烟气处理循环回用系统及其回用方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010553284.2 (22)申请日 2020.06.17 (71)申请人 京能 （锡林郭勒） 发电有限公司 地址 010000 内蒙古自治区锡林郭勒盟西 乌珠穆沁旗巴拉嘎尔高勒镇乌珠穆沁 街创业大厦14楼1409号 (72)发明人 刘春晓于沛东修立杰李瑞东 陈永高志佳吴建海贾永会 孙涛赵侠李树华郑金贵 杨兴元 (74)专利代理机构 烟台上禾知识产权代理事务 所(普通合伙) 37234 代理人 苏红红 (51)Int.Cl. F23J 15/06(2006.01) F23。

2、L 15/04(2006.01) F28B 1/02(2006.01) F28B 9/08(2006.01) B01D 5/00(2006.01) B01D 53/00(2006.01) (54)发明名称 一种烟气处理循环回用系统及其回用方法 (57)摘要 本发明涉及一种烟气处理循环回用系统及 其回用方法， 包括锅炉、 脱硫塔、 净化冷凝器和新 风冷却器； 所述锅炉的空气入口与送风机连接， 所述锅炉的烟气出口与脱硫塔的入口连接； 所述 净化冷凝器的烟气侧入口通过管道与脱硫塔的 出口连接； 所述净化冷凝器的排液口与冷凝水蓄 水箱； 所述新风冷却器的冷媒侧出口与净化冷凝 器的入口连接， 所述新风冷。

3、却器的冷媒侧入口通 过循环泵与净化冷凝器的出口连接； 所述新风冷 却器的空气侧入口与大气环境连接， 所述新风冷 却器的空气侧出口与所述锅炉的送风机连接。 本 发明还包括其回用方法。 本发明既回收了大量生 产用水， 又提高了锅炉效率， 同时解决了设备冻 结问题。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 111594865 A 2020.08.28 CN 111594865 A 1.一种烟气处理循环回用系统， 其特征在于， 包括锅炉(1)、 脱硫塔(6)、 净化冷凝器(8) 和新风冷却器(10)； 所述锅炉(1)的空气入口与送风机(12)连接， 所述锅炉(1)的烟气出口与脱硫塔(6)的 入口连。

4、接； 所述净化冷凝器(8)的烟气侧入口通过管道与脱硫塔(6)的出口连接； 所述新风冷却器(10)的冷媒侧出口与净化冷凝器(8)的入口连接， 所述新风冷却器 (10)的冷媒侧入口通过循环泵(9)与净化冷凝器(8)的出口连接； 所述新风冷却器(10)的空 气侧入口与大气环境连接， 所述新风冷却器的空气侧出口与所述锅炉(1)的送风机(12)连 接。 2.根据权利要求1所述的烟气处理循环回用系统， 其特征在于， 所述新风冷却器(10)设 置在所述送风机(12)的入口管道内。 3.根据权利要求2所述的烟气处理循环回用系统， 其特征在于， 所述新风冷却器(10)与 送风机(12)通过导流罩(12-2)连接。

5、。 4.根据权利要求2所述的烟气处理循环回用系统， 其特征在于， 所述新风冷却器(10)的 空气侧入口设有防雨导流罩(12-1)。 5.根据权利要求1所述的烟气处理循环回用系统， 其特征在于， 所述新风冷却器(10)为 翅片式表面换热器或管箱式表面换热器。 6.根据权利要求1所述的烟气处理循环回用系统， 其特征在于， 所述锅炉(1)与脱硫塔 (6)之间设有烟冷器(13)， 所述烟冷器(13)内设有循环液体。 7.根据权利要求6所述的烟气处理循环回用系统， 其特征在于， 所述烟冷器(13)通过管 道与暖风器(14)连接， 所述暖风器(14)设置在送风机(12)和锅炉(1)空气入口之间。 8.根据。

6、权利要求1所述的烟气处理循环回用系统， 其特征在于， 所述净化冷凝器(8)与 脱硫塔(6)为分体式。 9.根据权利要求1所述的烟气处理循环回用系统， 其特征在于， 所述净化冷凝器(8)的 排液口与冷凝水蓄水箱(11)连接。 10.根据权利要求19任一权利要求所述的烟气处理循环回用系统的回用方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1:所述锅炉(1)排出的烟气经过烟冷器(13)冷却后进入脱硫塔(6)； S2:所述脱硫塔(6)排出的烟气进入净化冷凝器(8)冷却后， 形成烟气冷凝水， 所述烟气 冷凝水进入冷凝水蓄水箱(11)内； S3:所述送风机(12)入口的低温冷源风经过新风冷却器(10)的预热形。

7、成常温新风； S4:所述常温新风经过烟冷器(13)和暖风器(14)的循环回路形成预热空气， 所述预热 空气进入锅炉(1)内。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111594865 A 2 一种烟气处理循环回用系统及其回用方法 技术领域 0001 本发明涉及废气处理技术领域， 具体涉及一种烟气处理循环回用系统及其回用方 法。 背景技术 0002 在废气处理技术领域， 国内外现有技术主流是进行常规污染物和非常规污染物的 净化处理,已经得到广泛应用。 以石灰石-石膏湿法脱硫为例， 火力发电企业、 化工企业、 金 属冶炼企业普遍采用石灰石-石膏湿法脱硫技术进行烟气净化处理， 该技术工艺成熟可靠， 已经。

8、普遍达到90以上的脱硫效率， 大部分火电厂已使二氧化硫排放浓度达到超低标准。 但是经环保处理后的废气如何回收利用， 目前仍处于研究试验阶段。 对于经湿法脱硫处理 后的净烟气， 国内外大部分工厂直接排向大气环境， 还未形成进一步规模化利用产业。 而另 一方面， 湿法脱硫的水资源消耗已经成为日益突出的问题， 受其工艺特点影响， 高温烟气在 脱硫处理过程中携带了大量饱和水蒸汽以及液滴， 造成了大量水资源消耗。 一般一台600MW 等级的火力发电机组湿法脱硫每小时取水量达80吨等级， 每年两台600MW等级的火力发电 机组取水量达200万吨等级。 在贫水地区， 这种水消耗与水资源匮乏的矛盾尤其突出。 。

9、0003 回收脱硫后的烟气进行处理， 进一步提取再生水并充分利用余热是本专利研究的 方向。 0004 在极寒地区进行烟气处理存在更多的技术难题， 以内蒙古锡林郭勒盟为例， 当地 年均气温仅为1.5， 无霜期仅108天， 冬长夏短的气候中最低气温达-42， 严重影响热力 循环系统的可靠运行。 对于本发明所涉及的突出的问题是， 当选用循环水作为媒介时， 易发 生换热器冻结、 设备损坏等问题。 发明内容 0005 本发明针对现有技术中湿法脱硫造成水资源大量浪费， 极寒天气造成冷源设备冻 结无法正常使用的问题， 提供一种烟气处理循环回用系统及其回用方法。 0006 本发明解决上述技术问题的技术方案如下。

10、： 一种烟气处理循环回用系统， 包括锅 炉、 脱硫塔、 净化冷凝器和新风冷却器； 0007 所述锅炉的空气入口与送风机连接， 所述锅炉的烟气出口与脱硫塔的入口连接； 0008 所述净化冷凝器的烟气侧入口通过管道与脱硫塔的出口连接； 0009 所述新风冷却器的冷媒侧出口与净化冷凝器的入口连接， 所述新风冷却器的冷媒 侧入口通过循环泵与净化冷凝器的出口连接； 所述新风冷却器的空气侧入口与大气环境连 接， 所述新风冷却器的空气侧出口与所述锅炉的送风机连接。 0010 本发明的有益效果是： 本发明通过将净化冷凝器与新风冷却器连接， 利用新风冷 却器内冷媒对净化冷凝器内的烟气进行冷却， 形成冷凝水， 回。

11、收大量的生产用水， 显著节约 水资源； 同时通过烟气对新风冷却器内的冷媒进行加热， 既实现了对风机入口的冷源空气 进行加热， 提高进入锅炉内的空气温度， 使锅炉效率得到提高； 又提高了新风冷却器的温 说明书 1/4 页 3 CN 111594865 A 3 度， 从而解决设备冻结的问题。 0011 在上述技术方案的基础上， 本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性， 还可 以对上述的技术方案作出如下的改进： 0012 进一步， 所述新风冷却器设置在所述送风机的入口管道内。 0013 采用上述进一步技术方案的有益效果是： 通过将新风冷却器设置在送风机的入口 管道内， 既能对进入送风机的空气进行预。

12、热， 同时无需单独配置强制通风机， 节约了整体系 统的体积和使用成本。 0014 进一步， 所述新风冷却器与送风机通过导流罩连接。 0015 采用上述进一步技术方案的有益效果是： 通过设置导流风罩实现对进风的导流作 用， 同时增加了对低温冷源风的加热效果。 0016 进一步， 所述新风冷却器的空气侧入口设有防雨导流罩。 0017 采用上述进一步技术方案的有益效果是： 通过设置防雨导流罩， 可避免水进入新 风冷却器内， 提高新风冷却器的使用寿命。 0018 进一步， 所述新风冷却器为翅片式表面换热器或管箱式表面换热器。 0019 采用上述进一步技术方案的有益效果是： 可根据需要选择不同的新风冷却。

13、器的结 构， 从而提高该系统的通用性。 0020 进一步， 所述锅炉与脱硫塔之间设有烟冷器， 所述烟冷器内设有循环液体。 0021 采用上述进一步技术方案的有益效果是： 通过在锅炉与脱硫塔之间设置烟冷器， 既能实现对锅炉排出的烟气进行冷却， 同时实现对烟冷器内的循环液体进行加热。 0022 进一步， 所述烟冷器通过管道与暖风器连接， 所述暖风器设置在送风机和锅炉空 气入口之间。 0023 采用上述进一步技术方案的有益效果是： 通过将烟冷器与暖风器连接， 使烟冷器 内的循环液体进入暖风器内， 并利用暖风器对进入送风机的常温新风进行加热， 提高进入 锅炉内的空气温度， 从而提高锅炉的效率， 节约成。

14、本。 0024 进一步， 所述净化冷凝器与脱硫塔为分体式。 0025 采用上述进一步技术方案的有益效果是： 通过将净化冷凝器与脱硫塔设置为分体 式， 可提高安装的灵活性。 0026 进一步， 所述净化冷凝器的排液口与冷凝水蓄水箱连接。 0027 采用上述进一步技术方案的有益效果是： 通过冷凝水蓄水箱实现冷凝水的收集， 节约水资源。 0028 进一步， 本发明还包括烟气处理循环回用系统的回用方法， 包括以下步骤： 0029 S1:所述锅炉排出的烟气经过烟冷器冷却后进入脱硫塔； 0030 S2:所述脱硫塔排出的烟气进入净化冷凝器冷却后， 形成烟气冷凝水， 所述烟气冷 凝水进入冷凝水蓄水箱内； 00。

15、31 S3:所述送风机入口的低温冷源风经过新风冷却器的预热形成常温新风； 0032 S4:所述常温新风经过烟冷器和暖风器的循环回路加热形成预热空气， 所述预热 空气进入锅炉内。 0033 采用以上回用方法的有益效果是： 通过对锅炉排出的烟气进行两级冷却， 形成烟 气冷凝水， 从而实现对冷凝水的回收利用， 节约水资源； 通过将锅炉的进风经过新风冷却器 说明书 2/4 页 4 CN 111594865 A 4 和烟冷器与暖风器循环回路的两级加热， 提高了进入锅炉的空气温度， 从而提高了锅炉系 统的效率。 附图说明 0034 图1为本发明烟气处理循环回用系统的结构示意图； 0035 图2为新风冷却器。

16、为翅片管式新风冷却器安装示意图； 0036 图3为新风冷却器为管箱式新风冷却器的安装示意图。 0037 附图标记记录如下： 锅炉1， 磨煤机2， 空气预热器3， 电除尘器4， 引风机5， 脱硫塔6， 烟囱7， 净化冷凝器8， 循环泵9， 新风冷却器10， 冷凝水蓄水箱11， 送风机12， 防雨导流罩12- 1， 导流罩12-2， 烟冷器13， 暖风器14， 脱硝系统15。 具体实施方式 0038 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述， 所举实例只用于解释本发明， 并 非用于限定本发明的范围。 0039 如图1至图3所示， 一种烟气处理循环回用系统， 包括锅炉1、 脱硫塔6、 净化冷凝器8 。

17、和新风冷却器10； 0040 所述锅炉1的空气入口与送风机12连接， 所述锅炉1的烟气出口与脱硫塔6的入口 连接； 0041 所述净化冷凝器8的烟气侧入口通过管道与脱硫塔6的出口连接， 所述净化冷凝器 8的烟气侧出口通过管道与烟囱7连接； 所述净化冷凝器8的排液口与冷凝水蓄水箱11连接； 0042 所述新风冷却器10的冷媒侧出口与净化冷凝器8的入口连接， 所述新风冷却器10 的冷媒侧入口通过循环泵9与净化冷凝器8的出口连接， 形成低温冷媒循环回路， 所述冷媒 为防冻液； 所述新风冷却器10的空气侧入口与大气环境连接， 所述新风冷却器的空气侧出 口与所述锅炉1的送风机12连接。 0043 所述锅。

18、炉1与脱硫塔6之间设有脱硫系统15和除尘器4， 锅炉1与磨煤机2连接。 0044 以660MW火电机组为例， 褐煤锅炉1燃烧排出的烟气温度为142160， 烟气经 过脱硝系统15、 烟冷器13、 除尘器4、 脱硫塔6处理后进入净化冷凝器8， 所述净化冷凝器8为 表面式净化冷凝器， 此时烟气脱硝、 除尘、 脱硫、 换热后的湿饱和烟气温度为55， 在净化冷 凝器8内， 湿饱和烟气被低温防冻液冷媒通过盘管冷却， 烟气温度降低至48-49， 烟气冷 凝水产生量为77吨/时； 此过程中， 低温防冻液冷媒在净化冷凝器8的盘管内被烟气加热， 低 温防冻液冷媒由-200升高至2010。 升温后的循环防冻液在锅。

19、炉1的送风机12 入口风道内的新风冷却器内的被送风机12吸入的冷源空气再次冷却降温， 同时进入锅炉的 新风也被加热升温， 过程中回收烟气热能功率达45MW。 0045 所述新风冷却器10中， 2010的防冻液冷媒被锅炉1的送风机12入口-40 -20的冷源空气冷却， 温度降低至-200， 同时送风机12送入锅炉1的新风空气也 被加热， 温度由外界冷源的-40-20升高至-200。 0046 所述新风冷却器10设置在所述送风机12的入口管道内。 0047 述新风冷却器10与送风机12通过导流罩12-2连接。 0048 所述新风冷却器10的空气侧入口设有防雨导流罩12-1。 说明书 3/4 页 5。

20、 CN 111594865 A 5 0049 所述新风冷却器10为翅片式表面换热器或管箱式表面换热器。 可根据冷却烟气的 需要， 将新风冷却器10设置为并联的2个， 从而提高冷却效果。 0050 所述锅炉1与脱硫塔6之间设有烟冷器13， 所述烟冷器13内设有循环液体。 所述循 环液体为水， 也可为其它液体， 在此不作限制。 0051 所述烟冷器13通过管道与暖风器14连接， 所述暖风器14设置在送风机12和锅炉1 空气入口之间。 锅炉1空气管道的回热系统中， 通过单独的循环水进行换热， 锅炉1燃烧排出 的烟气首先在烟冷器13中加热循环水， 烟气温度由142160降低至95105， 同时 循环水。

21、由70被加热至95； 循环水分别在暖风器14内加热空气， 使空气温度由-200 进一步升高至4069， 同时循环水温度由90-95降低至6970。 0052 所述净化冷凝器8与脱硫塔6为分体式。 基于表面式换热原理,所述净化冷凝器8可 以为氟塑料管换热器、 耐腐蚀金属换热器或防腐涂层金属换热器。 0053 本发明的烟气处理循环回用系统包括热能循环回用和冷源循环回用能量流。 所述 热能循环回用和冷源循环回用是在同一循环回路中发生的能量环流。 热能循环回用的方向 是由净化冷凝器8到新风冷却器10， 即锅炉1尾部烟气的热能持续传导到锅炉1入口空气侧； 0054 冷源循环回用的方向是由新风冷却器10到。

22、净化冷凝器8， 即低温冷媒由锅炉1入口 空气侧持续输送到锅炉1尾部烟气侧， 完成烟气的持续净化冷凝， 不断回收冷凝水。 0055 一种烟气处理循环回用系统的回用方法， 包括以下步骤： 0056 S1:所述锅炉1排出的烟气经过烟冷器13冷却后进入脱硫塔6； 0057 S2:所述脱硫塔6排出的烟气进入净化冷凝器8冷却后， 形成烟气冷凝水， 所述烟气 冷凝水进入冷凝水蓄水箱11内； 所述净化冷凝器8内湿饱和烟气温度调整为3843， 相 对于水蒸汽露点的降温幅度为38， 水蒸汽露点为4355。 该系统的产水能力， 对 于电站锅炉单位发电量产水能力为0.13t/MWh0.29t/MWh。 0058 所述。

23、净化冷凝器8表面换热系数调整设置为300.13W/m21006.7W/m2。 0059 所述净化冷凝器8入口端差为57， 出口端差为512。 入口端差指净化 冷凝器8入口烟气温度与相应部位管程内低温防冻液的温度差； 出口端差指净化冷凝器8出 口烟气温度与相应部位管程内低温防冻液的温度差。 所述净化冷凝器8内烟气与低温防冻 液换热结构为顺流换热布置。 0060 S3:所述送风机12入口的低温冷源风经过新风冷却器10的预热形成常温新风； 所 述新风冷却器10内低温防冻液循环冷媒的温度在冬季期可调整为-200， 在极寒温 度-42条件下防冻液冷媒在换热管内维持温度水平为-20， 保持不冻结， 相对于环境温 度的温升变幅为1520。 0061 S4:所述常温新风经过烟冷器13和暖风器14的循环回路形成预热空气， 所述预热 空气进入锅炉1内。 0062 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 111594865 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 111594865 A 7 图3 说明书附图 2/2 页 8 CN 111594865 A 8 。