫塔壓力減少塔板層數(shù)、簡化其結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)降低脫硫塔內(nèi)煙氣流動(dòng)阻力和風(fēng)機(jī)電耗的目的。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔，所述污染物預(yù)處理塔4設(shè)置在靜電除塵器與脫硫塔7之間，其入口通過引風(fēng)機(jī)或增壓風(fēng)機(jī)9與靜電除塵器出口相連，出口與脫硫塔7相連，脫硫塔7出口與煙囪10相連;所述污染物預(yù)處理塔4設(shè)置有冷凝管束I，冷凝管束I通過冷凝管束外循環(huán)管道11與輸水管道8相連，冷凝管束I內(nèi)流動(dòng)工質(zhì)為輸水管道8中凝結(jié)水或鍋爐補(bǔ)水、給水，水溫在20-380C ；所述冷凝管束I上方設(shè)置有噴淋裝置3，其噴淋液為堿液，噴淋液體以間歇式工作方式誘導(dǎo)和強(qiáng)化冷凝過程;冷凝管束I內(nèi)工質(zhì)與管外煙氣在污染物預(yù)處理塔4內(nèi)換熱，水溫升高后作為熱媒水送入前級煙氣冷卻器或低壓加熱器或省煤器，在污染物預(yù)處理塔4 一塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)同時(shí)以冷凝的方式預(yù)脫除部分SOx、HCl、HF、NOx和粉塵，并同時(shí)脫除NH3,以減輕脫硫塔7的污染物脫除強(qiáng)度和壓力，降低脫硫島整體能耗。
[0007]所述噴淋裝置3與污染物預(yù)處理塔4內(nèi)的堿水積液槽2相連，同時(shí)與污染物預(yù)處理塔4外的堿液循環(huán)沉降池5相連;所述堿水積液槽2用于沉積噴淋堿水并收集凝結(jié)出的酸性液體。
[0008]所述冷凝管束I內(nèi)冷凝水升溫至70°C以上，當(dāng)換熱不足，煙溫得不到充分降低時(shí)，開啟噴淋裝置3噴淋堿液。
[0009]所述冷凝管束I的上下分別設(shè)置有上集箱13和下集箱14，用于匯集和分配冷凝水。
[0010]所述冷凝管束I全部采用氟塑料管或外襯氟塑料的金屬管。
[0011]所述脫硫塔7內(nèi)部設(shè)置有脫硫塔噴淋層6和脫硫積液槽，用石灰石-石膏法或其他方式進(jìn)行脫硫。
[0012]和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具備如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]I)通過設(shè)置冷凝式污染物預(yù)處理塔脫出一部分污染物，簡化了之后脫硫塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少了塔板層數(shù)，大幅降低了煙氣流動(dòng)阻力，從而減少風(fēng)機(jī)電耗，節(jié)約能源。
[0014]2)污染物預(yù)處理塔在冷凝脫除S02同時(shí)亦可同時(shí)冷凝脫除，HCl、HF、粉塵、NOx等，同時(shí)HF會(huì)與NH3反應(yīng)除氨，避免氨逃逸污染環(huán)境。
[0015]3)冷凝降低了煙氣溫度，為之后脫硫塔內(nèi)的污染物脫除創(chuàng)造了有利條件。
[0016]4)煙氣余熱加熱了凝結(jié)水或鍋爐補(bǔ)水、給水，最終作為熱媒水輸送到空氣預(yù)熱器、低壓加熱器或省煤器加以利用，節(jié)約能源。
[0017]5)煙氣中酸性氣體冷凝產(chǎn)生酸性溶液HCl、H2S04等，可以制酸，達(dá)到廢物利用的目的。
【附圖說明】

[0018]圖1為本實(shí)用新型基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔示意圖。
[0019]圖中:1、冷凝管束;2、堿水積液槽;3、噴淋裝置;4、冷凝式污染物預(yù)處理塔;5、堿液循環(huán)沉降池;6、脫硫塔噴淋層;7、脫硫塔;8、輸水管道;9、增壓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)；10、煙囪；11、冷凝管束外循環(huán)管道;12、煙冷器外循環(huán)管道;13、上集箱;14、下集箱;15、回?zé)嵯到y(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚簡明，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型一種基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔，所述污染物預(yù)處理塔4設(shè)置在靜電除塵器與脫硫塔7之間，其入口通過引風(fēng)機(jī)或增壓風(fēng)機(jī)9與靜電除塵器出口相連，出口與脫硫塔7相連，脫硫塔7出口與煙囪10相連。污染物預(yù)處理塔4內(nèi)部安裝有密集的冷凝管束I，所述冷凝管束I內(nèi)工質(zhì)通過上集箱13和下集箱14匯集和分散，為防止酸性液體腐蝕，冷凝管束所用材料為氟塑料管或外稱氟塑料的金屬管;冷凝管束I內(nèi)的吸熱工質(zhì)為輸水管道8中鍋爐給水或凝結(jié)水，管外放熱工質(zhì)為煙氣。在冷凝管束I上方設(shè)置有噴淋裝置3，其所噴淋水霧為堿液，用以中和生成的酸性液體，同時(shí)亦降低煙氣溫度，并以間歇式工作方式誘導(dǎo)和強(qiáng)化冷凝過程。管內(nèi)工質(zhì)吸熱后作為熱媒水送入前級煙氣冷卻器或低壓加熱器或省煤器。噴淋裝置3通過管道與堿液循環(huán)沉降池5相連。冷凝管束I下部設(shè)置有堿水積液槽2，用于沉積噴淋堿水并收集凝結(jié)出的酸性液體。脫硫塔7內(nèi)部設(shè)置有脫硫塔噴淋層6和脫硫積液槽，可用石灰石-石膏法或其他方式進(jìn)行脫硫，脫硫塔7通過增壓風(fēng)機(jī)9與煙囪10相連。
[0022]本實(shí)用新型的工作過程為:煙氣經(jīng)省煤器、空氣預(yù)熱器進(jìn)入煙氣冷卻器，在煙氣冷卻器內(nèi)放熱降溫，之后進(jìn)入靜電除塵器(靜電除塵或布袋除塵器)，脫除大部分PM、粉塵。隨后經(jīng)過引風(fēng)機(jī)或增壓風(fēng)機(jī)9進(jìn)入污染物預(yù)處理塔4，與冷凝管束I內(nèi)20-38 °C左右的凝結(jié)水或鍋爐補(bǔ)水發(fā)生換熱。煙氣中的水蒸氣降溫凝結(jié)，酸性氣體S02、C12、F2、N0x等與水發(fā)生反應(yīng)生成出503、H2S04、HC1、HF等酸性溶液，被堿液循環(huán)沉降池5所收集。同時(shí)，煙氣中氨氣會(huì)與HF發(fā)生反應(yīng)，從而可以脫除氨氣，防止氨逃逸污染空氣，加劇霧霾。同時(shí)，PM和粉塵遇冷發(fā)生凝并吸附，小顆粒粉塵凝并成大顆粒，為其在脫硫塔7內(nèi)的脫除創(chuàng)造了條件。如此一來，部分污染物在污染物預(yù)處理塔4內(nèi)被脫除，減輕了后續(xù)脫硫塔和增壓風(fēng)機(jī)的壓力。煙氣經(jīng)過冷凝管束I放熱后降溫到60—70°C，而管內(nèi)冷凝水升溫至70°C以上。當(dāng)換熱不足，煙溫得不到充分降低時(shí)，開啟噴淋裝置3噴淋堿液，一則加強(qiáng)傳熱降，溫誘導(dǎo)和強(qiáng)化冷凝過程，二則可以中和酸性液體，所噴淋堿液被堿液循環(huán)沉降池5收集后循環(huán)使用。之后，煙氣從污染物預(yù)處理塔4上部出口進(jìn)入脫硫塔7，進(jìn)一步脫硫脫硝，凈化后的煙氣通過煙囪1排放到大氣中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔，其特征在于:所述污染物預(yù)處理塔(4)設(shè)置在靜電除塵器與脫硫塔(7)之間，其入口通過引風(fēng)機(jī)或增壓風(fēng)機(jī)(9)與靜電除塵器出口相連，出口與脫硫塔(7)相連，脫硫塔(7)出口與煙囪(10)相連;所述污染物預(yù)處理塔(4)設(shè)置有冷凝管束(I)，冷凝管束(I)通過冷凝管束外循環(huán)管道(11)與輸水管道(8)相連，冷凝管束(I)內(nèi)流動(dòng)工質(zhì)為輸水管道(8)中凝結(jié)水或鍋爐補(bǔ)水、給水，水溫在20-38°C;所述冷凝管束(I)上方設(shè)置有噴淋裝置(3)，其噴淋液為堿液，噴淋液體以間歇式工作方式誘導(dǎo)和強(qiáng)化冷凝過程；冷凝管束(I)內(nèi)工質(zhì)與管外煙氣在污染物預(yù)處理塔(4)內(nèi)換熱，水溫升高后作為熱媒水送入前級煙氣冷卻器或低壓加熱器或省煤器，在污染物預(yù)處理塔(4) 一塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)同時(shí)以冷凝的方式預(yù)脫除部分SOx、HCl、HF、NOx和粉塵，并同時(shí)脫除NH3,以減輕脫硫塔(7)的污染物脫除強(qiáng)度和壓力，降低脫硫島整體能耗。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔，其特征在于:所述噴淋裝置(3)與污染物預(yù)處理塔(4)內(nèi)的堿水積液槽(2)相連，同時(shí)與污染物預(yù)處理塔(4)外的堿液循環(huán)沉降池(5)相連;所述堿水積液槽(2)用于沉積噴淋堿水并收集凝結(jié)出的酸性液體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔，其特征在于:所述冷凝管束(I)內(nèi)冷凝水升溫至70°C以上，當(dāng)換熱不足，煙溫得不到充分降低時(shí)，開啟噴淋裝置(3)噴淋堿液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔，其特征在于:所述冷凝管束(I)的上下分別設(shè)置有上集箱(13)和下集箱(14)，用于匯集和分配冷凝水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔，其特征在于:所述冷凝管束(I)全部采用氟塑料管或外襯氟塑料的金屬管。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔，其特征在于:所述脫硫塔(7)內(nèi)部設(shè)置有脫硫塔噴淋層(6)和脫硫積液槽，用石灰石-石膏法進(jìn)行脫硫。
【專利摘要】基于煙氣冷凝的污染物預(yù)處理塔，包括冷凝管束、堿水積液槽、噴淋裝置、堿液循環(huán)沉降池、冷凝管束外循環(huán)管道、上下集箱等；煙氣先后經(jīng)過煙冷器、電除塵器后進(jìn)入污染物預(yù)處理塔，與冷凝管束內(nèi)20-38℃左右的凝結(jié)水、鍋爐給水或補(bǔ)水發(fā)生換熱，煙氣中的水蒸氣降溫凝結(jié)，酸性氣體SO2、Cl2、F2、NOX等與水發(fā)生反應(yīng)生成H2SO3、H2SO4、HCl、HF等酸性溶液，被堿液循環(huán)沉降池所收集；同時(shí)，煙氣中逃逸的氨氣也會(huì)與酸性溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而可以脫除逃逸的氨氣；本實(shí)用新型通過設(shè)置冷凝式污染物預(yù)處理塔可以預(yù)脫除部分污染物，簡化脫硫塔結(jié)構(gòu)，減輕脫硫塔壓力，大幅度降低煙氣流動(dòng)阻力，從而減少風(fēng)機(jī)電耗，節(jié)約能源；且本實(shí)用新型基本不改變原煙氣流程，改動(dòng)幅度小，成本合理。
【IPC分類】B01D53/68, B01D47/05, B01D53/60, B01D53/58, B01D53/78
【公開號】CN205386406
【申請?zhí)枴緾N201620101051
【發(fā)明人】王云剛, 孫睿, 孫一睿, 賈曉琳, 李衛(wèi)東, 趙欽新
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2016年7月20日
【申請日】2016年2月1日