本發(fā)明涉及一種新型的火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除的系統(tǒng)，特別涉及一種降低酸露點(diǎn)及提前腐蝕的思路，屬于電站鍋爐尾部設(shè)備的防腐領(lǐng)域以及超凈排放領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煙囪能將燃燒后的煙氣輸送至一定高度的大氣中排放，增加煙氣的擴(kuò)散范圍，減少煙氣對(duì)電廠周圍地區(qū)的污染，是火力發(fā)電廠中不可缺少的部分。

燃煤電站煙氣中含有一定量的硫氧化物，在經(jīng)過濕法脫硫（fgd）后，雖然so2含量大幅減少，但是so3的去除效率卻只能達(dá)到20%~30%。在經(jīng)過脫硫塔后，煙氣的濕度增加、溫度下降，使煙氣中的so3與水蒸氣在煙道和煙囪表面凝結(jié)形成酸性冷凝液。此外，脫硫后的煙氣中還含有氟化氫和氯化物等強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，這些因素共同造成了煙囪中腐蝕強(qiáng)度高、滲透性強(qiáng)且較難防范的低溫高濕稀酸型腐蝕現(xiàn)象。

對(duì)于目前的煙囪防腐措施，一般采用無機(jī)材料防腐和有機(jī)材料防腐兩種方式。但是我國發(fā)電機(jī)組排煙工況比較復(fù)雜，一方面排煙采用混排熱煙氣運(yùn)行方式，旁路擋板打開次數(shù)較多；另一方面由于多種因素造成了局部或整體施工質(zhì)量問題，且缺少針對(duì)防腐材料系統(tǒng)的有效的測試評(píng)價(jià)方法或指導(dǎo)性規(guī)范。這些都造成煙囪的腐蝕現(xiàn)象依舊廣泛存在且非常嚴(yán)重，使電廠經(jīng)濟(jì)效益不高且煙囪的防腐、改造和維修難度、費(fèi)用過高。因此設(shè)計(jì)一種火電廠煙囪防腐及污染物深度脫除的尾部系統(tǒng)，就顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)，包括鍋爐本體、鍋爐尾部scr裝置、各級(jí)換熱裝置、除塵器、脫硫塔、脫硫塔后換熱器、煙氣混合器、煙氣加熱器、煙囪、各級(jí)風(fēng)機(jī)。在脫硫后煙氣進(jìn)入煙囪之前，使其露點(diǎn)降低，并將水蒸氣和酸性腐蝕性氣體進(jìn)一步冷凝排出，將煙囪的腐蝕轉(zhuǎn)移到更易處理的換熱器內(nèi)。

其中所述的鍋爐尾部煙氣換熱裝置包括：鍋爐尾部受熱面（2）、各級(jí)空氣預(yù)熱器（4）、省煤器（5）、脫硫塔后煙氣冷凝器（9）、煙囪前煙氣加熱器（12）。

所述各級(jí)風(fēng)機(jī)包括與除塵器出口連接的引風(fēng)機(jī)（7）、以及煙囪前設(shè)置的增壓風(fēng)機(jī)（13）。

本發(fā)明所述的火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)中，降低煙氣酸露點(diǎn)的方法包括兩種：第一，降低煙氣溫度至酸露點(diǎn)以下，使酸性氣體提前冷凝排出；第二，降低煙氣中水蒸氣及酸性氣體分壓。

其所述的兩種降低煙氣酸露點(diǎn)的方法，可以兩種方法同時(shí)使用，也可以只使用第一種方法。

所述的降低煙氣溫度的方法為在脫硫塔后設(shè)置煙氣冷凝器。

所述脫硫塔后設(shè)置的煙氣冷凝器的換熱工質(zhì)可以為氣體，也可以為液體；其形式可以為間壁式、蓄熱式、流體連接間接式、以及氣氣混合式等。

所述脫硫塔后設(shè)置的煙氣冷凝器的材料為耐腐蝕金屬材料，或易更換廉價(jià)材料，或氟塑料以及陶瓷等新型材料，或采取噴涂保護(hù)的材料。

所述降低水蒸氣及酸性氣體分壓的方法為，在煙氣冷凝器后設(shè)置煙氣混合器，使降溫并冷凝脫除酸性污染物的煙氣與干燥的氣體混合，增大煙氣體積，減小水蒸氣及酸性氣體分壓。

所述煙氣冷凝器后方設(shè)置的煙氣混合器，其中的干燥煙氣可為脫硫塔后煙氣冷卻器的氣體工質(zhì)，也可為其他干燥氣體。

所述煙囪前設(shè)置的增壓機(jī)，可以替代煙氣系統(tǒng)中原有的增壓風(fēng)機(jī)。由于酸性氣體提前冷凝排出，防止了風(fēng)機(jī)的腐蝕；氣體溫度降低，減小了風(fēng)機(jī)電耗，電廠經(jīng)濟(jì)性提高。

本發(fā)明所述的火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)，當(dāng)鍋爐尾部設(shè)置濕式電除塵、低低溫電除塵等超凈排放設(shè)備，或污染物脫除達(dá)標(biāo)時(shí)，可以取消煙囪的設(shè)置，使煙氣經(jīng)過深度冷凝后直接排放。

本發(fā)明所述的火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)，可用于舊電廠煙囪防腐和污染物脫除的深度改造，也可用于新電廠的設(shè)計(jì)建造。

本發(fā)明所述的火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于電站燃煤鍋爐，也可用于工業(yè)鍋爐、民用鍋爐，以及生物質(zhì)鍋爐。

本發(fā)明的目的在于提供一種新型的火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除的系統(tǒng)，其能夠有效降低煙囪內(nèi)煙氣的濕度及硫氧化物、氟化氫、氯化物的濃度，使煙氣達(dá)到環(huán)保排放的標(biāo)準(zhǔn)且大幅降低煙囪的腐蝕。此外，通過將腐蝕轉(zhuǎn)移至易于處理與防護(hù)的換熱器中，降低了煙囪維護(hù)與改造的成本；并將脫硫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)移至脫硫塔后部，由于煙溫的降低，從而降低了電廠運(yùn)行電耗，提升了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做出示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1為本發(fā)明的新型火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明新型火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)的一種實(shí)施方案示意圖。

其中，圖1與圖2中：

1.鍋爐爐膛；2.尾部受熱面；3.scr；4.空氣預(yù)熱器；5.省煤器；6.除塵器；7.引風(fēng)機(jī)；8.脫硫塔；9.煙氣冷凝器；10.煙氣混合器；11.煙囪；12.升溫?fù)Q熱器；13.增壓風(fēng)機(jī)；14.煙氣降溫?fù)Q熱器。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明的新型火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)示意圖，圖2為本發(fā)明新型火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)的一種實(shí)施方案示意圖。

本發(fā)明提出的火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)的一種應(yīng)用如圖2所示，包括鍋爐本體、鍋爐尾部scr裝置、各級(jí)換熱裝置、除塵器、脫硫塔、脫硫塔后換熱器、煙氣混合器、煙氣加熱器、煙囪、各級(jí)風(fēng)機(jī)。在脫硫后煙氣進(jìn)入煙囪之前，使其露點(diǎn)降低，并將水蒸氣和酸性腐蝕性氣體進(jìn)一步冷凝排出，將煙囪的腐蝕轉(zhuǎn)移到更易處理的換熱器內(nèi)。

本發(fā)明所述系統(tǒng)中，鍋爐尾部煙氣換熱裝置如圖2所示：鍋爐尾部受熱面（2）、各級(jí)空氣預(yù)熱器（4）、省煤器（5）、除塵器前部的煙氣降溫?fù)Q熱器（14）、脫硫塔后煙氣冷凝器（9）、煙囪前煙氣加熱器（12）。

所述各級(jí)風(fēng)機(jī)包括與除塵器出口連接的引風(fēng)機(jī)（7）、連接該引風(fēng)機(jī)的增壓風(fēng)機(jī)、以及煙囪前設(shè)置的增壓風(fēng)機(jī)（13）。

對(duì)于本發(fā)明所述的火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)，其核心思想是：在脫硫后的尾部煙氣進(jìn)入煙囪前，降低其露點(diǎn)溫度，使水蒸氣和酸性氣體提前冷凝排出，避免煙氣在煙囪中的冷凝，從而防止煙囪的腐蝕現(xiàn)象。降低露點(diǎn)溫度從兩方面來進(jìn)行：首先，在脫硫塔后降低煙氣溫度，使其中的一部分水蒸氣和酸性氣體提前冷凝排出。這樣就減少了煙氣中水蒸氣和酸性氣體的含量，從而減小了水蒸氣和酸性氣體分壓。其次，在煙氣進(jìn)入煙囪前，通過使其與干空氣混合再次減小水蒸氣分壓及酸性氣體分壓，進(jìn)一步降低露點(diǎn)溫度。此外，可以在煙囪前增加ggh換熱器，提升混合后煙氣的溫度，避免了煙囪中腐蝕反應(yīng)的發(fā)生。

如圖2所示，在脫硫塔后設(shè)置煙氣冷凝器（9），此煙氣冷凝器為氣氣換熱器，冷卻工質(zhì)為常溫干燥的空氣。此煙氣冷凝器采用氟塑料材質(zhì)，并定期沖洗表面。在煙氣通過此煙氣冷凝器時(shí)，煙氣溫度降低，煙氣中未被脫除的h2so4、hcl、hf及nox等酸性氣體在換熱器表面冷凝排出。而充當(dāng)冷凝工質(zhì)的干燥空氣，直接通入冷凝器后的煙氣混合器中。

冷凝器后的煙氣混合器（10）用于進(jìn)一步降低煙氣中未被脫除的水蒸氣與酸性氣體分壓，以此來降低煙氣露點(diǎn)溫度。在冷凝器中充當(dāng)冷凝工質(zhì)的干燥空氣，在升溫后通入煙氣混合器中，與通入其中的煙氣相互混合。煙氣體積增大且溫度升高，使煙氣中的水蒸氣和酸性氣體所占體積分?jǐn)?shù)減小，煙氣露點(diǎn)降低。

混合后的煙氣，經(jīng)過布置在混合器后的升溫?fù)Q熱器（10）加熱，溫度進(jìn)一步升高，煙氣的熱壓和抬升高度提高，得以順利從煙囪中排出。而此升溫?fù)Q熱器中的熱側(cè)工質(zhì)，來自于除塵器前布置的煙氣降溫?fù)Q熱器。此工質(zhì)在除塵器前的換熱器中，將煙氣溫度降低至90℃左右，同時(shí)工質(zhì)吸熱溫度升高，并將這一部分熱量在混合器后的降溫?fù)Q熱器中放出，以提升換熱器內(nèi)煙氣溫度。

在本發(fā)明所述系統(tǒng)的這一應(yīng)用中，如圖2所示，將鍋爐尾部的增壓風(fēng)機(jī)移至煙囪前。此時(shí)的煙氣干燥，煙氣露點(diǎn)降低，不會(huì)對(duì)增壓風(fēng)機(jī)造成腐蝕，減少了風(fēng)機(jī)防腐成本；同時(shí)煙氣流量相對(duì)較小，減小了風(fēng)機(jī)電耗。煙氣在經(jīng)過風(fēng)機(jī)后，克服了脫硫塔、冷凝器等裝置造成的阻力，使煙氣得以順利排放。

上述實(shí)施案例僅是本發(fā)明所述系統(tǒng)的一種實(shí)施方案，當(dāng)鍋爐尾部設(shè)置濕式電除塵、低低溫電除塵等超凈排放設(shè)備，或污染物脫除達(dá)標(biāo)時(shí)，可以取消煙囪的設(shè)置，使煙氣經(jīng)過深度冷凝后直接排放。當(dāng)冷凝器的冷凝效果較好，同時(shí)煙氣中酸性污染物較少時(shí)，可以取消煙氣混合器的設(shè)置。當(dāng)前部煙氣中絕大部分水蒸氣與酸性氣體均已在冷凝器中冷凝排出時(shí)，可以取消煙氣加熱器的設(shè)置。舊電廠在煙囪防腐改造時(shí)，可以直接在脫硫塔和煙囪之間設(shè)置冷凝器及煙氣混合器，可以在達(dá)到較好防腐效果的同時(shí)節(jié)約改造成本。本發(fā)明所述的火電廠尾部煙囪防腐及污染物深度脫除系統(tǒng)，除電站燃煤鍋爐外，同樣適用于工業(yè)鍋爐、民用鍋爐，以及生物質(zhì)鍋爐。