[发明专利]淋水式塑料薄膜烟气余热回收及脱硫装置

说明书

技术领域

本发明属于脱硫及能量回收利用的节能环保技术领域，特别涉及燃煤锅炉烟 气余热回收利用及脱硫技术，具体说是应用了淋水式换热器的工作原理，使烟气 侧与淋水侧压力大致相等，采用塑料薄膜替代传统的金属换热材料，设计成膜束 结构的换热组件，薄膜采用点焊、等距丝带张拉或龙骨支撑，制造成一种淋水式 塑料薄膜烟气余热回收及脱硫装置。

背景技术

烟气余热的回收利用，是提高能量利用率的途径之一，排烟温度越低，能量 利用率就越高。目前，排烟温度一般在100℃以上，有的甚至高达180℃，烟气 中仍还有相当可观的一部分能量未被利用，而直接排放到了大气环境中。之所以 如此，是因为国内外烟气余热回收装置主要是采用金属换热材料，主要结构形式 有回转式换热器、焊接板(管)式换热器、热管换热器、热媒式换热器等。由于 烟气中含硫、氮、碳等元素，以及所携带的固体颗粒物较多。而酸性气体的露点 温度较高(高于100℃，取决于含硫量)，如果排烟温度低于其露点，则酸性气体 结露会造成严重的受热面腐蚀以及集灰堵塞。对于不含硫的烟气，也很难将其温 度降低至环境温度的水平，一方面是烟气中水蒸汽的露点控制，另一方面是设备 投资费用的制约。因此石化燃料的利用只以低位热值为基础，其蒸汽具有的潜热 基本没有得到利用。尽管目前已有冷凝式余热锅炉出现，但也是基于金属换热材 料的，而且多采用不锈钢等优质材料，因此造价不菲。

本发明提出用塑料薄膜替代传统的金属换热材料，从而可以克服上述金属材 料存在的缺点。而采用淋水式换热方式，可以使薄膜两侧压差最大限度地减小， 易于满足塑料薄膜的强度要求，从而为塑料薄膜应用于烟气余热回收及脱硫提供 了可能。

塑料薄膜具有良好的抗腐蚀性能，不但不惧酸的腐蚀，而且还可以利用塑料 薄膜的这一特性进行烟气脱硫，从而起到节能与脱硫的双重效果，后者对于燃煤 电厂十分有利。在火电厂，利用本发明回收锅炉烟气余热将凝结水加热到98℃的 水平，可以取消低压端两级回热抽汽，使机组发电量增加1.2-2％，发电煤耗率降 低4-7g/kWh，节能效果明显；同时，在烟气冷却过程中，其中的酸性气体会凝结 离析出来，即可以实现烟气脱硫，这种脱硫技术是一种物理方法，无需像目前广 泛采用的湿法脱硫技术那样大量使用CaO，因此运行成本极低。

燃气-蒸汽联合循环机组一般设置在城市附近，可以利用本发明进行烟气余 热及凝汽器余热回收利用，在冬季实现低品位化供热，对外供应35-55℃热水， 可以提高系统热效率35-55％。节能效果非常显著。

由于使用薄膜厚度多不超过250μm，塑料密度远小于铜、钢等合金材料，因 此材料使用量和设备造价将明显低于金属换热材料的换热设备；另外塑料薄膜软 而薄，也不宜积灰；利用本发明可以进一步降低烟气的排放温度至接近大气环境 温度的水平，极大地利用了烟气的潜热，从而可以大大提高能量的利用率。

虽然塑料薄膜导热系数大大低于金属材料，但烟气余热回收的主要热阻是烟 气与换热表面的对流换热热阻，由于所使用的塑料薄膜一般不超过250μm，其导 热热阻远小于烟气侧对流换热热阻，因此塑料薄膜应用于烟气余热回收在传热上 不是障碍。更由于采用淋水式换热技术，薄膜两侧压差很小，易于保证薄膜强度。

本发明适用于有烟气排放的民用、工业热量回收系统以及烟气脱硫。

发明内容