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烟气余热综合利用系统的制作方法

时间:2021-11-22 16:20:21

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烟气余热综合利用系统的制作方法

本实用新型涉及烟气热回收利用领域,特别是涉及一种烟气余热综合利用系统。

背景技术:

热电厂的锅炉排烟中因含有大量水蒸气,即使是已经实现了超低排放标准,但其烟囱出口往往存在“白烟”现象,特别是在冬季,因大量水蒸气与冷空气混合迅速大量凝结成水,表现为更显著地“白烟”现象,不少地方存在周边群众对该类污染提出异议的现象,因此要求锅炉烟囱“消白”已经成为许多城市的环保政策要求。但目前许多电厂中采用的“消白”技术方案却消耗了许多的能量,例如单纯为了降低排烟的相对湿度,利用热泵的形式提升烟气的排烟温度,导致能量白白浪费。

另一方面,目前锅炉厂均需要排放大量污水、特别是工业高盐废水,严重污染环境,特别是对地下土壤、地下水资源等的污染日益严重、且极难恢复。虽然目前已有普遍实施污水零排放及水资源再利用的社会呼声、政策预期和企业尝试,但目前常规的处理方法,包括预处理+膜处理+mvr蒸发或多效蒸发的技术路线,存在的最大问题是:初投资巨大,运行能耗及运维费用过高。因此,如能设计一种利用锅炉排烟的余热实现污水的减量,降低污水处理成本和能耗的同时,利用污水蒸发所产生的污水侧蒸汽的热量对烟气进行加热处理,则又能实现锅炉排烟的消白。

技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种烟气余热综合利用系统,解决现有技术中锅炉烟气消白装置和污水减量化装置存在的能量浪费和成本高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种烟气余热综合利用系统,包括:第一换热器、烟气处理单元、水后处理单元和蒸发器,所述第一换热器包括第一烟气通道和第一循环水通道,所述第一烟气通道的烟气和第一循环水通道的循环水进行换热,所述第一烟气通道的出口与所述烟气处理单元连接,所述蒸发器包括余热水进口、余热水出口、污水进口和污水出口,所述余热水进口和余热水出口连接于所述第一循环水通道的两端口处,所述污水出口与所述水后处理单元连接。

其中,还包括除尘器,锅炉排烟通过所述除尘器通入所述第一烟气通道的入口。

其中,所述蒸发器包括第二换热器和气液分离器,所述余热水进口、余热水出口和污水进口均连接于所述第二换热器,且所述第二换热器还通过气液通道与所述气液分离器连接,所述余热水进口和所述余热水出口连接于所述第二换热器的第一换热通道,所述污水进口和所述气液通道连接于所述第二换热器的第二换热通道,所述污水出口连接于所述气液分离器,所述气液分离器还包括出气口。

其中,还包括真空泵,所述真空泵连接于所述第二换热器。

其中,所述烟气处理单元包括脱硫塔和烟气热回收装置,所述第一换热器的第一烟气通道出口、所述脱硫塔以及所述烟气热回收装置依次连接。

其中,还包括第三换热器和第四换热器,所述第三换热器包括第三烟气入口、第三烟气出口、第三冷却水入口和第三冷却水出口,所述第四换热器包括第四冷却水入口、第四冷却水出口、第四蒸汽入口和第四冷凝水出口,所述第三烟气入口与所述烟气热回收装置的出口连接,所述第三烟气出口与烟囱连接,所述第三冷却水入口与所述第四冷却水出口连接,所述第四冷却水入口通入冷却水,所述第三冷却水出口排出冷却水,所述第四蒸汽入口与所述气液分离器的出气口连接,所述第四冷凝水出口排出冷凝水。

其中,还包括第三换热器和第四换热器,所述第三换热器包括空气入口、空气出口、第三冷却水入口和第三冷却水出口,所述第四换热器包括第四冷却水入口、第四冷却水出口、第四蒸汽入口和第四冷凝水出口,所述空气入口通入空气,并从所述空气出口与所述烟气热回收装置的出口汇合从烟囱排出,所述第三冷却水入口与所述第四冷却水出口连接,所述第四冷却水入口通入冷却水,所述第三冷却水出口排出冷却水,所述第四蒸汽入口与所述气液分离器的出气口连接,所述第四冷凝水出口排出冷凝水。

其中,还包括第一溶液泵和第二溶液泵,所述第一溶液泵连接于所述气液分离器的污水出口,所述第二溶液泵连接于所述第四冷凝水出口处。

其中,所述水后处理单元包括分盐装置和蒸发结晶装置,所述第二溶液泵的出口通过所述分盐装置与所述蒸发结晶装置连接。

其中,还包括循环泵,所述循环泵连接于所述第一循环水通道出口与所述余热水进口之间。

(三)有益效果

本实用新型提供的烟气余热综合利用系统,利用锅炉烟气的余热与循环水进行换热后经烟气处理单元处理后排出,工艺污水在蒸发器中转化为蒸汽和较浓污水,较浓的污水经水后处理单元处理后排出或资源回用。本实用新型利用锅炉排烟的余热对污水进行减量化处理,并且能够对烟气消白,节约能源,成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型烟气余热综合利用系统的结构示意图;

图2为本实用新型实施例2的烟气余热综合利用系统的结构示意图。

图中,1、锅炉;2、除尘器;3、第一换热器;4、脱硫塔;5、第三换热器;51、第三烟气入口;52、第三烟气出口;53、第三冷却水入口;54、第三冷却水出口;55、空气入口;56、空气出口;6、烟囱;7、循环泵;8、减压阀;9、第二换热器;91、余热水进口;92、余热水出口;93、污水进口;10、气液分离器;101、污水出口;11、真空泵;12、第一溶液泵;13、分盐装置;14、蒸发结晶装置;15、第四换热器;151、第四冷却水入口;152、第四冷却水出口;153、第四蒸汽入口;154、第四冷凝水出口;16、第二溶液泵;17、烟气热回收装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示,本实用新型公开一种烟气余热综合利用系统,包括:第一换热器3、烟气处理单元、水后处理单元和蒸发器,所述第一换热器3包括第一烟气通道和第一循环水通道,所述第一烟气通道的烟气和第一循环水通道的循环水进行换热,所述第一烟气通道的出口与所述烟气处理单元连接,所述蒸发器包括余热水进口91、余热水出口92、污水进口93和污水出口101,所述余热水进口91和余热水出口92连接于所述第一循环水通道的两端口处,所述污水进口93通入外界污水,所述污水出口101与所述水后处理单元连接。

具体地,锅炉1排出的烟气从第一换热器3的第一烟气通道的入口进入,在第一烟气通道与第一循环水通道的循环水进行换热,第一换热器3为全热换热器,可以是喷淋换热器或间壁式换热器等。经过换热后的烟气通过烟气处理单元处理后经烟囱6排出,而换热后的循环水在第一换热器3和蒸发器之间传递热量,其从余热水进口91进入到蒸发器内,从余热水出口92排出到第一换热器3的第一循环水通道。循环水在蒸发器中与从污水进口93进入的低浓度污水换热,低浓度污水中的水分蒸发气化转化为水蒸气,剩下较浓的污水从污水出口101,经过水后处理单元处理后排出。

本实用新型提供的烟气余热综合利用系统,利用锅炉烟气的余热与循环水进行换热后经烟气处理单元处理后排出,工艺污水在蒸发器中转化为蒸汽和较浓污水,较浓的污水经水后处理单元处理后排出或资源回用。本实用新型利用锅炉排烟的余热对污水进行减量化处理,并进一步对利用污水侧蒸汽的热量给低温烟气加热后排出或给室外干空气进行加热,实现烟气消白,节约能源,成本低廉。

在一个实施例中,还包括除尘器2,锅炉1排烟通过所述除尘器2通入所述第一烟气通道的入口,对锅炉1烟气进行预先除尘。

在一个实施例中,所述蒸发器包括第二换热器9和气液分离器10,所述余热水进口91、余热水出口92和污水进口93均连接于所述第二换热器9,且所述第二换热器9还通过气液通道与所述气液分离器10连接,所述余热水进口91和所述余热水出口92连接于所述第二换热器9的第一换热通道,所述污水进口93和所述气液通道连接于所述第二换热器9的第二换热通道,所述第二换热器9的第一换热通道与第二换热通道内的流体进行换热,所述污水出口101连接于所述气液分离器10,所述气液分离器10还包括出气口(图中未标记)。本实施例中的蒸发器包括第二换热器9和气液分离器10,在第二换热器9中低浓度污水与循环水换热后会产生气液混合物,本实施例通过气液分离器10将气体和液体分离成为污水侧蒸汽和较浓的污水,较浓的污水通过水后处理单元进行进一步处理后排出。如图1所示,本实施例的第二换热器9和气液分离器10为单独设置,也可以将第二换热器9和气液分离器10整合在一起,通过合理的设置作为一个整体。

在一个实施例中,还包括真空泵11,所述真空泵11连接于所述第二换热器9,用于维持第二换热器9内的负压蒸发环境,进一步提升蒸发器的蒸发效果。

在一个实施例中,所述烟气处理单元包括脱硫塔4和烟气热回收装置17,所述第一换热器3的第一烟气通道出口、所述脱硫塔4以及所述烟气热回收装置17依次连接。具体地,脱硫塔4将换热后的锅炉烟气进行脱硫处理,烟气热回收装置17可以是直接接触型的全热余热回收方式或利用热泵进行热回收的深度回收方式等,烟气经过第三换热器5换热后从烟囱排出。

在一个实施例中,还包括第三换热器5和第四换热器15,所述第三换热器包括第三烟气入口51、第三烟气出口52、第三冷却水入口53和第三冷却水出口54,所述第四换热器包括第四冷却水入口151、第四冷却水出口152、第四蒸汽入口153和第四冷凝水出口154,所述第三烟气入口51与所述烟气热回收装置17的出口连接,所述第三烟气出口51与烟囱1连接,所述第三冷却水入口54与所述第四冷却水出口152连接,所述第四冷却水入口151通入冷却水,所述第三冷却水出口54排出冷却水,所述第四蒸汽入口153与所述气液分离器10的出气口连接,所述第四冷凝水出口154排出冷凝水。本实施例中在烟气在经过烟气热回收装置17后,通过第三烟气入口51进入到第三换热器5中。气液分离器10分离出来的蒸汽通过其出气口通入到第四换热器15的第四蒸汽入口153,在第四换热器15中与从第四冷却水入口151通入的冷却水进行换热,蒸汽转化成为冷凝水从第四冷凝水出口154排出,而冷却水经过换热后,从第四冷却水出口152通入至第三冷却水入口53,与烟气进行换热后,烟气从烟囱1排出,冷却水则从第三冷却水出口54排出,利用污水侧蒸汽产生的热量对低温烟气进行加热,实现排烟“消白”。

其中,还包括第一溶液泵12和第二溶液泵16,所述第一溶液泵12连接于所述气液分离器10的污水出口101,所述第二溶液泵16连接于所述第四冷凝水出口154处,分别用于驱动液体运动。

其中,所述水后处理单元包括分盐装置13和蒸发结晶装置14,所述第二溶液泵16的出口通过所述分盐装置13与所述蒸发结晶装置14连接。对于经过气液分离器10分离的较浓的污水进行分盐处理和蒸发结晶处理,产生凝结水、较高纯度盐以及母液,对于产生的母液进行去母液干化处理。

其中,还包括循环泵7,所述循环泵7连接于所述第一循环水通道出口与所述余热水进口91之间,驱动循环水循环运动。

实施例2:

本实施例与实施例1基本相同,为了描述的简要,在本实施例的描述过程中,不再描述与实施例1相同的技术特征,仅说明本实施例与实施例1不同之处:

本实施例中的第三换热器的布置方式与实施例1不同。如图2所示,包括第三换热器和第四换热器,所述第三换热器5包括空气入口55、空气出口56、第三冷却水入口53和第三冷却水出口54,所述第四换热器15包括第四冷却水入口151、第四冷却水出口152、第四蒸汽入口153和第四冷凝水出口154,所述空气入口55通入空气,并从所述空气出口56与所述烟气热回收装置17的出口汇合从烟囱6排出,所述第三冷却水入口53与所述第四冷却水出口152连接,所述第四冷却水入口151通入冷却水,所述第三冷却水出口54排出冷却水,所述第四蒸汽入口153与所述气液分离器10的出气口连接,所述第四冷凝水出口154排出冷凝水。本实施例与实施例1的不同之处在于,利用污水侧蒸汽对室外干空气进行加热,再混合烟气从烟囱排出,进一步提高能量利用效率。

另外,如果烟气热量品位较高,或者排烟温度能够降得很低,则污水蒸发可采用多效蒸发的形式。

本实用新型提供的烟气余热综合利用系统,利用锅炉烟气与循环水进行换热后经烟气处理单元处理后排出,工艺污水在蒸发器中转化为蒸汽和较浓污水,较浓的污水经水后处理单元处理后排出或资源回用。本实用新型利用锅炉排烟的余热对污水进行减量化处理,并进一步对利用污水侧蒸汽的热量给低温烟气加热后排出或给室外干空气进行加热,实现烟气消白,节约能源,成本低廉。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征:

1.一种烟气余热综合利用系统,其特征在于,包括:第一换热器、烟气处理单元、水后处理单元和蒸发器,所述第一换热器包括第一烟气通道和第一循环水通道,所述第一烟气通道的烟气和第一循环水通道的循环水进行换热,所述第一烟气通道的出口与所述烟气处理单元连接,所述蒸发器包括余热水进口、余热水出口、污水进口和污水出口,所述余热水进口和余热水出口连接于所述第一循环水通道的两端口处,所述污水出口与所述水后处理单元连接。

2.如权利要求1所述的烟气余热综合利用系统,其特征在于,还包括除尘器,锅炉排烟通过所述除尘器通入所述第一烟气通道的入口。

3.如权利要求1所述的烟气余热综合利用系统,其特征在于,所述蒸发器包括第二换热器和气液分离器,所述余热水进口、余热水出口和污水进口均连接于所述第二换热器,且所述第二换热器通过气液通道与所述气液分离器连接,所述余热水进口和所述余热水出口连接于所述第二换热器的第一换热通道,所述污水进口和所述气液通道连接于所述第二换热器的第二换热通道,所述污水出口连接于所述气液分离器,所述气液分离器还包括出气口。

4.如权利要求3所述的烟气余热综合利用系统,其特征在于,还包括真空泵,所述真空泵连接于所述第二换热器。

5.如权利要求3所述的烟气余热综合利用系统,其特征在于,所述烟气处理单元包括脱硫塔和烟气热回收装置,所述第一换热器的第一烟气通道出口、所述脱硫塔以及所述烟气热回收装置依次连接。

6.如权利要求5所述的烟气余热综合利用系统,其特征在于,还包括第三换热器和第四换热器,所述第三换热器包括第三烟气入口、第三烟气出口、第三冷却水入口和第三冷却水出口,所述第四换热器包括第四冷却水入口、第四冷却水出口、第四蒸汽入口和第四冷凝水出口,所述第三烟气入口与所述烟气热回收装置的出口连接,所述第三烟气出口与烟囱连接,所述第三冷却水入口与所述第四冷却水出口连接,所述第四冷却水入口通入冷却水,所述第三冷却水出口排出冷却水,所述第四蒸汽入口与所述气液分离器的出气口连接,所述第四冷凝水出口排出冷凝水。

7.如权利要求5所述的烟气余热综合利用系统,其特征在于,还包括第三换热器和第四换热器,所述第三换热器包括空气入口、空气出口、第三冷却水入口和第三冷却水出口,所述第四换热器包括第四冷却水入口、第四冷却水出口、第四蒸汽入口和第四冷凝水出口,所述空气入口通入空气,并从所述空气出口与所述烟气热回收装置的出口汇合从烟囱排出,所述第三冷却水入口与所述第四冷却水出口连接,所述第四冷却水入口通入冷却水,所述第三冷却水出口排出冷却水,所述第四蒸汽入口与所述气液分离器的出气口连接,所述第四冷凝水出口排出冷凝水。

8.如权利要求6或7所述的烟气余热综合利用系统,其特征在于,还包括第一溶液泵和第二溶液泵,所述第一溶液泵连接于所述气液分离器的污水出口,所述第二溶液泵连接于所述第四冷凝水出口处。

9.如权利要求8所述的烟气余热综合利用系统,其特征在于,所述水后处理单元包括分盐装置和蒸发结晶装置,所述第二溶液泵的出口通过所述分盐装置与所述蒸发结晶装置连接。

10.如权利要求1所述的烟气余热综合利用系统,其特征在于,还包括循环泵,所述循环泵连接于所述第一循环水通道出口与所述余热水进口之间。

技术总结

本实用新型涉及烟气热回收利用领域,提供了一种烟气余热综合利用系统,包括:第一换热器、烟气处理单元、水后处理单元和蒸发器,第一换热器的第一烟气通道的烟气和第一循环水通道的循环水进行换热,第一换热器的第一烟气通道的出口与烟气处理单元连接,蒸发器的余热水进口和余热水出口连接于第一循环水通道的两端口处,污水进口通入外界污水,污水出口与水后处理单元连接。本实用新型利用锅炉烟气的余热与循环水进行换热后经烟气处理单元处理后排出,工艺污水在蒸发器中转化为蒸汽和较浓污水,较浓的污水经水后处理单元处理后排出,锅炉排烟的余热对污水进行减量化处理,对烟气消白,节约能源,成本低廉。

技术研发人员:李先庭;陈炜;张茂勇;王宝龙;石文星;刘士刚;张海鹏;岑俊平;熊烽

受保护的技术使用者:清华大学;北京清大天工能源技术研究所有限公司

技术研发日:.11.02

技术公布日:.11.22

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