專利名稱：一種脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量回收系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于節(jié)能減排領(lǐng)域，涉及一種大型電站中脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量回收的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
典型電廠中的用水單元分為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、化學(xué)除鹽水系統(tǒng)(鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng))、灰渣用水系統(tǒng)、工業(yè)冷卻水系統(tǒng)、生活及消防水系統(tǒng)、雜用水系統(tǒng)和脫硫用水系統(tǒng)。隨著水資源的緊缺，節(jié)水越來越受到人們的重視，對(duì)于電廠來說，節(jié)水有著重要的意義。濕法脫硫技術(shù)相比干法脫硫技術(shù)，一方面成本低，另一方面脫硫效率高，但其耗水量較大，據(jù)調(diào)研，電廠濕法脫硫系統(tǒng)用水占有50-70%之多，這成為干旱地區(qū)采用濕法脫硫的瓶頸。如果濕法脫硫補(bǔ)水量大幅度降低或者達(dá)到“零補(bǔ)水”，這將對(duì)干旱地區(qū)的電廠有著重要意義。濕法脫硫后的煙氣含有大量的水蒸氣，接近飽和。如果不采取任何措施，將其直接排放到大氣中，造成大量的水蒸氣損失，所以對(duì)水蒸氣的回收越來越受到人們的重視。如果能降低煙氣溫度，水蒸氣便可凝結(jié)，通過專門的裝置，可將水分回收。經(jīng)計(jì)算， 煙氣溫度降低10°c，大約回收水量90t/h(600MW機(jī)組)。此水量可以減少濕法脫硫系統(tǒng)補(bǔ)水或者完全抵消脫硫系統(tǒng)補(bǔ)水；另一方面，煙氣中的水蒸氣含有大量的汽化潛熱，此熱量巨大，如果全部回收，若把回收熱量對(duì)等發(fā)電功率，可以降低煤耗約30g/kw.h?？梢钥闯雒摿蚝鬅煔庵兴魵獾幕厥找饬x重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠達(dá)到脫硫“零補(bǔ)水”要求，即在干旱地區(qū)的電廠， 也可以采用濕法脫硫，并能將此段煙氣熱量以及水蒸氣汽化潛熱全部回收的脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量回收系統(tǒng)及方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的系統(tǒng)包括包括布置在脫硫塔上部的回收熱換熱器和冷卻換熱器，其中回收熱換熱器與外設(shè)熱利用設(shè)備相連，冷卻換熱器與安裝在冷卻塔內(nèi)的換熱器相連構(gòu)成閉合循環(huán)回路，且回收熱換熱器的進(jìn)口冷卻水管、出口冷卻水管分別通過進(jìn)口聯(lián)絡(luò)門及出口聯(lián)絡(luò)門與冷卻換熱器的進(jìn)口冷卻水管、出口冷卻水管相連通。本發(fā)明的冷卻換熱器的出口管路上安裝有冷卻水泵。所述的脫硫塔內(nèi)位于回收熱換熱器和冷卻換熱器的上端還安裝有除霧器。所述的回收換熱器采用一級(jí)以上并與冷卻換熱器并列布置。所述的回收熱換熱器和冷卻換熱器的冷卻水的進(jìn)水溫度溫低于煙氣溫度5-50°C。所述的回收熱換熱器和冷卻換熱器的結(jié)構(gòu)根據(jù)煙氣溫度及水蒸氣含量得到。本發(fā)明的方法如下1)首先，脫硫煙氣通過安裝在脫硫塔上端的回收熱換熱器和冷卻換熱器后水蒸氣凝結(jié)，水分回收至脫硫系統(tǒng)，除霧器提高水分回收效率；
2)脫硫塔的熱量通過回收熱換熱器回收，其余熱量通過與冷卻塔相連通的冷卻換熱器冷卻；3)當(dāng)不需要熱量利用時(shí)，通過調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)門，將冷卻塔內(nèi)的冷卻水引入回收熱換熱器，用來冷卻此段的煙氣。本發(fā)明在脫硫塔頂部布置回收熱換熱器和冷卻換熱器，煙氣流經(jīng)換熱器冷卻后， 其中的水蒸氣發(fā)生凝結(jié)，被回收至脫硫系統(tǒng)中；煙氣釋放的熱量以及水蒸氣釋放的汽化潛熱或被利用或經(jīng)過冷卻塔進(jìn)行散熱。此方法對(duì)電廠節(jié)水起到積極作用，尤其對(duì)于燃燒褐煤的電廠，可以達(dá)到脫硫“零補(bǔ)水”的要求，即在干旱地區(qū)的電廠，也可以采用濕法脫硫，相比干法脫硫；將此段煙氣熱量以及水蒸氣汽化潛熱全部回收，若把回收熱量對(duì)等發(fā)電功率，則可降低煤耗約30g/kw. h。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖面圖；圖3是冷卻塔內(nèi)換熱器布置圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例，參見圖1、2、3，本發(fā)明包括并列布置在脫硫塔4上部的回收熱換熱器2和冷卻換熱器3，脫硫塔4內(nèi)位于回收熱換熱器2和冷卻換熱器3的上端還安裝有除霧器1， 其中回收熱換熱器2與外設(shè)熱利用設(shè)備即化學(xué)水相連，冷卻換熱器3與安裝在冷卻塔7內(nèi)的換熱器相連構(gòu)成閉合循環(huán)回路以減少水分損失，且回收熱換熱器的進(jìn)口冷卻水管、出口冷卻水管分別通過進(jìn)口聯(lián)絡(luò)門5及出口聯(lián)絡(luò)門5'與冷卻換熱器的進(jìn)口冷卻水管、出口冷卻水管相連通，在冷卻換熱器3的出口管路上安裝有冷卻水泵6。本發(fā)明的工作過程是1)首先，安裝在脫硫塔4頂部的回收熱換熱器2和冷卻換熱器3的結(jié)構(gòu)根據(jù)煙氣溫度及水蒸氣含量計(jì)算得到；用來提高水分回收效率的除霧器1安裝在回收熱換熱器2和冷卻換熱器3的上端，脫硫煙氣水蒸氣含量極大，當(dāng)煙氣通過此段換熱器后，將有大量水蒸氣凝結(jié)，水分回收至脫硫系統(tǒng)；2)脫硫塔的熱量通過回收熱換熱器回收，其余熱量通過與冷卻塔相連通的冷卻換熱器冷卻；3)當(dāng)不需要熱量利用時(shí)，通過調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)門，將冷卻塔7的冷卻水引入回收熱換熱器，用來冷卻此段的煙氣。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于脫硫塔出口的煙氣，其水分含量極大，并且水蒸汽的氣化潛熱也極大，這對(duì)干旱地區(qū)采用濕法脫硫有著重要意義，并且可以回收大量水蒸汽的氣化潛熱，有利于降低煤耗。本系統(tǒng)可以使北方干旱地區(qū)的大型電廠采用濕法脫硫技術(shù)，相比干法脫硫技術(shù)節(jié)約成本5億余元(60(MW機(jī)組)；本系統(tǒng)可回收水分90t/h (600MW機(jī)組)，可以計(jì)算，每年節(jié)水約77萬t ；
如果將回收全部熱量利用，若把回收熱量對(duì)等發(fā)電功率，可降低發(fā)電煤耗約30g/ kw. h0
權(quán)利要求
1.一種脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量回收系統(tǒng)，其特征在于包括布置在脫硫塔(4) 上部的回收熱換熱器和冷卻換熱器，其中回收熱換熱器與外設(shè)熱利用設(shè)備相連，冷卻換熱器與安裝在冷卻塔(7)內(nèi)的換熱器相連構(gòu)成閉合循環(huán)回路，且回收熱換熱器的進(jìn)口冷卻水管、出口冷卻水管分別通過進(jìn)口聯(lián)絡(luò)門(5)及出口聯(lián)絡(luò)門(5')與冷卻換熱器的進(jìn)口冷卻水管、出口冷卻水管相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的冷卻換熱器的出口管路上安裝有冷卻水泵(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的脫硫塔(4)內(nèi)位于回收熱換熱器和冷卻換熱器的上端還安裝有除霧器(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的回收換熱器采用一級(jí)以上并與冷卻換熱器并列布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的回收熱換熱器和冷卻換熱器的冷卻水的進(jìn)水溫度溫低于煙氣溫度5-50°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的回收熱換熱器和冷卻換熱器的結(jié)構(gòu)根據(jù)煙氣溫度及水蒸氣含量得到。
7.—種如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量的回收方法，其特征在于1)首先，脫硫煙氣通過安裝在脫硫塔上端的回收熱換熱器和冷卻換熱器后水蒸氣凝結(jié)，水分回收至脫硫系統(tǒng)，除霧器提高水分回收效率；2)脫硫塔的熱量通過回收熱換熱器回收，其余熱量通過與冷卻塔相連通的冷卻換熱器冷卻；3)當(dāng)不需要熱量利用時(shí)，通過調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)門，將冷卻塔7的冷卻水引入回收熱換熱器，用來冷卻此段的煙氣。
全文摘要
一種脫硫尾部煙氣中水蒸氣及熱量回收系統(tǒng)及方法，在脫硫塔頂部布置換熱器，換熱器分為兩級(jí)或多級(jí)，煙氣流經(jīng)換熱器冷卻后，其中的水蒸氣發(fā)生凝結(jié)，被回收至脫硫系統(tǒng)中；煙氣釋放的熱量以及水蒸氣釋放的汽化潛熱或被利用或經(jīng)過冷卻塔進(jìn)行散熱。本發(fā)明對(duì)電廠節(jié)水起到積極作用，尤其對(duì)于燃燒褐煤的電廠，可以達(dá)到脫硫“零補(bǔ)水”的要求，即在干旱地區(qū)的電廠，也可以采用濕法脫硫，相比干法脫硫，節(jié)約成本約5億人民幣；將此段煙氣熱量以及水蒸氣汽化潛熱全部回收，若把回收熱量對(duì)等發(fā)電功率，則可降低煤耗約30g/kw.h。
文檔編號(hào)B01D5/00GK102512929SQ20111037603
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者司紀(jì)朋, 牛奔, 王新民, 許超, 譚厚章 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)