本發(fā)明屬于煙氣的凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙氣的濕法除塵脫硫脫硝系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有燃煤設(shè)備的煙氣凈化處理工藝 ，需要分別對煙氣用除塵和脫硫脫硝兩道獨(dú)立工序進(jìn)行處理，設(shè)備投資較大，環(huán)保處理工藝也較復(fù)雜，同時，在這些煙氣處理設(shè)備及工藝方法中，由于在凈化設(shè)備內(nèi)部被處理的煙氣溫度仍然比較高，使得煙氣的體積及處理量仍然較大，因此，煙氣參與無害化處理過程的時間過于短暫，出現(xiàn)煙氣處理的能耗投入巨大，成本居高不下，而煙氣除塵和脫硫脫硝效果仍然不理想的現(xiàn)實(shí)局面，以致許多燃煤電廠即便已經(jīng)實(shí)施了環(huán)保治理技術(shù)改造，卻仍然不愿將這些處理設(shè)備系統(tǒng)投入運(yùn)行，而選擇接受環(huán)保罰款。

煙氣的無害化處理工藝包括物理和化學(xué)過程，而無論是物理還是化學(xué)處理過程都需要時間來完成，過短的處理時間導(dǎo)致煙氣在處理設(shè)備內(nèi)部沒有足夠的時間進(jìn)行溶解和吸附反應(yīng)，以及酸堿中和反應(yīng)，這是現(xiàn)有技術(shù)對燃煤大氣污染實(shí)施治理困難的根本原因。

采用增加煙氣在環(huán)保處理設(shè)備內(nèi)部的流程長度來延長煙氣的處理時間，以及通過增加煙氣通道截面積，來降低煙氣流速達(dá)到延長煙氣處理時間的目的。這兩種方法，雖然都可以達(dá)到延長煙氣處理時間的目的，但都將導(dǎo)致處理設(shè)備體積變得巨大，因而都不是理想的解決方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種煙氣的濕法除塵脫硫脫硝系統(tǒng)及方法，可有效解決煙氣處理過程中造成的成本高，設(shè)備體積大以及處理效果不佳等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種煙氣的濕法除塵脫硫脫硝方法，是在煙氣進(jìn)入反應(yīng)裝置前對產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行降溫處理，在換熱器的功能上增加在線除塵設(shè)計以及在換熱器低溫區(qū)域增加防腐的改進(jìn)性設(shè)計；在結(jié)構(gòu)上采用模塊化改進(jìn)設(shè)計以及可開啟式的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計，進(jìn)而對煙氣余熱進(jìn)行回收，使煙氣在進(jìn)入反應(yīng)裝置時的溫度降低至適合采用濕法除塵脫硫脫硝工藝要求的程度。

進(jìn)一步地，上述方法還包括在換熱器中的煙氣氣流通道中再連接一組換熱器，對煙氣的余熱進(jìn)行二級回收，從而對煙氣進(jìn)行二級降溫。

進(jìn)一步地，上述方法還包括在反應(yīng)裝置內(nèi)部對煙氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，對煙氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的方式是通過熱泵技術(shù)對濕法除塵脫硫脫硝工藝中所用堿液進(jìn)行制冷處理，其堿液與煙氣反應(yīng)，間接降低了煙氣的反應(yīng)溫度。

進(jìn)一步地，煙氣的濕法除塵脫硫脫硝方法，包括以下步驟：

（1）將燃料在燃燒設(shè)備中充分燃燒，產(chǎn)生的煙氣通入第一換熱器，將煙氣與空氣進(jìn)行換熱，對煙氣進(jìn)行一級降溫，一級降溫后的煙氣進(jìn)入第二換熱器，換熱后的空氣進(jìn)入燃燒裝置；

（2）將反應(yīng)裝置中處理得到的潔凈煙氣通入第二換熱器，對潔凈煙氣與一級降溫后的煙氣進(jìn)行換熱，對煙氣進(jìn)行二級降溫，二級降溫后的煙氣進(jìn)入反應(yīng)裝置；

（3）將參與反應(yīng)的堿性液體通過噴淋泵將其送入噴淋裝置，再通過噴淋裝置以水霧的形式進(jìn)入反應(yīng)裝置，與反應(yīng)裝置中的煙氣接觸，進(jìn)行濕法除塵脫硫脫硝反應(yīng)，用液體收集裝置對反應(yīng)后所得液體進(jìn)行回收。

進(jìn)一步地，步驟（3）中將堿性液體經(jīng)過制冷裝置進(jìn)行強(qiáng)制制冷，使堿性液體溫度低于室溫，通過噴淋泵將其送入噴淋裝置，再通過噴淋裝置以水霧的形式進(jìn)入反應(yīng)裝置，與反應(yīng)裝置中的煙氣接觸，使反應(yīng)的煙氣溫度降低，在低溫下進(jìn)行濕法除塵脫硫脫硝反應(yīng)。

一種煙氣的濕法除塵脫硫脫硝系統(tǒng)，包括依次連接的燃燒設(shè)備、對煙氣進(jìn)行降溫處理的換熱器、反應(yīng)裝置和液體收集裝置；所述換熱器為具有防腐功能，并且換熱器上安裝有振動除塵裝置。

進(jìn)一步地，換熱器為模塊化波紋板式換熱器，其外殼為半活動半固定式；

模塊化波紋板式換熱器，包括換熱組件、兩個端部導(dǎo)流模塊和至少一個中間導(dǎo)流模塊，換熱組件由至少一個換熱模塊串聯(lián)或并聯(lián)而成；換熱模塊包括換熱殼體和波形換熱片；換熱殼體為上下兩個端面敞口的長方體結(jié)構(gòu)；波形換熱片層疊在一起，固定在換熱模塊殼體內(nèi)；在相鄰所述波形換熱片間留有氣體通道，氣體通道的進(jìn)輸出口設(shè)置在敞口的一面上；

端部導(dǎo)流模塊包括具有連續(xù)三面設(shè)置成敞口的導(dǎo)流箱，導(dǎo)流箱內(nèi)固定設(shè)置有若干呈L形的通道隔板，相鄰?fù)ǖ栏舭宓亩瘫鄢蚀怪狈绞椒植加趯?dǎo)流箱的內(nèi)部空間中，并將導(dǎo)流箱的內(nèi)部空間分割成若干間隔排布且開口垂直的預(yù)熱氣體通道和廢氣通道；

中間導(dǎo)流模塊包括具有連續(xù)三面設(shè)置成敞口的導(dǎo)流殼體，導(dǎo)流殼體內(nèi)間隔設(shè)置有板狀隔板和呈L形的氣流隔板，且板狀隔板和氣流隔板相互接觸將導(dǎo)流殼體內(nèi)部空間分割成若干間隔排布的預(yù)熱氣體通道和廢氣通道；相鄰兩個換熱組件之間至少設(shè)置有一個中間導(dǎo)流模塊，每個端部導(dǎo)流模塊安裝于換熱組件的自由端。

進(jìn)一步地，燃燒設(shè)備和換熱器之間還依次設(shè)有旋轉(zhuǎn)除塵設(shè)備和排煙風(fēng)機(jī)。

進(jìn)一步地，換熱器上的振動除塵裝置為振動電機(jī)；換熱器上的低溫區(qū)由防腐材料制成或涂有防腐涂層；換熱器外殼活動部分和固定部分通過緊固扣件連接。

本發(fā)明提供的煙氣的濕法除塵脫硫脫硝系統(tǒng)及方法，具有以下有益效果：

（1）換熱器上安裝有除塵設(shè)備，除塵裝置安裝位置與煙氣輸入與輸出方向有關(guān)，其通過振動和重力相結(jié)合的方式可對換熱器自身進(jìn)行除塵，使換熱器效率能夠提高；換熱器的低溫區(qū)由防腐材料制成或涂有防腐涂層，是因?yàn)樵趽Q熱過程中溫度低于露點(diǎn)溫度，就會產(chǎn)生腐蝕性的液體滴到換熱器上，因此換熱器的防腐設(shè)計，可以緩解其露點(diǎn)腐蝕問題。

（2）在對煙氣進(jìn)行降溫處理的換熱器，只需具備在線除塵功能和防腐功能，以及結(jié)構(gòu)上采用可開啟式的模塊化設(shè)計即可使用（可開啟式意思是換熱器在某地方可以打開，用于對其內(nèi)部進(jìn)行清洗或其他處理；模塊化設(shè)計的意思是將整個換熱器分為幾個功能獨(dú)立的模塊，使各個功能模塊便于安裝和拆卸，從而使換熱器的維護(hù)工作簡單便捷），但現(xiàn)有的換熱器不具備這樣的功能和結(jié)構(gòu)，因此在此過程中采用現(xiàn)有換熱器時需對其進(jìn)行功能和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)才可使用。

（3）換熱器采用在線除塵（邊換熱邊除塵）及低溫（低于露點(diǎn)溫度）防腐設(shè)計的產(chǎn)品功能性改進(jìn)設(shè)計，用于緩解換熱器自身的積塵和露點(diǎn)腐蝕問題，采用模塊化以及可開啟式的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性改進(jìn)設(shè)計，使換熱器在運(yùn)行階段的維護(hù)工作簡單便捷化，進(jìn)而對煙氣余熱的絕大部分（余熱能50%以上）進(jìn)行回收，使煙氣在進(jìn)入反應(yīng)裝置后的溫度降低到適合采用濕法除塵脫硫脫硝工藝要求的程度。

（4）本發(fā)明對燃料燃燒產(chǎn)生煙氣進(jìn)行逐步降溫處理，使其滿足濕法除塵脫硫脫硝工藝要求的程度，其逐步降溫處理方式為：煙氣與空氣進(jìn)行換熱，此過程為煙氣的一級降溫，空氣經(jīng)換熱器換熱，溫度升高，可將高溫空氣輸送進(jìn)入燃燒裝置，作為助燃空氣使用，從而將煙氣的余熱進(jìn)行初步回收利用，經(jīng)一級降溫后的煙氣再與反應(yīng)裝置中排出的潔凈煙氣（低溫）進(jìn)行換熱處理，此過程為煙氣的二級降溫，可進(jìn)一步將煙氣的溫度降低，可將其降低至約室溫溫度；根據(jù)煙氣的量以及成本來分析，若煙氣量非得大，則可以對二級降溫后的煙氣進(jìn)行三級降溫，即將堿性液體經(jīng)過制冷裝置進(jìn)行強(qiáng)制制冷，使堿性液體溫度低于室溫，通過噴淋泵將其送入噴淋裝置，再通過噴淋裝置以水霧的形式進(jìn)入反應(yīng)裝置，與反應(yīng)裝置中的煙氣接觸，使反應(yīng)的煙氣溫度降低（三級降溫），在低溫下進(jìn)行濕法除塵脫硫脫硝反應(yīng)，經(jīng)過層層降溫，煙氣在反應(yīng)裝置內(nèi)部的溫度足夠低時，空氣密度大幅上升，流速大幅減小，煙氣在反應(yīng)裝置中停留的時間就會足夠長，有充足的時間參與溶解和吸附反應(yīng)，從而去除有害氣體成分，排出潔凈煙氣。

附圖說明

圖1為煙氣的濕法除塵脫硫脫硝工藝圖。

圖2為換熱模塊及振動除塵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為其中一種換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為換熱模塊一個視角的立體圖。

圖5為換熱模塊另一個視角的立體圖。

圖6為端部導(dǎo)流模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為中間導(dǎo)流模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、換熱組件；11、換熱模塊；111、換熱殼體；112、波形換熱片；113、氣體通道；2、端部導(dǎo)流模塊；201、廢氣通道；202、預(yù)熱氣體通道；203、通道隔板；2031、短臂；204、導(dǎo)流箱；3、中間導(dǎo)流模塊；301、導(dǎo)流殼體；302、板狀隔板；303、氣流隔板。

具體實(shí)施方式

以燃煤電廠設(shè)備節(jié)能環(huán)保工程為例，其煙氣的濕法除塵脫硫脫硝方法及其所用系統(tǒng)，具體見以下描述：

燃料煤在燃燒設(shè)備即鍋爐中經(jīng)過充分燃燒后，鍋爐產(chǎn)生的煙氣離開鍋爐后溫度還非常高，流速也非常快，此時方便采用旋轉(zhuǎn)除塵裝置對煙氣進(jìn)行預(yù)處理，去除其中大部分粉塵顆粒（若煙氣中粉塵顆粒不是特別多，此操作可省略），然后通過排煙風(fēng)機(jī)將高溫?zé)煔馑腿霌Q熱器，在經(jīng)過排煙風(fēng)機(jī)的煙氣，雖然溫度比剛從鍋爐中出來時的溫度要低一些，但還是屬于高溫?zé)煔?，因此需將此高溫?zé)煔庠趽Q熱器中進(jìn)行換熱降溫處理。

在換熱器中對煙氣進(jìn)行二次降溫，此過程需要有2個換熱器：高溫?zé)煔馀c空氣在第一換熱器中進(jìn)行換熱，此過程為煙氣的一級降溫，空氣經(jīng)第一換熱器換熱，溫度升高，可將高溫空氣輸送進(jìn)入燃燒裝置，作為助燃空氣使用，從而將煙氣的余熱進(jìn)行初步回收利用；為了降煙氣的溫度進(jìn)一步降低，需要對煙氣進(jìn)行第二次降溫處理，引入余熱回收梯級利用的技術(shù)理念，克服助燃?xì)怏w（空氣）流量小于煙氣流量對煙氣余熱回收效果的限制，克服換熱器產(chǎn)品煙氣廢熱回收效率的提升與產(chǎn)品節(jié)能效率之間的矛盾，進(jìn)一步降低煙氣的溫度，可進(jìn)一步提升煙氣在后續(xù)處理中的效果，將一級降溫后的煙氣再與反應(yīng)裝置中排出的潔凈煙氣（低溫）在第二換熱器中進(jìn)行換熱處理，拓寬煙氣的余熱利用方式，此過程為煙氣的二級降溫，此過程可將一級降溫后的煙氣與經(jīng)過凈化處理后得到的溫度更低的煙氣進(jìn)行換熱，既改善了煙氣在大氣環(huán)境中排放的擴(kuò)散條件，又能降低對煙氣進(jìn)行強(qiáng)制制冷的制冷設(shè)備的功耗。

根據(jù)煙氣的量以及成本，選擇性的進(jìn)行煙氣的第三次降溫，（若煙氣量少，第三次降溫會增加成本，則可以不進(jìn)行第三次降溫，直接將二級降溫后的煙氣與堿性液體在反應(yīng)裝置中進(jìn)行反應(yīng)。）

經(jīng)過三級降溫，煙氣在反應(yīng)裝置內(nèi)部的溫度已經(jīng)足夠低，此時空氣密度大幅上升，流速大幅減小，煙氣在反應(yīng)裝置中停留的時間就足夠長，有充足的時間參與溶解和吸附反應(yīng)，其氧化物溶解到堿性水霧中并沉降到反應(yīng)裝置底部，與水中的堿性成分繼續(xù)發(fā)生中和反應(yīng)，去除煙氣中的有害成分，而煙氣粉塵顆粒吸附水分沉降到反應(yīng)裝置底部并隨水流帶走。因此，經(jīng)過上述處理后的煙氣潔凈度很高，可直接排放。

在上述處理過程中對換熱器的要求是，只需具備在線除塵功能和防腐功能，以及結(jié)構(gòu)上采用可開啟式的模塊化設(shè)計即可使用，但現(xiàn)有的換熱器不具備這樣的功能和結(jié)構(gòu)，因此在此過程中現(xiàn)有換熱器時需對其進(jìn)行功能和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)才可使用：

為了將高溫?zé)煔馔ㄟ^換熱器時的溫度降低至適宜采用濕法工藝處理的溫度，需要對換熱器的功能做如下改進(jìn)以降低換熱器的維護(hù)頻率：

（1）增加在線除塵功能，緩解換熱器的積塵問題，因此，通過增加振動電機(jī)裝置并安裝到換熱模塊與換熱片垂直方向且不需要開啟的一側(cè)擋板上，使振動電機(jī)的振動能量能夠均勻的傳遞到換熱片上以保證除塵工作的有效性；換熱器豎立安裝，使從換熱片上振動掉下來的粉塵在重力和煙氣氣流的共同作用下，沿著煙氣氣流通道進(jìn)入下方的反應(yīng)裝置的腔體，隨水流帶走。

（2）增加防腐功能緩解換熱器的腐蝕問題，即將換熱器的低溫區(qū)采用不銹鋼等防腐材料制作或?qū)Q熱器的低溫區(qū)域內(nèi)外表面噴涂防腐涂層。

為了將高溫?zé)煔馔ㄟ^換熱器時的溫度降低至適宜采用濕法工藝處理的溫度，還需對換熱器的結(jié)構(gòu)做如下改進(jìn)以降低換熱器的維護(hù)成本：

（1）換熱器采用模塊化設(shè)計，將整個換熱器分為幾個功能獨(dú)立的模塊，使換熱器的拆開和裝配以及更換等設(shè)備維護(hù)工作更加簡單便捷。

（2）換熱器的外殼采用可開啟式結(jié)構(gòu)設(shè)計，使換熱器的維護(hù)工作更進(jìn)一步簡化，只需打開外殼用高壓水槍的噴射水流就能夠完成絕大部分的日常維護(hù)工作。

綜上所述，換熱器為可開啟式的模塊化換熱器，其上安裝有振動除塵裝置（如圖2所示，除塵裝置的安裝位置是與換熱模塊與換熱片垂直方向且不需要開啟的一側(cè)擋板上，其能夠均勻的將振動能量傳遞到換熱片上以保證除塵工作的有效性），且換熱器具有防腐功能，換熱器的外殼為半活動半固定式，活動部分和固定部分通過緊固扣件（如緊固扳扣）連接。

換熱器還可以改進(jìn)為以下結(jié)構(gòu)，即模塊化波紋板式換熱器。如圖3所示，模塊化波紋板式換熱器，包括換熱組件1、兩個端部導(dǎo)流模塊2和至少一個中間導(dǎo)流模塊3，換熱組件1由至少一個換熱模塊11串聯(lián)或并聯(lián)而成；相鄰兩個換熱組件1之間至少設(shè)置有一個中間導(dǎo)流模塊3，即中間導(dǎo)流模塊3其中一個縱向的敞口與換熱組件1縱向設(shè)置的敞口連接；每個端部導(dǎo)流模塊2安裝于換熱組件1的自由端，即端部導(dǎo)流模塊2其中一個縱向的敞口與換熱組件1自由端的縱向敞口連接。本方案由于換熱組件1、端部導(dǎo)流模塊2和中間導(dǎo)流模塊3位置的獨(dú)特設(shè)置能夠?qū)煔庵械臒崃窟M(jìn)行最大化地回收利用，提高了煙氣中熱量的回收率。

如圖4和圖5所示，換熱模塊11包括換熱殼體111和波形換熱片112換熱殼體111為上下兩個端面敞口的長方體結(jié)構(gòu)；波形換熱片112層疊在一起，固定在換熱模塊11殼體內(nèi)；在相鄰所述波形換熱片112間留有氣體通道113，氣體通道113的進(jìn)輸出口設(shè)置在敞口的一面上。波形換熱片112的波形設(shè)計，可以使氣體在換熱模塊11內(nèi)產(chǎn)生紊流，以提高氣體與波形換熱片112的傳熱效率；波形換熱片112在換熱模塊11內(nèi)層疊能夠使有限空間容下更多的波形換熱片112，進(jìn)而使總換熱面積得到增加，熱量在相鄰的兩個氣體通道113之間通過波形換熱片112的兩個表面進(jìn)行換熱，進(jìn)而最大限度縮短了熱量的傳遞路徑，避免了熱量的熱滯效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)助燃?xì)怏w與廢氣在換熱器內(nèi)部全程逆流換熱。

如圖6所示，端部導(dǎo)流模塊2包括具有連續(xù)三面設(shè)置成敞口的導(dǎo)流箱204，導(dǎo)流箱204內(nèi)固定設(shè)置有若干呈L形的通道隔板203，相鄰?fù)ǖ栏舭宓亩瘫?031呈垂直方式分布于導(dǎo)流箱204的內(nèi)部空間中，并將導(dǎo)流箱204的內(nèi)部空間分割成若干間隔排布且開口垂直的預(yù)熱氣體通道202和廢氣通道201。

如圖7所示，中間導(dǎo)流模塊包括具有連續(xù)三面設(shè)置成敞口的導(dǎo)流殼體301，導(dǎo)流殼體301內(nèi)間隔設(shè)置有板狀隔板302和呈L形的氣流隔板303，且板狀隔板302和氣流隔板303相互接觸將導(dǎo)流殼體301內(nèi)部空間分割成若干間隔排布的預(yù)熱氣體通道202和廢氣通道201。

通過上述換熱器，可將高溫?zé)煔馀c助燃空氣或溫度更低的煙氣進(jìn)行換熱，助燃空氣經(jīng)過燃燒風(fēng)機(jī)進(jìn)行部分降溫后，形成低溫助燃空氣，從換熱器的預(yù)熱氣體通道202進(jìn)入，煙氣可以從廢氣通道201進(jìn)入，通過換熱器上的波形換熱片112進(jìn)行換熱，使換熱后的助燃空氣溫度升高，可進(jìn)入燃燒設(shè)備，從而對煙氣的余熱進(jìn)行回收利用，同時還節(jié)約了燃燒成本，當(dāng)然，煙氣的余熱也可以通過余熱回收裝置對其進(jìn)行回收，用于其他方面。