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湿法脱硫烟气消除烟羽系统及方法与流程

作者: 来源: 发布于:2019-11-13 14:19:15
本发明涉及一种湿法脱硫烟气消除烟羽系统。
 
背景技术:
 
经湿法脱硫后的饱和烟气排放过程中,由于饱和烟气与外部空气进行热交换,烟气降温,饱和水蒸气凝结成水滴,而形成白色烟羽,造成不良视觉影响;同时,烟气低温排放不利于烟气抬升;另外,大量水蒸气排放造成周围湿度过大,影响居民生活。为了提高烟气的抬升能力,减轻烟羽现象,许多国家对排烟温度进行严格限制,德国规定烟囱排烟出口温度不低于72℃,日本规定为90~110℃,英国规定不低于80℃,而美国自上世纪80年代以来,FGD已经开始选择湿烟囱运行,部分企业在FGD后增加燃气(或蒸汽)对烟气进行加热处理,以避免烟气在特定条件下形成沉降。
 
为了避免饱和烟气在排放过程中凝结成水雾或者减轻饱和烟气的凝结现象,根据烟羽的形成特性,减轻烟羽形成的方法包括加热方法和除湿方法。加热方法即通过提高饱和烟气温度,使其达到一定过热状态排放,该方法需要消耗一定的高温热源,在没有合适余热的情况下需要使用烟气炉来产生高温烟气,造成极大的能源浪费;除湿方法即通过降低饱和烟气温度,先将烟气中的水蒸气凝结一部分,降低烟气的含湿量再通过除雾后进行排放,除湿方法包括直接冷凝法和间接换热法,间接换热通常需要加装体积较大的换热器,前期建设投资成本高。
 
技术实现要素:
 
针对上述问题,本发明提供一种湿法脱硫烟气消除烟羽系统,采用直接喷淋方式对饱和湿烟气进行降温,节约设备前期建设投资和运行成本。
 
为达到上述目的,本发明湿法脱硫烟气消除烟羽系统,包括:
 
烟气预冷段,用于对烟气进行预冷;
 
喷淋冷凝塔组成;用于通过喷淋对烟气冷却至30~40℃
 
烟气预冷段和喷淋冷凝塔通过管道相连通。
 
较佳的,所述的预冷段包括冷却烟道,在所述的冷却烟道设置有第一和/或第二冷却装置以及烟尘检测装置;
 
当烟气含尘量小于预定值时,启动第二冷却装置对烟气进行冷却;
 
当烟气含尘量大于预定值时,启动第一冷却装置对烟气进行冷却。
 
较佳的,第一冷却装置为设置在冷却烟道内的冷却喷嘴,用于将冷却循环水顺向或者侧向喷入烟道;第二冷却装置为空气换热器。
 
较佳的,所述的喷淋冷凝塔包括冷凝塔;在冷凝塔下部布置冷凝水池;在冷凝塔上部设置有两级以上的冷却喷嘴和除雾器;烟气预冷段烟气出口设置在冷凝塔中部。
 
较佳的,烟气预冷段烟气出口处设置烟气分布器,烟气分布器与冷凝水池水面平行设置。
 
较佳的,所述系统还包括冷却单元,冷却单元由通过管道连通的冷凝水泵、冷却塔和喷淋水泵组成;冷却塔内底部设置有冷水池;
 
其中,冷凝水泵将喷淋塔底部的冷凝水池中的冷凝水泵入冷却塔将冷凝水降温;喷淋水泵将冷水池的冷却水泵入冷凝塔和/或冷却烟道内的冷却喷嘴。
 
较佳的,还包括温度控制单元,温度控制单元包括控制装置和设置在冷凝塔内的温度传感器;
 
所述的控制装置依据温度进行如下控制:
 
当喷淋冷凝塔烟气出口温度高于设定烟气出口设定温度T时,输出控制信号使喷淋水泵增加冷凝喷淋塔冷却喷嘴供水量;
 
当喷淋冷凝塔烟气出口温度低于设定烟气出口设定温度T时,输出控制信号使喷淋水泵减少冷凝喷淋塔冷却喷嘴供水量。
 
为达到上述目的,本发明的湿法脱硫烟气消除烟羽方法,包括下述步骤:
 
通过烟气预冷段对烟气进行预冷;
 
通过喷淋冷凝塔喷淋对预冷后烟气冷却至30~40℃。
 
较佳的,所述的烟气预冷段对烟气进行预冷的步骤包括;
 
当烟气含尘量小于预定值时,启动第二冷却装置对烟气进行冷却;
 
当烟气含尘量大于预定值时,启动第一冷却装置对烟气进行冷却;其中,所述的第一冷却装置为设置在冷却烟道内的冷却喷嘴,用于将冷却循环水顺向或者侧向喷入烟道;第二冷却装置空气换热器。
 
较佳的,所述的喷淋的步骤为:
 
当喷淋冷凝塔烟气出口温度高于设定烟气出口设定温度T时,增加冷凝喷淋塔冷却喷嘴供水量;
 
当喷淋冷凝塔烟气出口温度低于设定烟气出口设定温度T时,减少冷凝喷淋塔冷却喷嘴供水量。
 
本系统及方法可以有效缓解饱和湿烟气排放所形成的白雾现象,与常规GGH加热除雾相比:系统简单,初投资省,设备运行费用低,设备检修、更换容易。收集的凝结水温度在45~50℃,在冬天可以用来局部采暖,节约采暖费用和运行费用。
 
附图说明
 
图1是本发明实施例1中的湿烟气消除烟羽工艺及系统流程示意图;
 
图2是本发明湿烟气消除烟羽工艺及系统烟气分布器示意图;
 
图3是本发明实施例2中的湿烟气消除烟羽工艺及系统流程示意图;
 
图4是本发明实施例3中的湿烟气消除烟羽工艺及系统流程示意图。
 
具体实施方式
 
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
 
实施例1
 
如图1-2所示,本实施例的湿烟气消除烟羽工艺及系统,由烟气预冷段1、喷淋冷凝塔2、冷却塔3、冷水池4、循环水系统构成。
 
烟气预冷段1的主要目的是预降温,方便整个系统的温度控制,同时去除烟气中的固体颗粒,该段的烟气温度降约3~5℃,预冷喷嘴1.1布置在烟气预冷段1上,沿周向均布,预冷喷嘴1.1至少布置一层,由冷却水泵6给预冷喷嘴1.1供水。当烟气中含尘量较大时,适当增加预冷喷嘴的冷却水量,尘颗粒被液滴凝并而实现烟气除尘效果。
 
喷淋冷凝塔2由塔体2、冷凝水池2.1、排污系统2.2、冷凝水出口2.3、烟气进口2.4、烟气分布器2.5、冷却喷嘴2.6、除雾器2.7、冷却水进口2.8、温度测量装置2.9、烟气出口2.10组成。冷却喷嘴2.6和除雾器2.7均至少布置2层。
 
烟气预冷段1出来的含有液态水的烟气在烟气进口2.4处由于离心力的作用,液滴会冲击到弯管壁面外侧,凝并下落至底部冷凝水池2.1,实现烟气-水滴的初步净化分离。烟气经烟气分布器2.5均布后,烟气速度降至0.5~2.5m/s向上流动,与从冷却喷嘴2.6出来的冷却水进行热交换,烟气中的饱和水蒸气降温冷凝析出,经过除雾器2.7去除烟气中的机械水,出除雾器2.7的烟气机械水含量≤75mg/m3,经过喷淋冷凝塔2上部收缩的烟气出口2.10进行排放。
 
冷凝水经冷凝水出口2.3进入冷凝水泵5加压,输送至冷却塔3进行冷却,冷却水受重力作用下落至冷却水池4作为冷却循环水进行使用。
 
循环水系统由冷凝水泵5、冷却水泵6和控制系统7组成。
 
排烟温度设置:根据环境温度不同,夏季排烟温度设定为35~40℃,冬季排烟温度设定为30℃。冷却塔冷却水温设定不高于33℃。
 
当温度测量装置2.9的烟气温度超过设定温度时,增加冷却喷嘴2.6的供水量;当温度测量装置2.9的烟气温度低于设定温度时,减少冷却喷嘴2.6的供水量。
 
冷却塔3通常由多个单体冷却塔组合并联而成,冷却塔3的风机在夏季额定负荷运行,环境温度较低时,风机可以开部分或者在较低负荷下运行。
 
实施例2
 
如图3,工作原理与实施例1相同,该实施例由供暖热用户取代冷却塔3。在冬季,厂区需要采暖时,通过合理控制喷水量,保证冷凝水池2.1水温在45~50℃时,该冷凝水可以用于局部采暖使用,经过热用户交换后,水温降至25℃左右,再次由冷却喷嘴2.6喷入喷淋冷凝塔2内,循环使用。当冷量不足时,开启冷却循环水泵6,将冷却水池4中的冷却水一起泵入冷却喷嘴2.6,保证烟气出口温度在设定范围内。
 
实施例3
 
如图4,工作原理与实施例1相同,该实施例由空气换热器1.2取代预冷喷嘴1.1。当烟气含尘量低于30mg/m3且烟气中腐蚀性气体含量较低时,可以将空气换热器1.2置于烟气预冷段1内,在烟气预冷段1管道直径不足时可对其进行改造,方便空气换热器1.2布置,空气经空气换热器1.2后升温10℃左右,空气的体积流量为烟气流量的1倍以上,经过升温的空气混合喷淋冷凝塔2上部,与冷凝后的烟气混合后进行排放,该种方式可以将冷凝烟气的含湿量进一步降低,保证排气时完全消除“白雾”。
 
以上,仅为本发明的较佳实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。


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