[实用新型]利用热泵技术为烟气脱白提供冷源并回收烟气余热的结构

说明书

本实用新型一种利用热泵技术为烟气脱白提供冷源并回收烟气余热的结构，烟气连接湿法脱硫塔，湿法脱硫塔连接烟气降温冷却器，烟气降温冷却器连接烟囱；还设有溴化锂吸收式热泵，该溴化锂吸收式热泵两侧具有热泵蒸发器和热泵冷凝器，热泵蒸发器连接烟气降温冷却器，热泵冷凝器连接烟气升温换热器或连接凝结水或热网水；烟气升温换热器设置于烟气降温冷却器和烟囱之间。本实用新型使烟气降温的冷源不再局限于空气(天然冷源)，并且烟气脱白的深度不再受大气温度的制约，且系统简单、场地要求宽松，可以在当前及今后烟气脱白及烟气提水工程中推广采用。采用热泵作为烟气脱白冷源的同时，可以回收烟气余热。

技术领域

本实用新型有关于一种利用热泵技术为烟气脱白提供冷源并回收烟气余热的结构。

背景技术

当前，我国燃煤火电机组普遍采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫后饱和湿烟气一般未经加热直接通过烟囱排入大气。由于环境温度低于烟气温度，烟气中的水蒸气遇冷发生冷凝，在烟囱出口形成雾状水汽，一般为白色，称为“白色烟羽”。有时因天空光照、观察角度等原因发生颜色的细微变化，形成灰色或蓝色等“有色烟羽”。

饱和湿烟气直接排放，虽然SO₂、NO_X、粉尘等主要污染物排放浓度符合国家和地方现行环保法规要求，但依然存在如下主要问题：

1)视觉观感差。会给社会造成误解，以为是烟囱在排放未达标的烟气。

2)造成水资源浪费。湿法脱硫系统耗水已成为燃煤电厂的耗水大户。脱硫塔出口烟温一般在50℃左右，脱硫后烟气中的水蒸气体积含量一般为11％～15％左右。以600MW机组为例，单台机组脱硫耗水量在80t/h左右。

3)湿烟气中依然存在未脱除的酸性气体、可溶性盐及石膏颗粒等细微颗粒物。这些物质会随着烟气排入大气中。

随着社会对大气污染防治工作不断关注及大气污染认知层面的进步，各地方政府先于国家层面相继出台了关于烟气脱白排放的政策法规。

2017年天津市、上海市、浙江省和邯郸市环保局相继出台政策，要求消除有色烟羽和烟气深度治理。

如天津市印发《火电厂大气污染物排放标准(征求意见稿)》。要求火电厂燃煤发电锅炉应采取相应技术降低烟气排放温度和含湿量，通过收集烟气中过饱和水蒸汽中水分的方式，减少污染物排放。具体要求是：非采暖季(4月至10月)，锅炉烟气排放温度最大限值为48℃，含湿量9.5％。采暖季(11月至次年3月)，锅炉烟气排放温度最大限值为45℃，含湿量8.5％。燃煤发电锅炉采取相应技术降低烟气排放温度和含湿量后，可利用余热对烟气再加热。

目前，对脱硫后烟气降温冷凝的技术路线主要分为两大类，一是在湿烟道上设置水冷表面式换热器方案，二是在脱硫塔下游设置喷水塔的混合式换热方案。这两类技术路线的共同特点是均需要低于烟气温度的循环冷却水作为冷源，冷却水与烟气热交换后温度升高，必须通过空气冷却塔降温，以循环使用。此类技术路线在工程实践上存在如下问题。

1)由于间接冷源是循环冷却水，最终冷源是空气，脱白系统除了表面式换热器或混合式换热器外，还要包括循环水系统和空冷塔系统。造成布置复杂，初投资高，运行成本高。

2)由于最终冷源是空气，烟气降温属于二次换热，换热温压受大气温度影响和制约，因此，脱白深度受大气温度影响和制约。

3)烟气降温冷凝过程中释放的能量通过循环水释放到大气中，白白浪费掉。

4)对于在役机组，场地有限，存在循环冷却水布置困难，空冷塔布置场地不足的可能。

以某600MW褐煤锅炉烟气降温冷凝工程为例，其采用喷水塔的混合式换热方案。脱白系统相关性能参数如下：