一種煙氣發(fā)電同時(shí)清除煙氣有害物質(zhì)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙氣發(fā)電同時(shí)清除煙氣有害物質(zhì)的裝置，屬于氣體污染治理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)爐產(chǎn)生的煙氣溫度高，含有大量水蒸氣，具有較高的能值。已有的技術(shù)采用在煙氣通道中設(shè)置換熱裝置，利用煙氣中的熱量加熱水形成熱水循環(huán)，熱水進(jìn)一步加熱有機(jī)工質(zhì)，使有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，由于煙氣中固形物和有害氣體是空氣污染的主要污染物，造成霧霾、酸雨等重要的大氣污染現(xiàn)象。在已有技術(shù)中，無(wú)法清除煙氣有害物質(zhì)，煙氣溫度需控制在煙氣的露點(diǎn)以上，煙氣中的熱量和水蒸氣中大量的蒸發(fā)熱不能利用。
[0003]2014年09月17日，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)CN104047647A公開(kāi)了一種利用發(fā)電機(jī)組的煙氣低溫余熱來(lái)發(fā)電的系統(tǒng)，包括第一蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、冷凝水管道、以及設(shè)于冷凝水管道上的低壓加熱器和凝汽器，第一蒸汽發(fā)電系統(tǒng)包括低壓缸，低壓加熱器與低壓缸相連，還包括煙氣余熱回收利用裝置以及第二蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，煙氣余熱回收利用裝置包括吸熱段和放熱段，吸熱段設(shè)于鍋爐煙道內(nèi)，放熱段置于從冷凝水管道上并聯(lián)分支出來(lái)的冷凝水支路上;第二蒸汽發(fā)電系統(tǒng)包括相連的第二汽輪機(jī)和第二發(fā)電機(jī)，第二汽輪機(jī)通過(guò)乏汽管與凝汽器相連。該系統(tǒng)雖然回收低溫?zé)煔獾挠酂?，但沒(méi)有對(duì)煙氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行凈化處理。
[0004]與此類(lèi)似的還有，2014年9月24日中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)CN104061030A公開(kāi)了一種垃圾焚燒發(fā)電廠低溫氣余熱發(fā)電系統(tǒng)。包括煙氣換熱系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，其牲在于:煙氣換熱系統(tǒng)包括煙氣熱水換熱器和熱水栗;有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器、有機(jī)工質(zhì)汽輪機(jī)、回收器和冷卻器;冷卻系統(tǒng)包括冷凝器和冷卻水循環(huán)栗;鍋爐煙氣通過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙氣熱水換熱器，鍋爐煙氣與循環(huán)水熱交換，被加熱的循環(huán)水通過(guò)熱水栗進(jìn)入有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器，熱循環(huán)水對(duì)有機(jī)工質(zhì)加熱，使有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)氣化，有機(jī)工質(zhì)蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)做功，有機(jī)工質(zhì)汽輪機(jī)連接透平發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，冷卻系統(tǒng)的冷凝器將有機(jī)工質(zhì)冷卻液化。本發(fā)明具有節(jié)能環(huán)保零排放、轉(zhuǎn)化效率高和設(shè)備先進(jìn)合理等優(yōu)點(diǎn)。這一系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電，同樣也沒(méi)有對(duì)煙氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行清除。
[0005]2015年7月22日中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)CN204494352U公開(kāi)了一種低溫?zé)煔庥酂峄厥瞻l(fā)電系統(tǒng)，包括一排煙管道，在排煙管道的進(jìn)氣端設(shè)有第一風(fēng)閥，一脫硫除塵裝置的進(jìn)氣口通過(guò)管道經(jīng)第二風(fēng)閥與第一風(fēng)閥前方的排煙管道相連，脫硫除塵裝置的出氣口與一換熱器的氣體進(jìn)口相連，換熱器的氣體口通過(guò)管理經(jīng)第三風(fēng)閥與第一風(fēng)閥后方的排煙管道的出氣端相連，換熱器的介質(zhì)出口與一發(fā)電機(jī)組的進(jìn)氣口相連，發(fā)電機(jī)組的排氣口與一冷卻器的介質(zhì)入口相連，冷卻器的介質(zhì)出口與一存儲(chǔ)罐的頂部入口相連，存儲(chǔ)罐底部出口通過(guò)管道經(jīng)一循環(huán)栗與換熱器的介質(zhì)入口相連。該系統(tǒng)同樣沒(méi)有對(duì)煙氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行清除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種煙氣發(fā)電同時(shí)清除煙氣有害物質(zhì)的裝置，該裝置熱能利用率高，能同時(shí)對(duì)煙氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行清除。
[0007]本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路，是利用煙氣中的熱量加熱使有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)推動(dòng)工質(zhì)汽輪機(jī)發(fā)電，同時(shí)對(duì)煙氣處理系統(tǒng)制冷，使煙氣中的水蒸氣在露點(diǎn)以下冷凝，形成水膜，煙氣在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與水膜接觸，煙氣中固形物和有害氣體被水膜截留，對(duì)含有煙氣中固形物和有害氣體的冷凝水進(jìn)行收集處理。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種煙氣發(fā)電同時(shí)清除煙氣有害物質(zhì)的裝置，包括煙氣處理系統(tǒng)、換能系統(tǒng)和發(fā)電機(jī);所述的煙氣處理系統(tǒng)由外殼、換熱器、煙氣入口、煙氣出口組成;換熱器安置在外殼內(nèi)，由表面布滿(mǎn)翅片的盤(pán)管盤(pán)繞構(gòu)成;外殼的內(nèi)表面和換熱器外表之間所包圍的空間為煙氣通道;煙氣入口在外殼下方，煙氣出口在外殼的上方;在外殼下部?jī)?nèi)表面與煙氣入口的接口處，形成環(huán)形的冷凝水收集槽，冷凝水收集槽的最低位置有排污口 ；排污口接冷凝水處理裝置對(duì)排除固形物和有害氣體進(jìn)行處理;所述的換能系統(tǒng)包括依次連接的工質(zhì)蒸發(fā)器、工質(zhì)汽輪機(jī)、冷凝器、工質(zhì)壓縮機(jī);工質(zhì)壓縮機(jī)的輸出端和工質(zhì)蒸發(fā)器的輸入端分別連接換熱器的工質(zhì)出口和工質(zhì)進(jìn)入口；所述的工質(zhì)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電能經(jīng)輸電屏，一部分送工質(zhì)壓縮機(jī)提供電能，另一部分送電網(wǎng)。
[0009]上述換能系統(tǒng)的工質(zhì)采用五氟丙烷R245fa，其沸點(diǎn)為15.3°C，臨界溫度為256.9°C，臨界壓力為461.1kPa。
[0010]與已有的技術(shù)比較，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明中換熱器上的多片翅片布滿(mǎn)整個(gè)外殼空間；一方面可以使煙氣通過(guò)翅片散開(kāi)均勻；煙氣通過(guò)換熱器上的多片翅片迂回上升或曲線(xiàn)前進(jìn);可以使煙氣迅速減速，達(dá)到重力滯留煙塵效果。同時(shí)，高溫?zé)煔馀c多片翅片接觸，與盤(pán)管內(nèi)的低溫工質(zhì)熱交換冷到露點(diǎn)以下，使高溫?zé)煔庋杆俳禍兀崞砻胬淠纬伤?，水膜再與滯留煙塵中的固形物接觸，將滯留煙塵中的硫、砷、汞、煙塵等有害成分截留，經(jīng)外殼底部的排污口排走;對(duì)含有煙氣中固形物和有害氣體的冷凝水進(jìn)行收集處理。從而除去煙氣中的有害成分，保護(hù)了環(huán)境。本發(fā)明利用工質(zhì)蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電，工質(zhì)在換能系統(tǒng)中閉式循環(huán)，真正實(shí)現(xiàn)零排放。本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的工質(zhì)采用五氟丙烷R245fa，其沸點(diǎn)為15.3°C，臨界溫度為256.9°C，臨界壓力為461.1kPa，五氟丙烷為無(wú)色透明易流動(dòng)液體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)毒、不燃、無(wú)閃點(diǎn)，破壞臭氧層潛值(ODP)為O。
【附圖說(shuō)明】
[0011 ]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為圖1中環(huán)形的冷凝水收集槽結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中的標(biāo)記為:I發(fā)電機(jī);2外殼;3換熱器;4煙氣入口；5煙氣出口；6煙氣通道;7環(huán)形的冷凝水收集槽;8排污口；；9工質(zhì)蒸發(fā)器;10工質(zhì)汽輪機(jī);11冷凝器;12工質(zhì)壓縮機(jī);13工質(zhì)出口；14工質(zhì)進(jìn)入口。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]附圖1-2表示一種煙氣發(fā)電同時(shí)清除煙氣有害物質(zhì)的裝置，包括煙氣處理系統(tǒng)、換能系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)I;所述的煙氣處理系統(tǒng)由外殼2、換熱器3、煙氣入口 4、煙氣出口 5組成;換熱器3安置在外殼2內(nèi)，由表面布滿(mǎn)翅片的盤(pán)管盤(pán)繞構(gòu)成;外殼2的內(nèi)表面和換熱器3外表之間所包圍的空間為煙氣通道6;煙氣入口 4在外殼2下方，煙氣出口 5在外殼2的上方;在外殼2下部?jī)?nèi)表面與煙氣入口 4的接口處，形成環(huán)形的冷凝水收集槽7，冷凝水收集槽7的最低位置有排污口 8;排污口 8接冷凝水處理裝置對(duì)排除固形物和有害氣體進(jìn)行處理;所述的換能系統(tǒng)包括依次連接的工質(zhì)蒸發(fā)器9、工質(zhì)汽輪機(jī)10、冷凝器11、工質(zhì)壓縮機(jī)12;工質(zhì)壓縮機(jī)12的輸出端和工質(zhì)蒸發(fā)器9的輸入端分別連接換熱器3的工質(zhì)出口 13和工質(zhì)進(jìn)入口 14;所述的工質(zhì)汽輪機(jī)10驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)I，發(fā)電機(jī)I所發(fā)出的電能經(jīng)輸電屏，一部分送工質(zhì)壓縮機(jī)12提供電能，另一部分送電網(wǎng)。
[0016]上述冷凝水處理裝置包括依次連通的對(duì)含有煙氣中固形物和有害氣體的冷凝水進(jìn)行收集的收集池、沉淀池、和堿液中和池;在收集池和沉淀池的上方有集氣罩;集氣罩通過(guò)引風(fēng)管、引風(fēng)機(jī)送脫硫塔后排空。
[0017]上述換能系統(tǒng)的工質(zhì)采用五氟丙烷R245fa，其沸點(diǎn)為15.3°C，臨界溫度為256.9°C，臨界壓力為461.1kPa。
[0018]上述煙氣處理系統(tǒng)中的換熱器3使煙氣中的水蒸氣冷凝，形成水膜，煙氣在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與水膜接觸，煙氣中固形物和有害氣體被水膜截留流入環(huán)形的冷凝水收集槽7中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煙氣發(fā)電同時(shí)清除煙氣有害物質(zhì)的裝置，包括煙氣處理系統(tǒng)、換能系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)(I);其特征在于:所述的煙氣處理系統(tǒng)由外殼(2)、換熱器(3)、煙氣入口(4)、煙氣出口(5)組成;換熱器(3)安置在外殼(2)內(nèi)，由表面布滿(mǎn)翅片的盤(pán)管盤(pán)繞構(gòu)成;夕卜殼(2)的內(nèi)表面和換熱器(3)外表之間所包圍的空間為煙氣通道(6);煙氣入口(4)在外殼(2)下方，煙氣出口(5)在外殼(2)的上方;在外殼(2)下部?jī)?nèi)表面與煙氣入口(4)的接口處，形成環(huán)形的冷凝水收集槽(7 )，冷凝水收集槽(7 )的最低位置有排污口( 8 );排污口( 8)接冷凝水處理裝置對(duì)排除固形物和有害氣體進(jìn)行處理;所述的換能系統(tǒng)包括依次連接的工質(zhì)蒸發(fā)器(9)、工質(zhì)汽輪機(jī)(10)、冷凝器(11)、工質(zhì)壓縮機(jī)(12);工質(zhì)壓縮機(jī)(12)的輸出端和工質(zhì)蒸發(fā)器(9)的輸入端分別連接換熱器(3)的工質(zhì)出口(13)和工質(zhì)進(jìn)入口(14);所述的工質(zhì)汽輪機(jī)(10)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(1)，發(fā)電機(jī)(I)所發(fā)出的電能經(jīng)輸電屏，一部分送工質(zhì)壓縮機(jī)(12)提供電能，另一部分送電網(wǎng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣發(fā)電同時(shí)清除煙氣有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:所述冷凝水處理裝置包括依次連通的對(duì)含有煙氣中固形物和有害氣體的冷凝水進(jìn)行收集的收集池、沉淀池、和堿液中和池;在收集池和沉淀池的上方有集氣罩;集氣罩通過(guò)引風(fēng)管、弓丨風(fēng)機(jī)送脫硫塔后排空。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣發(fā)電同時(shí)清除煙氣有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:所述換能系統(tǒng)的工質(zhì)采用五氟丙烷R245fa，其沸點(diǎn)為15.30C，臨界溫度為256.9°C，臨界壓力為461.1kPa。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣發(fā)電同時(shí)清除煙氣有害物質(zhì)的裝置，其特征在于:所述煙氣處理系統(tǒng)中的換熱器(3)使煙氣中的水蒸氣冷凝，形成水膜，煙氣在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與水膜接觸，煙氣中固形物和有害氣體被水膜截留流入環(huán)形的冷凝水收集槽(7)中。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種煙氣發(fā)電同時(shí)清除煙氣有害物質(zhì)的裝置，包括煙氣處理系統(tǒng)、換能系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)；所述的煙氣處理系統(tǒng)由外殼、蒸發(fā)冷凝器、煙氣入口、煙氣出口組成；換能系統(tǒng)包括依次連接的工質(zhì)蒸發(fā)器、工質(zhì)汽輪機(jī)、冷凝器、工質(zhì)壓縮機(jī)；工質(zhì)壓縮機(jī)的輸出端和工質(zhì)蒸發(fā)器的輸入端分別連接換熱器的工質(zhì)出口和工質(zhì)進(jìn)入口；工質(zhì)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。本發(fā)明利用煙氣中的熱量加熱使有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)推動(dòng)工質(zhì)汽輪機(jī)發(fā)電，熱能利用率高，能同時(shí)對(duì)煙氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行清除。
【IPC分類(lèi)】B01D5/00, B01D53/00, B01D50/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105457440
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610026444
【發(fā)明人】楊德俊, 馮紀(jì)南, 王睿琪
【申請(qǐng)人】楊德俊
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月16日