[实用新型]烟气水分回收、烟气净化和余热利用联合系统装置

说明书

本实用新型公开了一种烟气水分回收、烟气净化和余热利用联合系统装置。本实用新型包括冷凝换热管、声波凝聚器、微细雾滴分离器、冷凝分离器烟道、冷凝水储箱、压缩机、热泵、冷凝剂缓冲罐。本实用新型装置布置于脱硫后烟道中，利用低沸点冷凝剂冷却烟气，使脱硫出口饱和烟气中的水分凝结并分离，实现烟气中水分的高效回收；利用声波凝聚技术使微细雾滴和微细颗粒污染物凝聚成大颗粒，使用微细雾滴分离器进行气液进一步高效分离，从而高效脱水并同步脱除烟气中的微细颗粒污染物；利用热泵实现冷凝剂循环，并实现烟气余热的有效回收利用。

技术领域

本实用新型属于节能环保技术领域，涉及一种烟气水分回收、烟气净化和余热利用联合系统装置。

背景技术

燃煤锅炉尾部烟气中含有大量水分，在脱硫出口约50℃烟温条件下接近甚至已达到饱和状态，再者烟气进入脱硫塔被脱硫浆液混合冷却时也会导致脱硫浆液水分蒸发，因此我国绝大多数燃煤电厂脱硫系统出口烟气中的水处于饱和甚至过饱和状态。如果能将电厂烟气中水分回收并进行资源化利用，对于缺水地区建设燃煤机组或者沿海地区火电机组降低用水成本、减少对海水淡化的依赖具有重要的经济意义。

针对电厂烟气中水分回收，目前有所研究的主要有冷却冷凝、液体吸收和膜分离三种技术，不过均尚无成熟的工程应用案例。其中针对燃煤烟气流量大、含尘高的特点，冷却冷凝技术相对具有更好的工程适应性。水饱和烟气通过降温进行水凝结，理论和实践上都不复杂，但工程应用中尚有需要解决的关键问题：

(1)由于烟温低(50℃)，采用水介质冷却所需的水量巨大，烟气脱水未必具有良好的效益，需要选择具有良好热容能力的介质； (2)冷凝的雾滴粒径较小(一般15μm)，常规的气液分离器难以分离；(3)为提升烟气水分回收的总体效益，可综合考虑冷凝过程对烟气中固体与气溶胶等微细颗粒的脱除、低温余热的综合利用。

发明内容

为解决背景所涉及的问题，本实用新型提供了一种烟气水分回收、烟气净化和余热利用联合系统装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型包括冷凝换热管、声波凝聚器、微细雾滴分离器、冷凝分离器烟道、冷凝水储箱、压缩机、热泵、冷凝剂缓冲罐。

所述的冷凝换热管，是烟气冷却的核心部件，烟气在管外流动，管内采用低沸点冷凝剂进行换热，冷凝剂在进入冷凝换热管时是液态，在冷凝换热管中被加热气化，气态流出冷凝换热管。为调节冷凝剂蒸发温度点，冷凝换热管内控制合适的真空度。

所述的冷凝换热管，为了防止积灰并同步具有高效换热和捕水疏水能力，冷凝换热管前几级采用钢管光管，根据工程实际一般选择 3～5级，后续冷凝换热管采用螺旋鳍片换热管。光管换热管让烟气初步降温，此时烟气中液态水含量不高，光管可以有效防止积灰，在烟气适度降温后，烟气中液态水含量增加，采用螺旋鳍片管提升换热效率，同时依靠螺旋鳍片捕集分离液态水，并对螺旋鳍片管上附着的液态水进行导流，螺旋鳍片管上的液态水流动也具有自清洗能力，有效防止积灰。

所述的冷凝换热管，根据工程实际需求进行换热面积设计，目标为控制烟气降温幅度为8～12℃。

所述的声波凝聚器，利用声波凝聚技术将冷凝的微细雾滴凝聚为较大颗粒，更便于气液分离。气态水在冷凝为液滴的过程中需要凝结核，烟气中存在的微细颗粒污染物(包括固体和气溶胶)刚好可以作为凝结核，因此，烟气冷凝凝结可以起到脱水与脱除微细颗粒污染物的双重作用。不过，水的自然凝结不可避免形成粒径微细(15μm) 的液滴，不利于气液高效分离。声波凝聚是利用超声波促进微细颗粒运动，使其相互间发生更大机率的碰撞合并，从而形成较大的颗粒。