基于煙氣冷凝的污染物預處理塔的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于煙氣污染物綜合治理技術領域，具體涉及基于煙氣冷凝的污染物預處理塔。
【背景技術】
[0002]目前燃煤電廠和燃煤工業過程廣泛使用基于煤燃燒的鍋爐和爐窯，且燃煤工業過程量大面廣，多數處于城市中心或近郊，污染物綜合治理難度大，是目前我國節能減排的重中之重。火電行業首先提出了達到燃氣排放的標準:PM/S02/N0X分別應達到10/35/50mg/m3，之后又相繼提出超低排放目標:PM/S02/N0X分別達到5/20/35mg/m3且同時使煙氣中的SO3/Hg 達到 5/0.005mg/ m3。
[0003]由于目前燃煤煤質成分與原設計值偏差很大，且部分鍋爐燃用準東煤等高硫煤，致使脫硫裝置入口 SO2濃度很大程度上超過設計值。為保脫硫系統所排煙氣在新煤質條件下達到排放標準，必須對原有脫硫系統進行增容改造或重建。有些電廠采用二級串聯式脫硫塔:即將兩個圓形單塔串聯，分為脫硫前塔和脫硫后塔，前塔煙氣出口與后塔的煙氣入口聯通，且兩塔均采用石灰石石膏濕法噴淋技術，后塔底部通過設有漿液中轉栗管道與前塔相連。煙氣通過兩塔串聯布置的脫硫裝置需要極大的驅動力，這在很大程度上增加了引風機的阻力。專利CN201210219246設計了一種分段吸收氨法脫硫工藝，含硫煙氣在塔內自下而上依次通過噴淋層、填料層、除霧沖洗層等，且噴淋層根據SO2濃度高低設置一層或幾層，相應也設置有多層塔板，而每層塔板的阻力可達幾百帕。還有脫硫塔設計時采用雙向噴淋，或設有槽式分布器、氣流分布多孔板、均流環、旋匯耦合裝置、持液均勻板、斜板收集器、聚氣環等來提高脫硫效率，工藝繁瑣，流程復雜。這些設計和改造使得脫硫塔內煙氣流動阻力越來越大，風機耗能巨大，甚至會導致動力不足，煙氣無法完成脫硫塔內行程。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在于提供基于煙氣冷凝的污染物預處理塔，此塔放置于電除塵器之后，脫硫塔之前，對煙氣中S0x、N0x、HCl、HF、粉塵等進行預脫除，以減輕脫硫塔壓力減少塔板層數、簡化其結構，從而實現降低脫硫塔內煙氣流動阻力和風機電耗的目的。
[0005]為實現以上目的，本實用新型采用的技術方案為:
[0006]基于煙氣冷凝的污染物預處理塔，所述污染物預處理塔4設置在靜電除塵器與脫硫塔7之間，其入口通過引風機或增壓風機9與靜電除塵器出口相連，出口與脫硫塔7相連，脫硫塔7出口與煙囪10相連;所述污染物預處理塔4設置有冷凝管束I，冷凝管束I通過冷凝管束外循環管道11與輸水管道8相連，冷凝管束I內流動工質為輸水管道8中凝結水或鍋爐補水、給水，水溫在20-380C ；所述冷凝管束I上方設置有噴淋裝置3，其噴淋液為堿液，噴淋液體以間歇式工作方式誘導和強化冷凝過程;冷凝管束I內工質與管外煙氣在污染物預處理塔4內換熱，水溫升高后作為熱媒水送入前級煙氣冷卻器或低壓加熱器或省煤器，在污染物預處理塔4 一塔內實現同時以冷凝的方式預脫除部分SOx、HCl、HF、NOx和粉塵，并同時脫除NH3,以減輕脫硫塔7的污染物脫除強度和壓力，降低脫硫島整體能耗。
[0007]所述噴淋裝置3與污染物預處理塔4內的堿水積液槽2相連，同時與污染物預處理塔4外的堿液循環沉降池5相連;所述堿水積液槽2用于沉積噴淋堿水并收集凝結出的酸性液體。
[0008]所述冷凝管束I內冷凝水升溫至70°C以上，當換熱不足，煙溫得不到充分降低時，開啟噴淋裝置3噴淋堿液。
[0009]所述冷凝管束I的上下分別設置有上集箱13和下集箱14，用于匯集和分配冷凝水。
[0010]所述冷凝管束I全部采用氟塑料管或外襯氟塑料的金屬管。
[0011]所述脫硫塔7內部設置有脫硫塔噴淋層6和脫硫積液槽，用石灰石-石膏法或其他方式進行脫硫。
[0012]和現有技術相比較，本實用新型具備如下優點:
[0013]I)通過設置冷凝式污染物預處理塔脫出一部分污染物，簡化了之后脫硫塔的內部結構，減少了塔板層數，大幅降低了煙氣流動阻力，從而減少風機電耗，節約能源。
[0014]2)污染物預處理塔在冷凝脫除S02同時亦可同時冷凝脫除，HCl、HF、粉塵、NOx等，同時HF會與NH3反應除氨，避免氨逃逸污染環境。
[0015]3)冷凝降低了煙氣溫度，為之后脫硫塔內的污染物脫除創造了有利條件。
[0016]4)煙氣余熱加熱了凝結水或鍋爐補水、給水，最終作為熱媒水輸送到空氣預熱器、低壓加熱器或省煤器加以利用，節約能源。
[0017]5)煙氣中酸性氣體冷凝產生酸性溶液HCl、H2S04等，可以制酸，達到廢物利用的目的。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型基于煙氣冷凝的污染物預處理塔示意圖。
[0019]圖中:1、冷凝管束;2、堿水積液槽;3、噴淋裝置;4、冷凝式污染物預處理塔;5、堿液循環沉降池;6、脫硫塔噴淋層;7、脫硫塔;8、輸水管道;9、增壓風機或引風機；10、煙囪；11、冷凝管束外循環管道;12、煙冷器外循環管道;13、上集箱;14、下集箱;15、回熱系統。
【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚簡明，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0021]如圖1所示，本實用新型一種基于煙氣冷凝的污染物預處理塔，所述污染物預處理塔4設置在靜電除塵器與脫硫塔7之間，其入口通過引風機或增壓風機9與靜電除塵器出口相連，出口與脫硫塔7相連，脫硫塔7出口與煙囪10相連。污染物預處理塔4內部安裝有密集的冷凝管束I，所述冷凝管束I內工質通過上集箱13和下集箱14匯集和分散，為防止酸性液體腐蝕，冷凝管束所用材料為氟塑料管或外稱氟塑料的金屬管;冷凝管束I內的吸熱工質為輸水管道8中鍋爐給水或凝結水，管外放熱工質為煙氣。在冷凝管束I上方設置有噴淋裝置3，其所噴淋水霧為堿液，用以中和生成的酸性液體，同時亦降低煙氣溫度，并以間歇式工作方式誘導和強化冷凝過程。管內工質吸熱后作為熱媒水送入前級煙氣冷卻器或低壓加熱器或省煤器。噴淋裝置3通過管道與堿液循環沉降池5相連。冷凝管束I下部設置有堿水積液槽2，用于沉積噴淋堿水并收集凝結出的酸性液體。脫硫塔7內部設置有脫硫塔噴淋層6和脫硫積液槽，可用石灰石-石膏法或其他方式進行脫硫，脫硫塔7通過增壓風機9與煙囪10相連。
[0022]本實用新型的工作過程為:煙氣經省煤器、空氣預熱器進入煙氣冷卻器，在煙氣冷卻器內放熱降溫，之后進入靜電除塵器(靜電除塵或布袋除塵器)，脫除大部分PM、粉塵。隨后經過引風機或增壓風機9進入污染物預處理塔4，與冷凝管束I內20-38 °C左右的凝結水或鍋爐補水發生換熱。煙氣中的水蒸氣降溫凝結，酸性氣體S02、C12、F2、N0x等與水發生反應生成出503、H2S04、HC1、HF等酸性溶液，被堿液循環沉降池5所收集。同時，煙氣中氨氣會與HF發生反應，從而可以脫除氨氣，防止氨逃逸污染空氣，加劇霧霾。同時，PM和粉塵遇冷發生凝并吸附，小顆粒粉塵凝并成大顆粒，為其在脫硫塔7內的脫除創造了條件。如此一來，部分污染物在污染物預處理塔4內被脫除，減輕了后續脫硫塔和增壓風機的壓力。煙氣經過冷凝管束I放熱后降溫到60—70°C，而管內冷凝水升溫至70°C以上。當換熱不足，煙溫得不到充分降低時，開啟噴淋裝置3噴淋堿液，一則加強傳熱降，溫誘導和強化冷凝過程，二則可以中和酸性液體，所噴淋堿液被堿液循環沉降池5收集后循環使用。之后，煙氣從污染物預處理塔4上部出口進入脫硫塔7，進一步脫硫脫硝，凈化后的煙氣通過煙囪1排放到大氣中。
【主權項】
1.基于煙氣冷凝的污染物預處理塔，其特征在于:所述污染物預處理塔(4)設置在靜電除塵器與脫硫塔(7)之間，其入口通過引風機或增壓風機(9)與靜電除塵器出口相連，出口與脫硫塔(7)相連，脫硫塔(7)出口與煙囪(10)相連;所述污染物預處理塔(4)設置有冷凝管束(I)，冷凝管束(I)通過冷凝管束外循環管道(11)與輸水管道(8)相連，冷凝管束(I)內流動工質為輸水管道(8)中凝結水或鍋爐補水、給水，水溫在20-38°C;所述冷凝管束(I)上方設置有噴淋裝置(3)，其噴淋液為堿液，噴淋液體以間歇式工作方式誘導和強化冷凝過程；冷凝管束(I)內工質與管外煙氣在污染物預處理塔(4)內換熱，水溫升高后作為熱媒水送入前級煙氣冷卻器或低壓加熱器或省煤器，在污染物預處理塔(4) 一塔內實現同時以冷凝的方式預脫除部分SOx、HCl、HF、NOx和粉塵，并同時脫除NH3,以減輕脫硫塔(7)的污染物脫除強度和壓力，降低脫硫島整體能耗。2.根據權利要求1所述的基于煙氣冷凝的污染物預處理塔，其特征在于:所述噴淋裝置(3)與污染物預處理塔(4)內的堿水積液槽(2)相連，同時與污染物預處理塔(4)外的堿液循環沉降池(5)相連;所述堿水積液槽(2)用于沉積噴淋堿水并收集凝結出的酸性液體。3.根據權利要求1所述的基于煙氣冷凝的污染物預處理塔，其特征在于:所述冷凝管束(I)內冷凝水升溫至70°C以上，當換熱不足，煙溫得不到充分降低時，開啟噴淋裝置(3)噴淋堿液。4.根據權利要求1所述的基于煙氣冷凝的污染物預處理塔，其特征在于:所述冷凝管束(I)的上下分別設置有上集箱(13)和下集箱(14)，用于匯集和分配冷凝水。5.根據權利要求1所述的基于煙氣冷凝的污染物預處理塔，其特征在于:所述冷凝管束(I)全部采用氟塑料管或外襯氟塑料的金屬管。6.根據權利要求1所述的基于煙氣冷凝的污染物預處理塔，其特征在于:所述脫硫塔(7)內部設置有脫硫塔噴淋層(6)和脫硫積液槽，用石灰石-石膏法進行脫硫。
【專利摘要】基于煙氣冷凝的污染物預處理塔，包括冷凝管束、堿水積液槽、噴淋裝置、堿液循環沉降池、冷凝管束外循環管道、上下集箱等；煙氣先后經過煙冷器、電除塵器后進入污染物預處理塔，與冷凝管束內20-38℃左右的凝結水、鍋爐給水或補水發生換熱，煙氣中的水蒸氣降溫凝結，酸性氣體SO2、Cl2、F2、NOX等與水發生反應生成H2SO3、H2SO4、HCl、HF等酸性溶液，被堿液循環沉降池所收集；同時，煙氣中逃逸的氨氣也會與酸性溶液發生化學反應，從而可以脫除逃逸的氨氣；本實用新型通過設置冷凝式污染物預處理塔可以預脫除部分污染物，簡化脫硫塔結構，減輕脫硫塔壓力，大幅度降低煙氣流動阻力，從而減少風機電耗，節約能源；且本實用新型基本不改變原煙氣流程，改動幅度小，成本合理。
【IPC分類】B01D53/68, B01D47/05, B01D53/60, B01D53/58, B01D53/78
【公開號】CN205386406
【申請號】CN201620101051
【發明人】王云剛, 孫睿, 孫一睿, 賈曉琳, 李衛東, 趙欽新
【申請人】西安交通大學
【公開日】2016年7月20日
【申請日】2016年2月1日