本實用新型涉及一種利用天然冷源對燃煤鍋爐煙氣進(jìn)行除濕脫硫除塵的凈化裝置。

背景技術(shù)：

我國北方城市冬季采暖主要以燃煤為主，燃煤鍋爐一般采用濕法脫硫系統(tǒng)，濕法脫硫系統(tǒng)在吸收塔脫硫反應(yīng)完成后，煙溫降至45℃～55℃。這些吸收塔出口的含飽和煙氣，主要成分為水蒸氣、二氧化硫、三氧化硫等酸性氣體。低溫下含飽和煙氣很容易產(chǎn)生冷凝酸，據(jù)實測，在煙道或煙囪中的凝結(jié)物PH值約為1～2之間，硫酸濃度可達(dá)60％，具有很強(qiáng)的腐蝕性。為了避免強(qiáng)腐蝕，通常在吸收塔脫硫后對煙氣進(jìn)行再熱升溫，而煙氣再熱器易附著石膏灰塵等物質(zhì)嚴(yán)重影響換熱能力，加大了熱能的消耗。

脫硫后的飽和濕煙氣若直接排放，在環(huán)境上會帶來三個問題：一是飽和濕煙氣的溫度比較低，抬升高度較小，會造成地面污染程度相對較高；二是會因水蒸氣的凝結(jié)而使煙羽(當(dāng)煙氣從煙囪或其他裝置排入大氣后，由于它有一定的動量和或浮力，在向下風(fēng)向傳輸過程中，其中心線會上升，同時煙體向四周擴(kuò)散，由于煙氣在擴(kuò)散過程中其外形有時像羽毛狀，故常稱其為煙羽)呈白色，影響人們的視覺，破壞城市景觀；三是凝結(jié)水可能造成煙囪下風(fēng)向的降水，影響局部地區(qū)的氣候。

冬季北方地區(qū)室外平均溫度都在零攝氏度以下，這種具有北方地區(qū)冬季的特定免費的天然冷源，若開發(fā)出來用于煙氣冷凝除濕方法，可實現(xiàn)煙氣的深度除濕，但在目前煙氣凈化工藝處理上，好沒有比較成熟的技術(shù)方法。

冬季北方地區(qū)燃煤鍋爐對零攝氏度以下的助燃空氣預(yù)熱一般采用100℃以上的高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱，換熱溫差很大，造成了高品位熱能的嚴(yán)重浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的旨在為克服目前對燃煤鍋爐煙氣凈化技術(shù)存在的上述缺陷，提出一種特別適用于較寒冷的北方地區(qū)對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)運行成本低、脫硫、 除濕、除塵效果優(yōu)異。

本實用新型利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)，由設(shè)置在燃煤鍋爐與煙囪之間的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、濕法脫硫裝置FGD、分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ和分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ組成；

所述的分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端的進(jìn)風(fēng)口與燃煤鍋爐排煙口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端的出風(fēng)口與濕法脫硫裝置FGD的進(jìn)風(fēng)口管路連接，濕法脫硫裝置FGD的出風(fēng)口與分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端的進(jìn)風(fēng)口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端的出風(fēng)口與分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端的進(jìn)風(fēng)口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端的出風(fēng)口通過引風(fēng)機(jī)與煙囪風(fēng)道連接，在分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端設(shè)有冷凝水溢出口；

所述的鼓風(fēng)機(jī)與分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端的進(jìn)風(fēng)口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端的出風(fēng)口與燃煤鍋爐進(jìn)風(fēng)口管路連接。

本實用新型凈化系統(tǒng)運行方式如下：

首先，燃煤鍋爐高溫高含硫原煙氣通過管路進(jìn)入分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端和加熱端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，將高溫?zé)崃繌姆煮w式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端傳遞給流經(jīng)分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端的更低溫度的低含硫干煙氣，高溫高含硫原煙氣變成中溫高含硫原煙氣，并從分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端出風(fēng)口流出。

其次，中溫高含硫原煙氣通過管路進(jìn)入濕法脫硫裝置FGD，脫硫后成為低溫低含硫飽和濕煙氣從濕法脫硫裝置FGD出風(fēng)口流出。

再次，低溫低含硫飽和濕煙氣通過管路進(jìn)入分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端入口，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端和加熱端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，將低溫?zé)崃繌姆煮w式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端傳遞給流經(jīng)分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端的零攝氏度以下的環(huán)境空氣；低溫低含硫飽和濕煙氣再次降溫，并凝結(jié)出煙氣中的水分，在低溫?zé)峤橘|(zhì)管束壁上形成水膜，經(jīng)熱介質(zhì)管束阻擋和凝結(jié)水吸收煙氣中的煙塵，并將溶于水的硫氧化物分離出來， 成為更低溫度的低含硫干煙氣后從連接分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端出風(fēng)口處流出。

最后，更低溫度的低含硫干煙氣通過管路進(jìn)入分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端和冷卻端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，吸收冷卻端的高溫高含硫原煙氣傳遞來的熱量后，更低溫度的低含硫干煙氣再次升溫，通過引風(fēng)機(jī)送入煙囪排放到大氣中。

與此同時，冬季零攝氏度以下的環(huán)境空氣被鼓風(fēng)機(jī)通過管路送入分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端和冷卻端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，零攝氏度以下的環(huán)境空氣被分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端的熱介質(zhì)管束加熱，成為零攝氏度以上的環(huán)境空氣從分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端出風(fēng)口流出，通過管路進(jìn)入燃煤鍋爐進(jìn)風(fēng)口處作為助燃空氣使用。

本實用新型利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)具有以下優(yōu)異技術(shù)效果：

1、本凈化系統(tǒng)的煙氣除濕脫硫除塵效果與環(huán)境空氣溫度成正比例關(guān)系，即環(huán)境空氣溫度越低--除濕脫硫除塵效果越好，環(huán)境溫度越高--除濕脫硫除塵效果越差。而北方地區(qū)燃煤采暖鍋爐的燃煤消耗量也與環(huán)境空氣溫度成正比例關(guān)系，即環(huán)境溫度越低--燃煤消耗量越大，煙氣污染物排放量越多，環(huán)境溫度越高--燃煤消耗量越小，煙氣污染物排放量越少。也就是說北方地區(qū)環(huán)境空氣溫度越低，燃煤采暖鍋爐的燃煤消耗量越大時，本技術(shù)的煙氣除濕脫硫除塵效果越明顯，所以，本技術(shù)非常適合在北方采暖期使用。

2、目前，濕法脫硫后產(chǎn)生的50℃左右的低溫低含硫飽和煙氣的直接排放，或著采用再加熱至75℃的排放，都造成了區(qū)域環(huán)境空氣濕度的增加，由于冬季環(huán)境空氣多在零攝氏度以下，空氣容納水汽能力小，排放到大氣中的水汽沒有辦法與空氣混合，在空氣中形成霧滴懸浮，而硫酸鹽顆粒具有很強(qiáng)的吸濕特性，硫酸鹽顆遇水汽直徑迅速擴(kuò)大，就形成從“不可見”到“可見”的霾(PM2.5)。而本凈化系統(tǒng)利用了北方地區(qū)冬季零攝氏度以下天然、免費的低溫環(huán)境空氣作為冷源，通過換熱技術(shù)，使得脫硫后的低含硫飽和煙氣中水冷凝出來，含水率降低80％左右，并將煙氣中溶解在水中的硫氧化物和灰塵也一并沉降，使得煙氣中硫含量在處理過后的基礎(chǔ)上再降低64％左右。

3、75℃左右的中溫低含硫飽和煙氣排放與75℃左右的超低含硫干煙氣排放的比較，后者更有利于煙氣的抬升與擴(kuò)散，尤其在冬季靜穩(wěn)氣象條件下，能夠減少燃煤煙氣對城區(qū)大氣自凈能力的影響，因此，本技術(shù)對于緩解冬季北方地區(qū)煤煙型大氣污染有積極的作用。

4、由于采用了低溫?zé)崮芘c零攝氏度以下的環(huán)境空氣換熱方法，縮小了換熱溫差，使低溫、中溫、高溫?zé)崮茉诒鞠到y(tǒng)中得到了比較合理的梯級利用。

附圖說明

圖1是本實用新型利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖給出的實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參照圖1，一種利用天然冷源對煙氣深度除濕脫硫除塵的凈化系統(tǒng)，由設(shè)置在燃煤鍋爐3與煙囪1之間的鼓風(fēng)機(jī)4、引風(fēng)機(jī)2、濕法脫硫裝置FGD 5、分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ和分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ組成，所述的分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端6的進(jìn)風(fēng)口與燃煤鍋爐3排煙口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端6的出風(fēng)口與濕法脫硫裝置FGD 5的進(jìn)風(fēng)口管路連接，濕法脫硫裝置FGD 5的出風(fēng)口與分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端8的進(jìn)風(fēng)口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端8的出風(fēng)口與分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端7的進(jìn)風(fēng)口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端7的出風(fēng)口通過引風(fēng)機(jī)2與煙囪1風(fēng)道連接，在分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端8設(shè)有冷凝水溢出口10；

所述的鼓風(fēng)機(jī)4與分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端9的進(jìn)風(fēng)口管路連接，分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端9的出風(fēng)口與燃煤鍋爐3的進(jìn)風(fēng)口管路連接。

通過以下實驗例說明其運行效果：

首先，燃煤鍋爐140～150℃的高溫高含硫原煙氣通過管路進(jìn)入分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端的進(jìn)風(fēng)口，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端和加熱端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，將高溫?zé)崃繌姆煮w式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端傳遞給流經(jīng)分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端的20℃左右更低溫度的低含硫干煙氣，140～150℃高溫高含硫原煙氣變成80℃左右的中溫高含硫原煙氣，并從分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ冷卻端出風(fēng)口流出；

其次，80℃左右的中溫高含硫原煙氣通過管路進(jìn)入濕法脫硫裝置FGD進(jìn)口，脫硫后成 為50℃左右的低溫低含硫飽和濕煙氣從濕法脫硫裝置FGD出口流出；

再次，50℃左右的低溫低含硫飽和濕煙氣通過管路進(jìn)入分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端進(jìn)風(fēng)口，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端和加熱端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，將低溫?zé)崃繌姆煮w式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端傳遞給流經(jīng)分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端的零攝氏度以下的環(huán)境空氣；50℃左右的低溫低含硫飽和濕煙氣再次降溫，并凝結(jié)出煙氣中的水分，在低溫?zé)峤橘|(zhì)管束壁上形成水膜，經(jīng)熱介質(zhì)管束阻擋和凝結(jié)水吸收煙氣中的煙塵，并將溶于水的硫氧化物分離出來，成為20℃左右更低溫度的低含硫干煙氣后從連接分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端出風(fēng)口處流出。

最后，20℃左右更低溫度的低含硫干煙氣通過管路進(jìn)入分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端進(jìn)風(fēng)口，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Ⅰ加熱端和冷卻端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，吸收冷卻端140～150℃的高溫高含硫原煙氣傳遞來的熱量后，20℃左右更低溫度的低含硫干煙氣被加熱至75℃左右，通過引風(fēng)機(jī)送入煙囪排放到大氣中。

與此同時，冬季零攝氏度以下的環(huán)境空氣被鼓風(fēng)機(jī)通過管路送入分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端進(jìn)風(fēng)口，通過連接分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端和冷卻端的熱介質(zhì)管束循環(huán)換熱，零攝氏度以下的環(huán)境空氣被分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端的熱介質(zhì)管束加熱，成為零攝氏度以上的環(huán)境空氣從分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ加熱端出風(fēng)口流出，通過管路進(jìn)入燃煤鍋爐進(jìn)風(fēng)口處作為助燃空氣使用。

在實際工程應(yīng)用中對于50℃左右的低溫低含硫飽和濕煙氣的除濕脫硫除塵，為達(dá)到最佳的煙氣的除濕脫硫除塵效果，可將煙溫降到20℃以下0℃以上，分體式煙氣余熱換熱器Ⅱ冷卻端的熱介質(zhì)管束不至于結(jié)霜的狀態(tài)，以便消除煙氣中更多的硫化物和煙塵，但此方式會增加煙氣再熱耗能，需具體情況具體對待。