[實用新型]利用熱泵技術為煙氣脫白提供冷源并回收煙氣余熱的結構

有效

• 申請號: 201820764263.3
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN208170425U
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 張廣文;謝宇輝
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華北電力設計院有限公司
• 主分類號: F23J15/06
• 分類號: F23J15/06;F25B15/06
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶

本實用新型一種利用熱泵技術為煙氣脫白提供冷源并回收煙氣余熱的結構，煙氣連接濕法脫硫塔，濕法脫硫塔連接煙氣降溫冷卻器，煙氣降溫冷卻器連接煙囪；還設有溴化鋰吸收式熱泵，該溴化鋰吸收式熱泵兩側具有熱泵蒸發器和熱泵冷凝器，熱泵蒸發器連接煙氣降溫冷卻器，熱泵冷凝器連接煙氣升溫換熱器或連接凝結水或熱網水；煙氣升溫換熱器設置于煙氣降溫冷卻器和煙囪之間。本實用新型使煙氣降溫的冷源不再局限于空氣(天然冷源)，并且煙氣脫白的深度不再受大氣溫度的制約，且系統簡單、場地要求寬松，可以在當前及今后煙氣脫白及煙氣提水工程中推廣采用。采用熱泵作為煙氣脫白冷源的同時，可以回收煙氣余熱。

技術領域

本實用新型有關于一種利用熱泵技術為煙氣脫白提供冷源并回收煙氣余熱的結構。

背景技術

當前，我國燃煤火電機組普遍采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫后飽和濕煙氣一般未經加熱直接通過煙囪排入大氣。由于環境溫度低于煙氣溫度，煙氣中的水蒸氣遇冷發生冷凝，在煙囪出口形成霧狀水汽，一般為白色，稱為“白色煙羽”。有時因天空光照、觀察角度等原因發生顏色的細微變化，形成灰色或藍色等“有色煙羽”。

飽和濕煙氣直接排放，雖然SO₂、NO_X、粉塵等主要污染物排放濃度符合國家和地方現行環保法規要求，但依然存在如下主要問題：

1)視覺觀感差。會給社會造成誤解，以為是煙囪在排放未達標的煙氣。

2)造成水資源浪費。濕法脫硫系統耗水已成為燃煤電廠的耗水大戶。脫硫塔出口煙溫一般在50℃左右，脫硫后煙氣中的水蒸氣體積含量一般為11％～15％左右。以600MW機組為例，單臺機組脫硫耗水量在80t/h左右。

3)濕煙氣中依然存在未脫除的酸性氣體、可溶性鹽及石膏顆粒等細微顆粒物。這些物質會隨著煙氣排入大氣中。

隨著社會對大氣污染防治工作不斷關注及大氣污染認知層面的進步，各地方政府先于國家層面相繼出臺了關于煙氣脫白排放的政策法規。

2017年天津市、上海市、浙江省和邯鄲市環保局相繼出臺政策，要求消除有色煙羽和煙氣深度治理。

如天津市印發《火電廠大氣污染物排放標準(征求意見稿)》。要求火電廠燃煤發電鍋爐應采取相應技術降低煙氣排放溫度和含濕量，通過收集煙氣中過飽和水蒸汽中水分的方式，減少污染物排放。具體要求是：非采暖季(4月至10月)，鍋爐煙氣排放溫度最大限值為48℃，含濕量9.5％。采暖季(11月至次年3月)，鍋爐煙氣排放溫度最大限值為45℃，含濕量8.5％。燃煤發電鍋爐采取相應技術降低煙氣排放溫度和含濕量后，可利用余熱對煙氣再加熱。

目前，對脫硫后煙氣降溫冷凝的技術路線主要分為兩大類，一是在濕煙道上設置水冷表面式換熱器方案，二是在脫硫塔下游設置噴水塔的混合式換熱方案。這兩類技術路線的共同特點是均需要低于煙氣溫度的循環冷卻水作為冷源，冷卻水與煙氣熱交換后溫度升高，必須通過空氣冷卻塔降溫，以循環使用。此類技術路線在工程實踐上存在如下問題。

1)由于間接冷源是循環冷卻水，最終冷源是空氣，脫白系統除了表面式換熱器或混合式換熱器外，還要包括循環水系統和空冷塔系統。造成布置復雜，初投資高，運行成本高。

2)由于最終冷源是空氣，煙氣降溫屬于二次換熱，換熱溫壓受大氣溫度影響和制約，因此，脫白深度受大氣溫度影響和制約。

3)煙氣降溫冷凝過程中釋放的能量通過循環水釋放到大氣中，白白浪費掉。

4)對于在役機組，場地有限，存在循環冷卻水布置困難，空冷塔布置場地不足的可能。

以某600MW褐煤鍋爐煙氣降溫冷凝工程為例，其采用噴水塔的混合式換熱方案。脫白系統相關性能參數如下：