申请日2018.05.29
公开(公告)日2018.12.21
IPC分类号F23J15/02; F23J15/06; B01D1/18
摘要
本实用新型公开了一种烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，包括干式电除尘器、低温湿式电除尘器、脱硫塔、喷雾干燥塔、空气烟气换热器、烟气降温换热器、烟气再热器、空气再热器、暖风器、布袋除尘收集装置、烟囱、第一增压风机、第二增压风机和循环泵;空气烟气换热器与烟气降温换热器采用烟气侧串联形式连接于干式电除尘器与低温湿式电除尘器之间;烟气降温换热器通过热媒水输送管和循环泵分别与烟气再热器、暖风器和空气再热器连通。本实用新型耦合了烟气超净排放和消白烟的废水蒸发零排放系统，采用廉价的余热资源降低废水零排放系统能源成本，提高系统可靠性和稳定性，降低了整体投资及运行费用。
翻译权利要求书
1.烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，其特征在于：包括干式电除尘器、低温湿式电除尘器、脱硫塔、喷雾干燥塔、空气烟气换热器、中间热媒烟气/烟气换热器、中间热媒烟气/空气换热器、布袋除尘收集装置、烟囱、第一增压风机、第二增压风机和循环泵;所述中间热媒烟气/烟气换热器包括烟气降温换热器和烟气再热器，所述中间热媒烟气/空气换热器包括空气再热器和与第二增压风机相连的暖风器;所述空气烟气换热器与烟气降温换热器采用烟气侧串联形式连接于所述干式电除尘器与所述低温湿式电除尘器之间，所述第一增压风机设置在所述干式电除尘器与所述空气烟气换热器之间，所述烟气再热器设置在所述脱硫塔与所述烟囱之间;所述喷雾干燥塔的干热空气入口通过烟道与所述空气烟气换热器相连，所述喷雾干燥塔的热湿空气出口与所述空气再热器的气体入口接管相连通，所述空气再热器的气体出口与所述布袋除尘收集装置的入口连通;所述烟气降温换热器通过热媒水输送管和所述循环泵分别与所述烟气再热器、暖风器和空气再热器连通;所述喷雾干燥塔的顶部设有高盐废水喷雾器，其底部连接有储仓，所述储仓通过管道与流化干燥床相接;所述布袋除尘收集装置的下端通过管路接入所述储仓及流化干燥床之间的管路。
2.根据权利要求1所述的烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，其特征在于：所述喷雾干燥塔选用双旋流喷雾式结构的双旋流喷雾干燥塔;所述喷雾干燥塔采用环境空气作为蒸发载体;环境空气自所述喷雾干燥塔顶部周向汇入，与顶部中间所述高盐废水喷雾器的旋流雾化喷液呈双流旋转雾化。
3.根据权利要求2所述的烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，其特征在于：所述喷雾干燥塔内双流旋转雾化的雾滴的直径小于100微米，所述高盐废水喷雾器为耐酸耐腐蚀材质制成的喷雾器。
4.根据权利要求1所述的烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，其特征在于：还包括烟气水回收装置，所述布袋除尘收集装置的上端与所述烟气水回收装置相连，所述布袋除尘收集装置的上端还连接有引风机。
5.根据权利要求1所述的烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，其特征在于：所述空气烟气换热器、暖风器、空气再热器、烟气再热器均采用高比表面的高效换热管。
6.根据权利要求1所述的烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，其特征在于：所述烟气降温换热器采用耐酸腐蚀的复合管或氟塑料管制成。
7.根据权利要求1或5所述的烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，其特征在于：所述空气烟气换热器采用ND钢材料制成;所述烟气再热器采用ND钢材料制成;所述暖风器、空气再热器采用304不锈钢或316不锈钢材质制成。
8.根据权利要求6所述的烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，其特征在于：所述复合管为高比表面搪瓷复合管。
9.根据权利要求1或6所述的烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，其特征在于：所述烟气降温换热器的出口烟温控制在85～90℃。
说明书
烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统
技术领域
本实用新型涉及燃煤发电厂节能减排技术领域，尤其涉及一种烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统。
背景技术
水利部联合国家发展和改革委员会等部位联合颁发的《实施最严格的水资源管理制度考核工作实施方案》(水资源【2014】61号)，落实国办发〔2013〕2号文考核办法，对贯彻执行最严格的水资源管理制度提出了一系列严格的考评办法。2015年4月16日，国务院正式印发《水污染防治行动计划》(以下简称《水十条》)，进一步明确了水治理目标和行动计划，作为当前和今后一个时期全国水污染防治工作的行动指南。另一方面，随着国家对环保标准越来越严格，社会上对执行火力发电厂废水零排放的呼声也日益高涨;同时，国家环保规定，无论新建电厂还是现已投运的在役电厂，今后再不批准水力除灰系统及湿灰场，故脱硫废水将面临无处回用的新形势，电厂末端高浓含盐废水处理技术将成为能否实现火电厂完全意义的废水零排放的关键。要实现电厂废水零排放，热法蒸发/蒸干工艺是唯一可行的技术路线，而热法工艺需要消耗大量的热能。
电厂实现废水零排放，热法蒸发/蒸干是唯一可行的技术路线，目前普遍认可主要采用两种技术路线：(1)烟道喷雾法;(2)多效蒸发法或MVR蒸发浓缩结晶法;其中后一种方法来源于化工工艺，通过间壁式蒸发器加热高盐废水，浓缩到过饱和后进入结晶分离器进行固液分离，该方法的特点是能耗较高，但结晶盐可以作为工业盐资源化利用;前一种方法目前主要是利用了廉价的锅炉尾部烟气余热，废液蒸发后的固形物则通过除尘器收集到烟灰中，该方法的最大优势是投资及运行成本低。目前蒸发结晶法技术相对较成熟，应用范围最广，系统可靠性高，但蒸发能耗和运行费用大。烟道喷雾法因其成本优势越来越受到火电行业关注，但随着环保标准趋严，从长远考虑，该方法对固形物的处置是否恰当还是有些争议。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，该系统以间壁式换热设备回收锅炉尾部低温烟气余热，用于消白烟和电厂末端高盐废水喷雾零排放的方法，降低废水零排放处理的综合成本，并与火电厂超净改造和消白烟技术耦合(超净排放低温烟气再热系统联合运行);利用余热解决电厂消白烟和废水零排放能耗问题，达到电厂节能环保和可持续发展的发展目标。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：烟气余热回收用于电厂烟气超净排放和废水零排放的系统，包括干式电除尘器、低温湿式电除尘器、脱硫塔、喷雾干燥塔、空气烟气换热器、中间热媒烟气/烟气换热器、中间热媒烟气/空气换热器、布袋除尘收集装置、烟囱、第一增压风机、第二增压风机和循环泵;所述中间热媒烟气/烟气换热器包括烟气降温换热器和烟气再热器，所述中间热媒烟气/空气换热器包括空气再热器和与第二增压风机相连的暖风器;所述空气烟气换热器与烟气降温换热器采用烟气侧串联形式连接于所述干式电除尘器与所述低温湿式电除尘器之间，所述第一增压风机设置在所述干式电除尘器与所述空气烟气换热器之间，所述烟气再热器设置在所述脱硫塔与所述烟囱之间;所述喷雾干燥塔的干热空气入口通过烟道与所述空气烟气换热器相连，所述喷雾干燥塔的热湿空气出口与所述空气再热器的气体入口接管相连通，所述空气再热器的气体出口与所述布袋除尘收集装置的入口连通;所述烟气降温换热器通过热媒水输送管和所述循环泵分别与所述烟气再热器、暖风器和空气再热器连通;所述喷雾干燥塔的顶部设有高盐废水喷雾器，其底部连接有储仓，所述储仓通过管道与流化干燥床相接;所述布袋除尘收集装置的下端通过管路接入所述储仓及流化干燥床之间的管路。
来自锅炉尾部烟气先通过干式电除尘器后，再通过空气烟气换热器，烟温降低5℃左右释放部分余热后再进入烟气降温换热器继续降温至90～85℃左右后进入低温湿式电除尘器和脱硫塔;环境空气先通过暖风器加热至60℃左右再进入空气烟气换热器，在空气烟气换热器吸收余热后温度升至105～110℃再进入喷雾干燥塔蒸发废水，吸收废水的热空气就地排放或汇入脱硫塔后的烟气水回收装置;废水中的固形物则大部分进入喷雾干燥塔底部的储仓收集，少部分通过布袋除尘收集装置收集，收集的固形物再进行外运处置或资源化利用;热媒水进入烟气降温换热器吸收烟气余热后温度升至85～90℃左右后分成三股，大部分进入脱硫塔出口的烟气再热器，少部分进入烟气降温换热器前的暖风器和喷雾干燥塔出口的空气再热器，释放热量后再回到烟气降温换热器;本装置将废水零排放技术与电厂烟气超净排放和烟气消白技术相结合，基于烟气超净排放需要更低的烟气温度的要求，通过回收低温烟气余热用于排烟再热消白和高盐废水喷雾蒸发，同时兼顾了排烟和废水零排放的环保要求。
所述喷雾干燥塔选用双旋流喷雾式结构的双旋流喷雾干燥塔;所述喷雾干燥塔采用环境空气作为蒸发载体;环境空气自所述喷雾干燥塔顶部周向汇入，与顶部中间所述高盐废水喷雾器的旋流雾化喷液呈双流旋转雾化。喷雾干燥塔采用了环境空气作为蒸发载体，避免直接用烟气蒸发和废水中固形颗粒物混入烟尘中带来的对湿电除尘安全运行和烟尘资源化利用造成的负面影响。
所述喷雾干燥塔内双流旋转雾化的雾滴的直径小于100微米，所述高盐废水喷雾器为耐酸耐腐蚀材质制成的喷雾器。
还包括烟气水回收装置，所述布袋除尘收集装置的上端与所述烟气水回收装置相连，所述布袋除尘收集装置的上端还连接有引风机。
所述空气烟气换热器、暖风器、空气再热器、烟气再热器均采用高比表面的高效换热管。采用高比表面的高效换热管，有利于降低换热器重量和造价，减小换热器的体积。
所述烟气降温换热器采用耐酸腐蚀的复合管或氟塑料管制成。
所述空气烟气换热器采用ND钢材料制成;所述烟气再热器采用ND钢材料制成;所述暖风器、空气再热器采用304不锈钢或316不锈钢材质制成。空气烟气换热器采用ND钢材料制成，采用近露点壁温控制和空气变流量策略等手段，确保烟气侧温度控制高于酸露点温度;采用304不锈钢或316不锈钢材质，可降低投资和减少体积。
所述复合管为高比表面搪瓷复合管。由于烟气降温换热器因大部分换热段处于酸露点以下，因此考虑采用高比表面搪瓷复合管材料制成。
所述烟气降温换热器的出口烟温控制在85～90℃。
与现有技术对比，本实用新型的优点在于：本系统初投资和运行费用更低，废水前处理工艺选择更灵活，系统可靠性更高，建设周期更短;与烟道喷雾蒸发相比，尽管提高了初投资费用，但系统可靠性和环保水平更高，更符合可持续发展要求，不会对湿电除尘系统造成不良影响;在不影响电厂超净改造后的烟气再热消白烟的前提下，达到低成本和高可靠性处理电厂高盐废水零排放的要求。
