一种湿法烟气脱硫深度消白系统论文和设计-谢芳

全文摘要

本实用新型公开了一种湿法烟气脱硫深度消白系统，所述系统由脱硫塔、热量交换和集水装置等三大部分组成；原烟气经换热降温后进入吸收塔，从下往上依次经历脱硫、降温和除雾过程，从吸收塔出口经加热器升温后至烟囱排出。其中，烟气降温主要由冷凝混合管换热和冷却浆液喷淋来实现，降温后的析出水和除雾器冲洗水通过集水廊道进行回收再利用。相对于传统方案，本系统解决了烟气降温析水导致的水平衡破坏问题，具有较好的推广应用前景。

主设计要求

1.一种湿法烟气脱硫深度消白系统，其特征在于，它包括：吸收塔(1)、冷凝混合管(2)、喷淋层(3)、第一除雾器层(4)、集水廊道(5)、除雾器喷淋层(6)、第一浆液循环泵(7)、浆液冷却器(8)、除雾器冲洗水箱(9)、冷水塔(10)、烟囱(11)、冷却器(12)、加热器(13)、第二除雾器层(14)和第二浆液循环泵(15)；其中，冷却器(12)的气相出口与吸收塔(1)的底部入口连接，吸收塔(1)内部从下往上依次布置冷凝混合管(2)、喷淋层(3)、第一除雾器层(4)、集水廊道(5)、除雾器喷淋层(6)、第二除雾器层(14)，吸收塔(1)的顶部出口与加热器(13)的气相入口连接，加热器(13)的气相出口与烟囱(11)连接；加热器(13)的热媒出口与冷却器(12)的冷媒入口相连,加热器(13)的热媒入口与冷却器(12)的冷媒出口相连；吸收塔底部连接第一浆液循环泵(7)和第二浆液循环泵(15)，第二浆液循环泵(15)的出口与喷淋层(3)的下端喷淋管连接，第一浆液循环泵(7)的出口与浆液冷却器(8)的浆液入口连接，浆液冷却器(8)的浆液出口与喷淋层(3)的顶层喷淋管连接，浆液冷却器(8)的冷媒出口与冷水塔(10)的入口相连，冷水塔(10)的出口分别与浆液冷却器(8)的冷媒入口和冷凝混合管(2)的入口相连，冷凝混合管(2)的出口与除雾器冲洗水箱(9)的入口连接，除雾器冲洗水箱(9)的入口与集水廊道(5)的中心通道连接，除雾器冲洗水箱(9)的上部出口与除雾器喷淋层(6)连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述湿法烟气脱硫深度消白系统，其特征在于，所述冷凝混合管(2)是空心圆管，内部通入冷媒水。

3.根据权利要求1所述湿法烟气脱硫深度消白系统，其特征在于，所述集水廊道(5)由U形板材焊接而成，互相连通呈井格形状。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及燃煤烟气深度治理领域，尤其涉及一种烟气脱硫深度消白系统。

背景技术

湿法脱硫后的饱和湿烟气经烟囱排放后，由于环境温度低，烟气中水蒸气发生冷凝，在烟囱出口形成雾状水汽，一般为白色，称为“白色烟羽”。白烟不仅造成视觉冲击，影响城市形象，而且会携带超细粉尘颗粒物、溶解盐等各种污染物，形成气溶胶影响大气环境。随着国家环保政策越来越严格，尤其是针对湿法脱硫烟囱排放的白烟问题，各地陆续出台了一系列的消白要求。

根据白烟产生的原理，现阶段消白技术主要包括以下路线：一是将脱硫后烟气进行直接加热，提高烟气中的相对含湿量和抬升高度，减少白烟产生；二是对湿烟气进行降温冷凝，析出一部分饱和水，降低烟气中的绝对含湿量，从而减少白烟产生。对于加热消白的方法，若环境温度太低，仍然存在白烟现象，处理效果受环境温度影响；对于降温消白方法，通过降温析出饱和水，消白效果较好，但是饱和水析出会破坏系统水平衡。以300MW机组为例，采用浆液冷却消白后，脱硫塔的蒸发水量较消白改造之前减少了20％左右，严重影响了脱硫系统的水平衡。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有湿法脱硫烟气消白技术的不足之处，提供一种湿法烟气脱硫深度消白系统，既能满足烟气消白，又能实现湿法脱硫系统的水平衡，达到节能节水的多重功效。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种湿法烟气脱硫深度消白系统，它包括吸收塔、冷凝混合管、喷淋层、除雾器层、集水廊道、除雾器喷淋层、浆液循环泵、浆液冷却器、除雾器冲洗水箱、冷水塔、烟囱、冷却器和加热器。冷却器气相入口连接原烟气管道，冷却器气相出口与吸收塔底部入口连接，吸收塔内部从下往上依次布置冷凝混合管、喷淋层、除雾器层、集水廊道、除雾器喷淋层，吸收塔顶部出口与加热器气相入口连接，加热器气相出口与烟囱连接；加热器热媒出入口分别与冷却器冷媒出入口相连，形成热量循环。吸收塔底部另一侧连接浆液循环泵，部分浆液循环泵出口与喷淋层下端喷淋管连接，另一部分浆液循环泵出口与浆液冷却器的浆液入口连接，浆液冷却器的浆液出口与喷淋层顶层(一层或多层)喷淋管连接，浆液冷却器冷媒出入口分别与冷水塔相连，形成冷媒循环；冷凝混合管入口与冷水塔出口连接，冷凝混合管出口与除雾器冲洗水箱入口连接，除雾器冲洗水箱入口还与集水廊道连接，除雾器冲洗水箱上部出口与除雾器喷淋层连接，作为除雾器冲洗水。

其中，冷凝混合管是空心圆管，内部通入冷媒水，实现与烟气的换热降温。

集水廊道由U形板材焊接而成，互相连通呈井格形状，集水廊道的底部宽度、高度和覆盖率根据系统整体水平衡量来确定，并且中心通道的宽度为其他通道的2倍。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的烟气深度脱硫消白系统，通过冷凝混合管和浆液冷却喷淋的双重作用，实现烟气降温析出饱和水，消除白烟，并且降低传统浆液冷却单独作用时的能耗；另外，利用集液廊道收集除雾器喷淋水和烟气析出水，解决烟气冷凝消白导致的水平衡问题，并且阻力小于传统集液盘装置。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种湿法烟气脱硫深度消白系统的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图2的B处局部放大示意图；

图中，吸收塔1、冷凝混合管2、喷淋层3、第一除雾器层4、集水廊道5、除雾器喷淋层6、第一浆液循环泵7、浆液冷却器8、除雾器冲洗水箱9、冷水塔10、烟囱11、冷却器12、加热器13、第二除雾器层14、第二浆液循环泵15、中心通道16。

具体实施方式

如图1所示，冷却器12的气相入口连接原烟气管道，冷却器12的气相出口与吸收塔1的底部入口连接，吸收塔1内部从下往上依次布置冷凝混合管2、喷淋层3、第一除雾器层4、集水廊道5、除雾器喷淋层6、第二除雾器层14，吸收塔1的顶部出口与加热器13的气相入口连接，加热器13的气相出口与烟囱11连接；加热器13的热媒出入口分别与冷却器12的冷媒出入口相连，形成热量循环。吸收塔底部另一侧连接第一浆液循环泵7和第二浆液循环泵15，第二浆液循环泵15的出口与喷淋层3的下端喷淋管连接，第一浆液循环泵7的出口与浆液冷却器8的浆液入口连接，浆液冷却器8的浆液出口与喷淋层3的顶层(一层或多层)喷淋管连接，浆液冷却器8的冷媒出入口分别与冷水塔10出入口相连，形成冷媒循环；冷凝混合管2的入口与冷水塔10的出口连接，冷凝混合管2的出口与除雾器冲洗水箱9的入口连接，除雾器冲洗水箱9的入口还与集水廊道5的中心通道连接，除雾器冲洗水箱9的上部出口与除雾器喷淋层6连接，提供除雾器喷淋的水源。

冷凝混合管2是空心圆管，内部通入冷媒水，实现与烟气的换热降温。

如图2所示，集水廊道5由图3所示的U形板材焊接而成，互相连通呈井格形状，除雾器喷淋水和烟气析出水落在集水廊道5内被收集并排至除雾器冲洗水箱9，未被集水廊道5覆盖的区域供烟气流通，既解决了由于烟气降温冷凝析出饱和水造成的水平衡问题，又减小了传统集液装置产生的阻力。其中，集水廊道5的底部宽度、高度和覆盖率根据系统整体水平衡量来确定，并且中心通道16的宽度为其他通道的2倍，以便收集水顺利流出。

本实用新型的工作过程如下：原烟气经过冷却器12与冷媒介质发生热量交换后降温，降温后的烟气进入吸收塔1，然后依次流经冷凝混合管2、喷淋层3、第一除雾器层4、集水廊道5、除雾器喷淋层6、第二除雾器层14，经过脱硫、降温析水、除雾后的净烟气从吸收塔1的顶部出口流出。从吸收塔1顶部流出的净烟气进入加热器13进行加热升温，热量在冷却器12和加热器13之间实现循环利用，升温后的烟气变为不饱和状态，通过烟囱11排入大气，减少白烟的出现，实现消白。

脱硫浆液在吸收塔1的底部经第一循环浆液泵7和第二循环浆液泵15送至喷淋层3，喷淋后的浆液与烟气逆向接触实现SO_{2<\/sub>的脱除。其中，第二循环浆液泵15的出口浆液直接送至喷淋层3的下端喷淋管，而循环浆液泵7的出口浆液进入浆液冷却器8，通过与冷媒水的换热而降温，降温后的浆液送至喷淋层3的顶层(一层或多层)喷淋管，与烟气接触时既能增加SO_{2<\/sub>的吸收率，还能降低烟气温度，析出部分饱和水，有利于后续烟气消白。}}

浆液冷却器8的冷媒水来自冷却塔10，实现循环利用。冷凝混合管2的冷水来自冷却塔10，经烟气换热后流入除雾器冲洗水箱9；集水廊道5收集的水也进入除雾器冲洗水箱9；除雾器冲洗水箱9作为除雾器冲洗的水源，与除雾器喷淋层6连接，实现脱硫系统的节水和平衡。

本实用新型通过换热和冷却设计，实现热量的回收和利用。本系统对除雾器喷淋水和塔内烟气析出水进行收集和利用，解决了传统消白引起的水平衡问题，具有较好的推广应用前景。

设计图

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