[发明专利]一种脱硫烟气冷凝提水设备及其提水工艺

说明书

技术领域

本发明涉及从湿法脱硫饱和净烟气中回收水分的技术领域，尤其涉及一种脱硫烟气冷凝提水设备。

背景技术

湿法脱硫工艺以其脱硫效率高，运行成本低，技术成熟，运行操作简单等优势在烟气脱硫净化处理领域中占据绝对主导地位。在国内烟气脱硫净化领域中约占到95％以上，在烟气超低排放治理领域中占到99％以上。

湿法脱硫系统出口烟气为饱和或过饱和状态，烟气温度为50～55℃，其中水蒸气占12～18％。湿法脱硫系统是电厂中的用水大户，以百万机组为例，脱硫蒸发水量约为100t/h。

高温饱和净烟气携带大量的水蒸气以及液滴，消耗了大量的脱硫补水。湿法脱硫水耗过大和水资源匮乏的矛盾已日益显现，在贫水地区，尤其突出。在当前水资源日益宝贵的形势下，急需一种脱硫烟气冷凝提水设备，以降低发电水耗，满足工业生产用水的巨大需求。

随着环保意识的增强和节水、节能要求的升级，“分类分质用水、循环利用”成为燃煤电厂的必然选择。2015年印发的《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》中，要求火电厂在紧盯降低大气污染排放浓度的同时，也必须更加重视深度节水和废水零排放工作。2015年9月出台的“水十条”，对水资源利用更驱严格，要求火电行业促进再生水利用，控制用水总量，提高用水效益，因此，降低燃煤电厂的发电水耗，对脱硫烟气中的水分进行回收已是大势所趋。

为了从高温饱和净烟气中回收水分，必须对烟气进行降温冷凝，通常采用的方法为直接换热法和间接换热法。直接换热法在烟气冷凝塔中直接向烟气中喷水降温冷凝，回收烟气中水分。烟气冷凝水与循环冷却水经收集后一同进入干式空冷器，降温后再循环利用。该方法占地大，设备多，循环冷却水先与烟气换热，再在干式空冷器中与空气换热，历经二次气-水换热。间接换热法利用间壁换热器对烟气进行降温冷凝。某公司通过循环泵用江河水对烟气降温冷凝，收水效果明显，每小时可回收水分约50吨。但该项目不具有普适性，且换热后的江河水直排，热污染对河流的生态势必造成一定影响，还存在着一定的环境风险。

如何更加高效地与烟气进行换热，如何获得大量廉价的冷却介质，成为对烟气冷凝提水的关键。热管(Heat Pipe)是一种具有高导热性能的传热元件，1944年由美国人高格勒发现。六十年代初，首先成功应用于宇航技术，之后引起了各国学者的极大兴趣和重视。热管换热器由于其具有传热效率高、结构紧凑、压力损失小、有利于控制露点腐蚀等优点，目前广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械、电子等行业中；水作为传统的冷却介质现阶段已遭到严重的挑战，尤其在北方缺水地区，已逐渐被空气冷却所代替。目前空气冷却器的经济性已大大提高，与水冷却器相比，不仅维护费用低廉，且具有更长的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脱硫烟气冷凝提水设备，包括设备壳体6和热管5；所述热管5包括置于所述壳体6外的冷侧部分和容纳在所述壳体6内的热侧部分，热管内的工作介质在热侧部分和冷侧部分之间循环传热；所述设备壳体6上游连接湿法脱硫系统1，下游连接烟囱3。

进一步地，所述热管5采用热虹吸管，管内工作介质的充液量65％。

进一步地，所述工作介质为水、氨、R22、R134a、酒精或丙酮。

进一步地，所述热管热侧部分的材质可选择镍基合金2205、2507或钛材，冷侧部分的材质可选择普通碳钢。

进一步地，所述壳体6与烟囱3之间设置烟气复热器4。

进一步地，所述热管形状可为管状、板状或采用分离式热管元件。

进一步地，所述热管5叉排排布，所述冷侧部分可采用翅片管或螺纹管结构。

进一步地，所述热管5与设备壳体6之间采用密封圈或锥面线密封。

本发明的目的还在于，提供一种采用前述脱硫烟气冷凝提水设备的提水工艺，依次包括以下步骤：步骤1，将湿法脱硫系统1的湿法脱硫饱和净烟气引入所述脱硫烟气冷凝提水设备的壳体6中；步骤2，所述饱和净烟气与所述热管5内循环在热侧部分和冷侧部分之间的工作介质间壁换热，使其降温冷凝形成低温饱和净烟气和烟气冷凝水；步骤3，所述低温饱和净烟气通过所述烟囱3排放，所述烟气冷凝水经收集后作为脱硫系统工艺水补水，回用于脱硫系统；步骤4，所述热管5将冷凝释放热量经冷侧部分传递至大气中。

所述提水工艺中，进一步地，所述冷侧部分选用空气作为冷却介质。