本發(fā)明涉及資源與環(huán)境保護(hù)，尤其涉及一種高效回收脫硫漿液余熱的換熱裝置、循環(huán)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)的發(fā)展與社會(huì)不斷的進(jìn)步，人們對(duì)能源的需求在不斷增加，由于新能源成本高昂和波動(dòng)性大，傳統(tǒng)能源一直在國(guó)內(nèi)外能源市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，燃煤電廠(chǎng)的能源利用率僅為30～40％，這意味著化石燃料轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程中有一半以上的能量被浪費(fèi)。這些被浪費(fèi)的能量被排放到環(huán)境中，不但影響了電廠(chǎng)的效益，還會(huì)造成熱污染。

2、目前，火電廠(chǎng)高溫?zé)煔馔ǔ２捎檬沂?石膏濕法脫硫工藝進(jìn)行處理，濕法脫硫的基本原理是：110～130℃的高溫?zé)煔膺M(jìn)入脫硫塔與噴淋層釋放的脫硫漿液逆向接觸，煙氣中的含硫物質(zhì)被去除，煙溫被冷卻至60℃左右經(jīng)煙囪排入大氣。在脫硫過(guò)程和排煙過(guò)程中損失的熱量極大，約占鍋爐供熱的10～15％，如果對(duì)這部分能量進(jìn)行回收將會(huì)極大提高電廠(chǎng)效益。

3、在脫硫過(guò)程中，脫硫漿液溫度越低脫硫效果越好。脫硫煙氣中的水汽處于飽和狀態(tài)，含濕量高。排放過(guò)程中，煙氣與大氣混合擴(kuò)散時(shí)溫度降低，煙氣中水分析出導(dǎo)致煙囪周邊形成難以擴(kuò)散的白色煙羽。因此，需通過(guò)采用冷卻水和換熱器對(duì)脫硫漿液進(jìn)行冷卻，從而保證脫硫效率和煙氣消白。

4、然而，高溫?zé)煔饬看?，冷卻水需求量大，運(yùn)行費(fèi)用高昂且余熱回收利用率低。因此，高效回收和充分利用漿液余熱成為提升燃煤電廠(chǎng)能源利用率的技術(shù)瓶頸。

5、在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，科技人員對(duì)脫硫漿液的余熱利用展開(kāi)了多種形式的探索，余熱利用大致可分為以下三種方式：(1)采用熱交換技術(shù)，通過(guò)熱交換方式將漿液余熱取出，輸送至需求端；(2)采用液固分離技術(shù)，通過(guò)固液分離取出液相余熱，輸送至需求端；(3)采用閃蒸技術(shù)，通過(guò)閃蒸方式將漿液中的水快速變?yōu)檎羝?，輸送至需求端；但是，這些技術(shù)受制于諸多因素的限制，導(dǎo)致脫硫漿液余熱利用效率并不理想。存在的主要限制因素如下：(1)脫硫漿液中含有非均質(zhì)的石膏顆粒物，使得余熱回收系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)常發(fā)生堵塞、磨損和腐蝕等問(wèn)題；(2)脫硫漿液余熱回收系統(tǒng)的熱平衡問(wèn)題；(3)脫硫漿液系統(tǒng)的水平衡問(wèn)題。

6、為解決上述問(wèn)題，cn202211209726公開(kāi)了一種脫硫漿液余熱回收系統(tǒng)，通過(guò)補(bǔ)熱器對(duì)流通于漿液換熱器及暖風(fēng)器之間的熱媒介質(zhì)進(jìn)行補(bǔ)熱和流量調(diào)節(jié)，解決了脫硫漿液余熱回收系統(tǒng)中漿液堵塞、傳熱效率低、靈活性差等問(wèn)題。但是，該專(zhuān)利仍存在一些需要改進(jìn)的技術(shù)問(wèn)題：(1)脫硫漿液余熱回收系統(tǒng)通過(guò)熱媒介質(zhì)回收余熱，需要另外購(gòu)置熱媒介質(zhì)和相關(guān)器械裝置，費(fèi)用高昂且流程繁瑣；(2)供熱端和需求端無(wú)法直接換熱，必須通過(guò)熱媒介質(zhì)進(jìn)行兩級(jí)能量轉(zhuǎn)換，不可避免的損失部分熱量，導(dǎo)致余熱回收率相對(duì)較低。

7、因此，如何進(jìn)一步優(yōu)化脫硫漿液余熱回收系統(tǒng)的技術(shù)路線(xiàn)，既能簡(jiǎn)化工藝流程，降低投資成本，又能高效利用漿液余熱，提高投資回報(bào)，仍是本領(lǐng)域內(nèi)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種高效回收脫硫漿液余熱的換熱裝置、循環(huán)系統(tǒng)及方法，在無(wú)需熱媒介質(zhì)的條件下可實(shí)現(xiàn)脫硫漿液和鍋爐進(jìn)風(fēng)的直接換熱，簡(jiǎn)化了脫硫漿液余熱回收的工藝流程。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種高效回收脫硫漿液余熱的換熱裝置，包括進(jìn)口端箱體、出口端箱體、若干連通進(jìn)口端箱體和出口端箱體的換熱管；

4、所述的進(jìn)口端箱體底部設(shè)有漿液入口，出口端箱體頂部設(shè)有漿液出口；

5、所述的進(jìn)口端箱體內(nèi)設(shè)有斜坡，使進(jìn)口端箱體橫截面由底部至頂部逐步減小；所述的出口端箱體內(nèi)設(shè)有斜坡，使出口端箱體橫截面由頂部至底部逐步減小。

6、進(jìn)口端箱體和出口端箱體內(nèi)分別設(shè)有斜坡結(jié)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)換熱管內(nèi)漿液的流速，使每個(gè)換熱管道的漿液流速一致，充分換熱且防止?jié){液沉積堵塞換熱管。

7、優(yōu)選的，進(jìn)口端箱體內(nèi)的斜坡傾斜角度為4.5-7°；出口端箱體內(nèi)的斜坡傾斜角度為4.5-7°。

8、斜坡傾斜角度為4.5-7°是指傾斜的箱體側(cè)壁與其相對(duì)的箱體側(cè)壁之間的夾角為4.5-7°。

9、優(yōu)選的，所述的換熱管的內(nèi)徑是15-35mm。

10、優(yōu)選的，所述的高效回收脫硫漿液余熱的換熱裝置還設(shè)有引風(fēng)機(jī)，所述的換熱管設(shè)置在引風(fēng)機(jī)的入風(fēng)口。

11、引風(fēng)機(jī)加快換熱管四周的空氣流動(dòng)，使?jié){液與空氣的換熱效率更高。

12、本發(fā)明還提供了一種高效回收脫硫漿液余熱的循環(huán)系統(tǒng)，包括脫硫塔、過(guò)濾裝置、循環(huán)泵、換熱裝置、鍋爐引風(fēng)機(jī)、反沖洗水箱；

13、所述的脫硫塔底部為漿液池，漿液池上方設(shè)有噴淋層和填料層，填料層與漿液池之間的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)煙口，脫硫塔頂部設(shè)有出煙口；漿液池側(cè)壁設(shè)置有漿液循環(huán)出口，噴淋層設(shè)置有漿液循環(huán)入口；

14、所述的漿液循環(huán)出口通過(guò)管路依次連通過(guò)濾裝置、循環(huán)泵、換熱裝置、漿液循環(huán)入口；所述的換熱裝置與鍋爐進(jìn)風(fēng)換熱；

15、所述的過(guò)濾裝置包括并列設(shè)置的至少兩個(gè)過(guò)濾器；

16、所述的反沖洗水箱與循環(huán)泵和換熱裝置之間的管路連通，用于對(duì)堵塞的過(guò)濾器進(jìn)行反沖洗。

17、本發(fā)明的循環(huán)系統(tǒng)工作時(shí)，通過(guò)過(guò)濾裝置濾除大顆粒固體，幾乎100％的漿液全部輸送至換熱裝置與鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)行換熱，換熱前漿液的熱量幾乎沒(méi)有損失。并列設(shè)置至少兩臺(tái)過(guò)濾器，當(dāng)工作的過(guò)濾器發(fā)生堵塞時(shí)，可切換至另一路輸送管路保證循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；當(dāng)過(guò)濾器堵塞時(shí)，在漿液循環(huán)泵后面引入一條水管，用于輸送反沖洗水箱中的備用水對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行反沖洗，解決堵塞問(wèn)題。

18、所述的脫硫塔中，噴淋層上方的塔體中，由上至下依次設(shè)置有除霧器、冷凝器、積液槽。

19、所述的過(guò)濾器為絲網(wǎng)過(guò)濾器；過(guò)濾器孔徑為0.4-0.65mm。

20、本發(fā)明還提供了一種基于所述的循環(huán)系統(tǒng)高效回收脫硫漿液余熱的方法，包括以下步驟：

21、(1)漿液池中的脫硫漿液通過(guò)循環(huán)泵輸送至過(guò)濾裝置，過(guò)濾掉漿液中的固體大顆粒，防止管道和換熱裝置的堵塞和磨損；

22、(2)完成過(guò)濾后的漿液進(jìn)入換熱裝置，與鍋爐進(jìn)風(fēng)進(jìn)行換熱降溫；

23、(3)完成換熱后的漿液回送至脫硫塔的噴淋層，與高溫?zé)煔獍l(fā)生脫硫反應(yīng)和換熱，去除煙氣中硫份的同時(shí)冷卻煙溫；

24、(4)完成脫硫反應(yīng)的漿液回到漿液池進(jìn)行新一輪的漿液循環(huán)換熱；

25、由進(jìn)煙口進(jìn)入脫硫塔的高溫?zé)煔馔瓿擅摿蚍磻?yīng)后依次經(jīng)過(guò)積液槽、冷凝器、除霧器，進(jìn)一步冷卻和深度脫硫，最后經(jīng)出煙口排出。

26、優(yōu)選的，步驟(2)中，換熱裝置內(nèi)的漿液溫度為55～60℃，換熱裝置外鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度為-20～-30℃；換熱后漿液溫度降至10～30℃，鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度升溫至0～10℃。

27、優(yōu)選的，進(jìn)煙口進(jìn)煙溫度為110～130℃，完成脫硫反應(yīng)后的煙氣溫度為50～60℃。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

29、本發(fā)明的高效回收脫硫漿液余熱的循環(huán)系統(tǒng)，脫硫漿液無(wú)需熱媒介質(zhì)直接與需求端(鍋爐進(jìn)風(fēng))進(jìn)行換熱，減少了熱能在脫硫漿液和熱媒介質(zhì)、鍋爐進(jìn)風(fēng)之間的能量損耗，將脫硫漿液余熱利用到極致，高效地回收和利用了漿液余熱。由于脫硫漿液與鍋爐進(jìn)風(fēng)直接換熱，鍋爐進(jìn)風(fēng)加熱效果極好，脫硫漿液降溫效率高，對(duì)高溫?zé)煔獾睦鋮s和脫硫效果更佳。煙氣溫度降低導(dǎo)致煙氣流速變緩，更加緩慢地通過(guò)脫硫塔上層結(jié)構(gòu)，充分進(jìn)行冷凝和除霧，從而提升了煙氣的凈化效率。