[发明专利]一种非金属冷凝式烟气处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及化石燃料燃烧后产生的烟气回收处理领域，更具体地，涉及一种非金属冷凝式烟气处理设备。

背景技术

化石燃料燃烧后产生的烟气中往往含有一定的水蒸气及粉尘，特别是对于燃烧褐煤、天然气等燃料的电厂，烟气中水蒸气含量可以高达20％(体积百分比)以上，这种烟气直接排入大气，不仅造成环境污染和热量的损失，也造成水资源的浪费。因此，将化石燃料燃烧后产生的烟气中的水分和热量加以回收并减少粉尘排入大气利用具有良好的经济和社会意义。

常规烟气中水蒸汽回收一般利用气-液换热器将烟气冷却到水蒸汽冷凝点之下，使烟气中水蒸汽冷凝成液态加以回收，而常规烟气回收设备受制于冷源的温度及换热方式，排烟温度至少要高于烟气酸露点10℃以上，而由于烟气中水蒸气的冷凝温度在30～55℃的区间内，且烟气中有酸液析出会造成腐蚀，因此通过传统方式是无法回收的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非金属冷凝式烟气处理设备。

为实现上述目的，本发明的方案是：

一种非金属冷凝式烟气处理设备，其特征在于：所述非金属冷凝式烟气处理设备包括依次互连的氟塑料换热器、冷却介质平衡及加药系统、循环泵和冷却换热器；所述氟塑料换热器与冷却换热器互连形成循环回路；

所述氟塑料换热器由至少1个氟塑料换热器模块组成；所述氟塑料换热器模块包括顶板，管箱换热结构，喷淋系统，冷凝水回收通道，布管系统；所述顶板包括顶板金属件，所述顶板金属件的烟气侧设置有顶板氟塑料衬层，所述管箱换热结构包括管箱，管板，氟塑料换热管，所述管箱在管板处与氟塑料换热管密封连接；所述管箱进水口设置有缓冲板；所述氟塑料换热管为多根呈竖直阵列分布的氟塑料换热管束；所述氟塑料换热管束由布管系统多级固定；所述氟塑料换热管束U型段为至少1U型管束设计；

所述氟塑料换热器用于与烟气实现非接触式换热；

所述冷却介质平衡和加药系统，用于保持冷却介质的pH值；

所述循环泵给所述非金属冷凝式烟气处理设备提供动力，克服循环阻力损失；

所述冷却换热器用于将被氟塑料换热器加热的冷却介质降温，然后循环回氟塑料换热器，实现闭式循环。

发明人发现采用氟塑料换热器能与烟气进行高效地热交换，其氟塑料换热表面不易沾污结垢，且氟塑料换热器耐酸碱性能好。使用本发明的非金属冷凝式烟气处理设备时，当烟气通过烟道进入氟塑料烟气换热器，氟塑料换热器内的低温闭式循环介质和烟气通过换热器管束实现非接触式换热，在烟气温度降低时,靠近换热面区域,烟气中水蒸汽冷凝,实现烟气显热释放和水蒸汽凝结潜热释放,而换热器内的冷却介质吸热而被加热,实现热能回收。凝结水在换热管束表面冷凝析出的同时，烟气中粉尘在冲刷换热管束同时被凝结水吸附捕捉，随凝结水一起被析出，降低了粉尘浓度，达到除尘效果。

发明人还发现将氟塑料换热器模块化，可根据不同需要进行组装，提高非金属冷凝式烟气处理设备的使用效率，以满足更广泛的市场需要。此外，在所述管箱进水口设置缓冲板，可以使进入各换热管的水压基本均衡，换热效果好，结构简单，不会发生换热管局部压力过大而发生冲击破裂现象，延长了换热器的使用寿命。

作为一种优选方案，所述氟塑料换热管束由布管系统多级固定的固定方式为：各级分别采用设置有通孔的氟塑料限位件，使一行/列氟塑料换热管束恰好穿过氟塑料限位件的通孔；所述氟塑料限位件两端固定于卡件固定梁上；所述氟塑料限位件之间设置有定距环；所述卡件固定梁为表面覆盖有氟塑料的金属。

作为一种优选方案，所述氟塑料换热管束由布管系统多级固定的固定方式为：各级分别采用设置有与所述氟塑料换热管束位置和大小对应通孔的氟塑料限位板，使所述氟塑料换热管束穿过氟塑料限位板的通孔；所述氟塑料限位板固定于限位固定档上。

通过布管系统可增大氟塑料换热器的内部空间利用率，提高换热效率。

作为一种优选方案，所述氟塑料换热管束U型段为2U型管束设计。

作为一种更优选方案，所述管箱换热结构为四管箱2U型结构。

四管箱2U型结构可确保换热管束压力和流体均匀分布。

作为一种更优选方案，所述管箱换热结构为三管箱2U型结构。

三管箱2U型结构通过中间两管箱的整合，留出了大型仪表的安装空间，简化了换热器组装过程。

所述氟塑料换热管采用的氟塑料可以是普通的含氟高分子材料。作为一种优选方案，所述氟塑料换热管采用的氟塑料为聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)中的一种或两种。