[发明专利]一种除雾消白及预热原煤的热泵一体化加热系统

说明书

一种除雾消白及预热原煤的热泵一体化加热系统，它包括CO2热泵系统和烟气冷凝水回收系统；来自脱硫塔的饱和湿烟气经过蒸发器时，温度降低，析出冷凝水，成为低温饱和湿烟气，经烟气加热器再热后，温度提高到80℃以上，可有效去除“白色烟羽”；在蒸发器中吸收低品位的烟气余热，经压缩机转换成较高品位的热量，除了用于烟气的再热还可对原煤预热，可以提高入炉煤的物理显热，保证收到基低位发热量，提高锅炉的热效率；水盘上的凝结水可通过凝结水泵不断排出，返回到脱硫塔中，循环利用。本发明利用CO2热泵系统，将低品位的烟气余热转换成较高品位的热量重新利用，提高锅炉整体的热效率，同时减少烟气的污染，达到节能环保的目的。

技术领域

本发明涉及一种除雾消白及预热原煤的热泵一体化加热系统，属于节能环保领域。

背景技术

烟气脱硫(FGD)是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效的技术手段。而湿法烟气脱硫(WFGD)具有脱硫反应速度快、效率高、脱硫添加剂利用率高的优点，同时也是技术最成熟、实用业绩最多的脱硫工艺，目前是国内燃煤锅炉应用最为广泛的一种脱硫工艺。

经过湿法脱硫工艺的烟气，其热力状态明显变化，由高温低湿烟气变为低温高湿烟气，低温高湿烟气在流经烟道、烟囱排入大气的过程中因温度降低，烟气中部分汽态水和污染物会发生凝结，液态浆液量会增加，并在一定的区域内有液滴飘落，沉积至地面干燥后呈白色石膏斑点，称为石膏雨；另外，凝结的液态浆液在烟囱口形成雾状水汽，雾状水汽会因天空背景色和天空光照、观察角度等原因发生颜色的细微变化，形成“有色烟羽”，通常为白色、灰白色或蓝色等颜色。

目前治理“白色烟羽”的方法主要有：烟气加热、先冷凝再加热、降温冷凝消白、联合技术消白。常用的加热方法仅能消除白色烟羽的视觉感受，实际污染物和水汽的排放量并未改变，而先对脱硫处理后的饱和湿烟气进行冷凝使得烟气中的含水率降低，回收冷凝下来的水，同时冷凝的过程可对粉尘、SO₃和硝酸盐等污染物起到协同去除的作用。冷却后的烟气含水率大大降低，对其进行加热时，所需的热量也大幅减少，对排放烟气适度加热即可达到所需的扩散条件，对整个电厂的节能及运行经济性有良好的支持作用。采用该方法可真正实现节能、减排和消除视觉污染的作用，冷凝器所回收的凝结水，经过简单处理后可以作为脱硫系统的补水循环使用，基本可实现脱硫系统零水耗。

随着《蒙特利尔议定书》等国际政策的逐步落实，HCFCs和HFCs将受到严格的限制，而制冷空调行业的不断发展，对制冷剂的需求的不断上升，促使自然制冷剂和近自然制冷剂得到快速的发展，其中CO₂作为自然制冷剂，无毒不可燃烧，费用低，易于获取，其分子结构为直线结构，非极性流体的黏度低，流动损失小，易于汽化，传热效果良好，潜力巨大。CO2热泵系统基本采用跨临界循环系统，即被压缩的制冷剂气体放热过程不发生相变，在超临界区只通过显热交换进行换热，逆流换热时可将流体加热到较高的温度。

我国北方冬天，气温低，电厂燃煤锅炉烟气产生的白色烟羽更加严重，同时气温低于零度时，入炉煤会结冻，煤的水分多，热值和温度低。为原煤预热，可提高入炉煤的物理显热，减少入炉煤水分，保证收到基低位发热量，提高锅炉的热效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种除雾消白及预热原煤的热泵一体化加热系统。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种除雾消白及预热原煤的热泵一体化加热系统，其特征在于，它包括CO2热泵系统和烟气冷凝水回收系统；来自脱硫塔的饱和湿烟气经过蒸发器时，温度降低，析出冷凝水，成为低温饱和湿烟气，经烟气加热器再热后，达到排放温度要求；CO2热泵系统通过工质CO2的跨临界循环，在蒸发器中吸收低品位的烟气余热，经压缩机转换成较高品位的热量，用于烟气的再热和原煤的预热；烟气冷凝水回收系统则将烟气凝结水及时排出，送回脱硫塔中，循环使用。