[发明专利]一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置

说明书

本发明公开了一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置。本发明包括取气接口、烟道隔离阀、测试孔、烟气转接口、烟气冷凝器、冷凝水回收罐、气液分离器、引风机、烟囱、循环冷却液泵、循环冷却液罐、热泵。本发明抽取电厂湿法脱硫系统后烟道中的部分烟气，进行脱硫烟气中水分回收的中试，获得冷却冷凝法高效回收烟气中的水分并利用烟气余热、脱除烟气中细微颗粒物的关键参数和影响因素。本发明克服了实验室小型实验台的局限性，在不影响电厂机组运行的前提下，开展可全方位调控的试验工作。中试结果可以为冷却冷凝技术回收烟气中水分的工程应用提供可靠的实践基础和设计参数。

技术领域

本发明属于节能减排技术领域，涉及一种烟气水分回收、余热利用和烟气净化联合中试装置。

背景技术

燃煤锅炉尾部烟气中含有大量水分，在脱硫出口约50℃烟温条件下接近甚至已达到饱和状态，再者烟气进入脱硫塔被脱硫浆液混合冷却时也会导致脱硫浆液水分蒸发，因此我国绝大多数燃煤电厂脱硫系统出口烟气中的水处于饱和甚至过饱和状态。如果能将电厂烟气中水分回收并进行资源化利用，对于缺水地区建设燃煤机组或者沿海地区火电机组降低用水成本、减少对海水淡化的依赖具有重要的经济意义。

针对电厂烟气中水分回收，目前有所研究的主要有冷却冷凝、液体吸收和膜分离三种技术，不过均尚无成熟的工程应用案例。其中针对燃煤烟气流量大、含尘高的特点，冷却冷凝技术相对具有更好的工程适应性。采用冷却冷凝主要有以下几个尚需解决的问题：(1)在具体工程换热器结构下，由于其对冷凝水的分离效果不同，具体冷凝换热系数难以确定；(2)冷凝雾滴的粒径超细，通过换热器后的超细雾滴的有效分离技术；(3)为提升烟气水分回收的总体效益，可综合考虑冷凝过程对烟气中固体与气溶胶等微颗粒的脱除、低温余热的综合利用，但这些技术尚待深入研究。

发明内容

为了解决背景技术中涉及的冷却冷凝技术回收烟气中水分的问题，本发明提供了一种电厂烟气中水分回收、余热利用和烟气净化联合的中试系统，布置于电厂脱硫系统出口平台，从电厂湿法脱硫系统后的烟道中抽取一定量(5000Nm³/h)的烟气，用烟气冷凝器使烟气降温冷凝，用热泵回收循环水中超低品位的热能，用高效气液分离器实现烟气中水分的高效分离回收。作为中试系统，为实现灵活的研究需求，冷却冷凝、热能回收、高效气液分离等设备核心部分可自由组合与更换，且可进行各过程间与过程中多阶段灵活测试。

本发明采用的技术方案是，一种电厂烟气中水分回收、余热利用和烟气净化联合的中试系统，上述系统包括取气接口、烟道隔离阀、测试孔、烟气转接口、烟气冷凝器、冷凝水回收罐、气液分离器、引风机、烟囱、循环冷却液泵、循环冷却液罐、热泵。

所述的取气接口，用于抽取烟道中的烟气，安装于电厂脱硫系统后的烟道中，临时替换已有的人孔门，减少烟道改造工作量。

所述的烟道隔离阀，用于非中试试验期间隔离烟气，防止漏风。

所述的测试孔，用于采样测试。

所述的烟气转接口，用于中试系统烟道口径的转换。

所述的烟气冷凝器，用于烟气的降温冷凝，采用多级串联式模块化设计，可根据中试需求选择模块的数量，本发明设计数量为六级。各烟气冷凝器模块外形结构和接口保持一致，内部换热管结构、材料等可根据研究需要自由设计。烟气冷凝器模块的冷却液管路，由于温度较低，为了试验便利，可采用硅胶管等软管直接对接。烟气冷凝器下部布置有出水口，用于冷凝水排出。

所述的冷凝水回收罐，用于收集各阶段冷凝下来的冷凝水。

所述气液分离器，用于分离烟气冷凝后尚未被冷凝器除下的烟气中的微细雾滴，气液分离器采用两级串联式模块化设计，气液分离器内部的分离组件可自由更换，用于研究不同形式的分离技术和结构。

所述的引风机，采用变频风机，用于抽取锅炉烟道中的烟气，由控制系统自动控制试验所需的稳定的烟气流量。