烟羽治理系统的制作方法

本实用新型属于烟气净化技术领域，涉及一种烟羽治理系统。

背景技术：

我国经济持续高速发展，化石能源消费量逐年增加，空气质量也日益恶化，全国各地雾霾频发。为控制大气污染物的排放，火电行业提出了超低排放标准，要求SO2＜20mg/m³。为实现超低排放标准，绝大部分火电厂采用湿法脱硫方式脱除SO2。但是，采用湿法脱硫方式处理后排出的烟气中仍含有大量饱和水蒸气等气体，当烟气从烟囱中排出后不断扩散降温，冷凝析出大量小液滴，折射散射太阳光线，出现白色烟羽，形成视觉污染。

为此，人们设计了一种烟气冷却冷凝除湿脱污再热消白系统及方法，并申请了中国专利(其申请号为：201811203176.1；其公布号为：CN109045953A)，该消白系统包括烟气深度冷却器、静电除尘器、引风机、脱硫塔、冷源、烟气冷凝换热器、烟气再热器、辅助加热器、7号低加、8号低加和智能调控系统，经过烟气深度冷却器的冷却后排出的烟气依次经过脱硫塔的脱硫处理、烟气冷凝换热器处冷源的冷却、烟气再热器的烟气再加热后从烟囱中排出。在该消白系统中，通过烟气深度冷却器和烟气冷凝换热器的冷却，使得烟气中的液滴析出，降低烟气中的湿度，之后，通过加热烟气使得烟气中的相对湿度降低，进而达到在烟气排出时不会产生烟羽现象。

但是，在上述消白系统中，因脱硫塔处采用湿法脱硫的方式处理烟气，则自脱硫塔送出并进入烟气冷凝换热器的烟气的温度较低，与烟气冷凝换热器中作为冷源的凝结水的温差较小，换热效果不好且烟气的余热利用率较低；另外，烟气再热器处的热源为自烟气深度冷却器处吸收了烟气余热的凝结水，因换热器的换热以及凝结水的输送不可避免地存在热能损耗，吸收了热量的凝结水在输送至烟气再热器处时的温度不高，即便通过辅助加热器加热，其最高温一般也在100摄氏度左右，与待加热的烟气之间的温差较小，难以有效地将排出的烟气加热至较高的温度。

面对该问题，人们容易想到的常规技术手段是增加烟气深度冷却器、烟气冷凝换热器和烟气再热器中管路的数量，从而增加冷源和热源之间的换热面积，进而提高换热效率。但是，该技术手段存在实施成本过高的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种烟羽治理系统，所要解决的技术问题是如何避免烟羽治理系统中因温差小所带来的热能利用率低和实施成本较高的问题

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

烟羽治理系统，包括通过管路依次连通的烟气冷却器、脱硫塔以及烟气加热器，其特征在于，烟羽治理系统还包括连接于所述烟气冷却器和脱硫塔之间的烟气换热器以及用于输送冷源的冷源输送管，所述冷源输送管上自进液端向出液端方向依次具有换热段一以及换热段二，所述换热段一伸入所述烟气换热器内并能与进入所述烟气换热器内的烟气进行热交换，所述换热段二伸入所述烟气冷却器内并能与进入所述烟气冷却器内的烟气进行热交换。

本烟羽治理系统使用时，将冷源输送管与凝结水系统连通，用于引出凝结水系统中低温的凝结水作为冷源，具体地说，可将冷源输送管两端接在凝结水系统中的凝泵和8号低加之间。锅炉处排出的高温烟气送入烟气冷却器后，在烟气冷却器中与温度较低的凝结水进行热交换，由凝结水吸收烟气的余热，烟气温度降低，凝结水的温度上升。自烟气冷却器的出口送出的烟气进入烟气换热器中，再次与低温的凝结水进行热交换，凝结水同样吸收烟气的余热，而烟气的温度再次降低，随着烟气的温度降低，其所含有的水份被析出，降低了烟气的绝对湿度。经过两次降温后的烟气被送入到脱硫塔中进行湿法脱硫，烟气脱硫且其温度再次降低，自脱硫塔出口处送出的烟气被送入到烟气加热器中进行加热，使得烟气温度上升以降低烟气中的相对湿度。自烟气加热器中送出的烟气可从烟囱中排出，此经过两次降温和加热后的烟气排出后不会产生烟羽现象。

在本烟羽治理系统中，烟气在进入脱硫塔之前，分别经过了烟气冷却器和烟气换热器处的两次降温，因烟气温度较高，与冷源之间的温差较大，使得凝结水充分地吸收了烟气的热量，对烟气余热的利用率较高；随着烟气的输送，烟气的温度逐渐降低，即烟气冷却器处的烟气温度高于烟气换热器处的烟气温度，而冷源输送管中的凝结水的反向输送，同样使得烟气冷却器处的凝结水温度高于烟气换热器处的凝结水温度，使得烟气冷却器处的烟气和凝结水的温差以及烟气换热器处的烟气和凝结水的温差保持在适宜的范围内，保证了两处的热交换效率，提高了热能利用率；而凝结水仅用于吸收烟气的余热，使得凝结水的温度上升，减少了8号低加处对凝结水另外进行加热的能耗，降低了能耗。此外，本烟羽治理系统仅需在凝结水系统中拉出一根冷源输送管并在烟气冷却器与脱硫塔之间增设一烟气换热器即可提高热能利用率，结构改造简单，实施成本较低。

在上述的烟羽治理系统中，烟羽治理系统还包括用于供蒸汽输送的换热管，所述换热管部分伸入所述烟气加热器内并能与烟气加热器内的烟气进行热交换。在烟气加热器处，不使用吸收了烟气余热的凝结水进行加热，而使用温度更高的蒸汽，不仅使凝结水保持吸收的热量以降低其被加热时的能耗，又因蒸汽和烟气之间的温差较大，能减少换热管的布置，降低了实施成本。

在上述的烟羽治理系统中，所述冷源输送管还包括与所述换热段一并行设置的备用段一以及与所述换热段二并行设置的备用段二，所述换热段一和备用段一处连接有能使备用段一或换热段一处导通的选择控制件一，所述换热段二和备用段二处连接有能使备用段二或换热段二处导通的选择控制件二。换热段一和备用段一并行，换热段二和备用段二并行，在正常工况下，关闭备用段一和备用段二，使得凝结水经换热段一和换热段二进行换热，当换热段一或者换热段二处发生故障时，可操作选择控制件一或选择控制件二控制相应换热段关闭，开启相应的备用段，可在不影响烟羽治理的情况下对烟羽治理系统进行维修，保证了设备的正常运行。

在上述的烟羽治理系统中，所述换热段一的两端均朝同一侧弯折，所述换热段一的中部伸入上述烟气换热器内，所述选择控制件一包括分别连接于所述换热段一两端以及备用段一上的电动门。自换热段一两端和备用段一上均连接电动门，可保证输送管路切换的有效性，当然，根据不同规格的使用需求，电动门也可替换为其它例如电磁阀等能启闭管路的控制件。

在上述的烟羽治理系统中，烟羽治理系统还包括析出管，所述析出管的一端连通至所述烟气换热器的底部，另一端连通至所述脱硫塔，所述析出管上还连接有用于储存析出液的储水池以及能将储水池中的析出液送入所述脱硫塔的回收泵。经过两次降温后，烟气中的水蒸气会冷凝析出，通过析出管可将烟气中的析出水回收至脱硫塔中重新利用。

在上述的烟羽治理系统中，所述烟气冷却器与烟气换热器之间的管路上还依次连接有除尘器和引风机。通过除尘器去除烟气中的杂质，由引风机将烟气送入到烟气换热器中。

与现有技术相比，本烟羽治理系统具有以下优点：

1、在本烟羽治理系统中，烟气在进入脱硫塔之前，分别经过了烟气冷却器和烟气换热器处的两次降温，因烟气温度较高，与作为冷源的凝结水之间的温差较大，使得凝结水充分地吸收了烟气的热量，对烟气余热的利用率较高；

2、烟气和凝结水的反向输送，使得烟气冷却器处的烟气和凝结水的温差以及烟气换热器处的烟气和凝结水的温差保持在适宜的范围内，保证了两处的热交换效率，提高了热能利用率；

3、凝结水仅用于吸收烟气的余热，使得凝结水的温度上升，减少了8号低加处对凝结水另外进行加热的能耗，降低了能耗；

4、本烟羽治理系统仅需在凝结水系统中拉出一根冷源输送管并在烟气冷却器与脱硫塔之间增设一烟气换热器即可提高热能利用率，结构改造简单，实施成本较低。

附图说明

图1是本烟羽治理系统的原理结构示意图。

图中，1、管路；2、烟气冷却器；3、脱硫塔；4、烟气加热器；5、烟气换热器；6、冷源输送管；7、换热段一；8、换热段二；9、换热管；10、备用段一；11、备用段二；12、选择控制件一；13、选择控制件二；14、析出管；15、储水池；16、回收泵；17、除尘器；18、引风机；19、凝泵。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本烟羽治理系统包括用于输送冷源的冷源输送管6以及通过管路1依次连通的烟气冷却器2、除尘器17、引风机18、烟气换热器5、脱硫塔3和烟气加热器4。

其中，冷源输送管6用于与凝结水系统连通，以引出凝结水系统中低温的凝结水作为冷源，具体地说，可将冷源输送管6两端接在凝结水系统中的凝泵19和8号低加之间。冷源输送管6上自进液端向出液端方向，即自凝泵19向8号低加的输送方向依次具有换热段一7以及换热段二8，所以，冷凝输送管中的凝结水自凝泵19处送出后，依次经过换热段一7、换热段二8和8号低加。换热段一7伸入烟气换热器5内并能使换热段一7内的作为冷源的凝结水与进入烟气换热器5内的烟气进行热交换，换热段二8伸入烟气冷却器2内并能使换热段二8内作为冷源的凝结水与进入烟气冷却器2内的烟气进行热交换。

具体的说，冷源输送管6还包括与换热段一7并行设置的备用段一10以及与换热段二8并行设置的备用段二11，换热段一7和备用段一10处连接有能使备用段一10或换热段一7处导通的选择控制件一12，换热段二8和备用段二11处连接有能使备用段二11或换热段二8处导通的选择控制件二13。

在本实施例中，换热段一7的两端均朝同一侧弯折，使得整个换热段一7弯折后大致呈U型，备用段一10的两端与换热段一7的两端端部连通，换热段一7的中部伸入烟气换热器5内，选择控制件一12包括分别连接于换热段一7两端以及备用段一10上的电动门；换热段二8和备用段二11处的结构与换热段一7和备用段一10处相同。烟羽治理系统还包括用于供蒸汽输送的换热管9，该换热管9两端向同一侧弯折后形成大致呈U型的形状，换热管9的中部伸入烟气加热器4内并能与烟气加热器4内的烟气进行热交换。

此外，烟羽治理系统还包括析出管14，该析出管14的一端连通至烟气换热器5的底部，另一端连通至脱硫塔3，析出管14上还依次连接有用于储存析出液的储水池15以及能将储水池15中的析出液送入脱硫塔3的回收泵16。

本烟羽治理系统使用时，将冷源输送管6与凝结水系统连通，用于引出凝结水系统中低温的凝结水作为冷源。锅炉处排出的高温烟气送入烟气冷却器2后，在烟气冷却器2中通过换热段二8的管壁与换热段二8内温度较低的凝结水进行热交换，由凝结水吸收烟气的余热，烟气温度降低，凝结水的温度上升。

自烟气冷却器2的出口送出的经过一次降温的烟气进入烟气换热器5中，再次通过换热段一7的管壁与低温的凝结水进行热交换，凝结水同样吸收烟气的余热，而烟气的温度再次降低，随着烟气的温度降低，其所含有的水份被析出，降低了烟气的绝对湿度。

降温后，烟气中的水蒸气会冷凝析出，并通过烟气换热器5底部的析出管14将烟气中的析出水储存在储水池15中，再由回收泵16将储水池15中的析出水抽取并输送至脱硫塔3中重新利用。

经过两次降温后的烟气被送入到脱硫塔3中进行湿法脱硫，烟气脱硫且其温度再次降低，自脱硫塔3出口处送出的烟气被送入到烟气加热器4中，通过换热管9的管壁与换热管9内的高温蒸汽进行热交换，使得烟气温度上升以降低烟气中的相对湿度。自烟气加热器4中送出的烟气可从烟囱中排出，此经过两次降温和加热后的烟气排出后不会产生烟羽现象。

在正常工况下，关闭备用段一10和备用段二11，使得凝结水经换热段一7和换热段二8进行换热，当换热段一7或者换热段二8处发生故障时，可操作选择控制件一12或选择控制件二13控制相应换热段关闭，开启相应的备用段，可在不影响烟羽治理的情况下对烟羽治理系统进行维修，保证了设备的正常运行。

在本烟羽治理系统中，冷源输送管6为一段完整不分离的管道，换热段一7和换热段二8均为该冷源输送管6的一部分，冷源输送管6内的凝结水仅用于吸收高温烟气的余热，并不用于加温烟气。

烟气在进入脱硫塔3之前，分别经过了烟气冷却器2和烟气换热器5处的两次降温，因烟气温度较高，与作为冷源的凝结水之间的温差较大，使得凝结水充分地吸收了烟气的热量，对烟气余热的利用率较高；随着烟气的输送，烟气的温度逐渐降低，即烟气冷却器2处的烟气温度高于烟气换热器5处的烟气温度，而冷源输送管6中的凝结水的反向输送，同样使得烟气冷却器2处的凝结水温度高于烟气换热器5处的凝结水温度，使得烟气冷却器2处的烟气和凝结水的温差以及烟气换热器5处的烟气和凝结水的温差保持在适宜的范围内，保证了两处的热交换效率，提高了热能利用率；而凝结水仅用于吸收烟气的余热，使得凝结水的温度上升，减少了8号低加处对凝结水另外进行加热的能耗，降低了能耗。此外，本烟羽治理系统仅需在凝结水系统中拉出一根冷源输送管6并在烟气冷却器2与脱硫塔3之间增设一烟气换热器5即可提高热能利用率，结构改造简单，实施成本较低。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。