[发明专利]一种冷却除湿的烟气消白系统及方法

说明书

一种冷却除湿的烟气消白系统及方法，涉及烟气脱硫以及烟气消白烟工艺系统及方法，包括脱硫塔，降温段换热器与升温段换热器构成的热媒水闭路循环，冷却水进水管、冷却水喷淋管、接水盘、冷却水回水管构成的冷却水单元；原烟经降温段换热器，被热媒水冷却后进入脱硫塔，脱硫后的烟气经冷却水进一步冷却、除湿、除尘后进入升温段换热器，被热媒水加热后经烟囱排入大气；通过冷却水对净烟的冷却实现降低烟气含湿量、降低烟气消白热负荷，提升烟气除尘效率，通过冷却水对净烟的冷却进一步提升烟气除尘、除湿效率，利用原烟的热量加热净烟，进一步提高除湿后的烟气过热度，实现消除白烟、减少粉尘与水汽的排放，并降低了整个脱硫工艺系统的投资。

技术领域

本发明涉及烟气脱硫应用领域，尤其涉及冷却除湿的烟气消白系统及方法。

背景技术

随着国家环境保护部颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13226-2011)的实施，要求燃煤锅炉烟尘排放标准达到30mg/Nm³，SO₂含量按新建与现有电厂区分控制在100mg/m³、200mg/m³，今后重点地区烟尘与SO₂排放量控制在20mg/m3、50mg/m³。越来越严格的大气污染物排放标准，迫使燃煤电厂及其他燃煤锅炉企业需要对烟气排放系统进行改造，以满足超净排放要求。

燃煤锅炉以煤炭作为能源，在生产过程中产生大量粉尘、二氧化硫、三氧化硫及氮氧化物，目前，燃煤锅炉普遍采用石灰石-石膏湿法技术进行烟气脱硫处理。

然而，采用石灰石-石膏湿法技术脱硫后的烟气含湿量大，排放过程中，烟气在与大气混合扩散过程中温度降低，烟气中的水析出，在烟囱周边形成白雾，俗称“烟羽”，近年来的研究表明，烟羽形成对雾霾有一定的促进作用，目前在上海等地，已经出台相关政策，要求治理烟羽问题。

为了解决上述问题，现有技术主要是在脱硫塔与烟囱之间设置烟气升温换热器，通过提升烟气温度来解决烟气中水气凝结产生的“烟羽”问题，但效果都不太好，主要是因为：

(1)为避免烟气中水气凝结，需要大幅提升烟气温度，烟气升温换热器热负荷巨大；

(2)受热负荷限制，烟气升温换热器体积庞大，而现有装置多为原有装置改造项目，可利用空间有限，无法满足实际需要；

(3)对烟气升温只能解决表象问题，即消除肉眼可见的“白雾”，排放烟气中所夹带的水汽并没有降低，因此并没有实质性的实现减排，所以对治理雾霾的影响也非常有限。

发明内容

消除白色“烟羽”，核心是减少烟气中的水汽排放量，同时尽可能提高烟气中不饱和水蒸气的过热度。而结合现有国内装置的现况，如何降低烟气升温换热器的热负荷，在现有装置的场地、构架条件都很苛刻的前提下解决烟气升温与水汽减排，成为了解决问题的关键。

基于上述原因分析，本发明从两方面入手：

1)减少烟气中的水汽含量，实质上的实现减排；

2)降低烟气升温换热器的热负荷，降低烟气换热器的外形尺寸与设备重量，满足现有装置改造需求。

通过对烟气降温，降低烟气中的含湿量，进而减少烟气中的水汽含量，同时通过喷淋作用，将烟气中的灰尘进一步洗涤净化，减少烟气排放中的灰尘及污染物，实现真正意义上的减排；同时烟气中的水汽含量降低，在实现同等蒸汽过热度的前提下，烟气升温换热器的热负荷大幅降低，进而降低烟气换热器的外形尺寸与重量，满足装置改造要求。

综上，本发明具有如下创新性：

1)通过降低脱硫后烟气温度，降低脱硫后烟气含湿量；

2)通过冷却水降低烟气温度，降低烟气中粉尘、SO₂、SO₃、NOx含量，实现真正的减排；