一种烟气相变储能余热利用及收水系统的制作方法

本技术涉及湿法脱硫之后的烟气提水以及节能领域,具体涉及一种烟气相变储能余热利用及收水系统。

背景技术：

1、石灰石-石膏等湿法脱硫技术是目前应用最广泛烟气脱硫工艺，投资少，运行费用低，大量的应用于燃煤发电厂的烟气治理中，湿法脱硫消耗大量工艺水，湿法脱硫工艺同时浪费了大量烟气中的热量，烟气中的热量没有得到充分的利用。

2、湿法脱硫消耗水高的主要原因为高温烟气降温蒸发需要水，高温烟气降温，不但造成水消耗量过大，而且造成大量的能源浪费，烟气中的热量很大一部分转化为水蒸气的潜热，但该水蒸汽温度过低，热量不能充分而合理的利用；同时脱硫产物会附带水、控制氯等循环物的累计等需要外排水等也需要消耗一定量的水。

3、人们持续关注低温烟气热量的利用，但烟气成分复杂含有酸性气体以及大量颗粒物等会造成酸露点问题、换热器结垢等问题，没有太好的利用方式。

4、烟气中排放的热量可以用于预热锅炉用风，提高锅炉的效率，而我国北方地区对锅炉用风还有加热防冻措施，一般采用蒸汽，浪费了大量的热量。若采用烟气防冻及预热锅炉用风，将进一步的提高锅炉的效率，实现节能的目的。

5、相变储能技术是一种利用相变材料相变时吸收或者释放大量潜热并可以保持温度恒定的热量利用及回收技术，相变潜热所蕴藏的能量比固体或者液体的显热大得多，可以广泛用于工业热能回收利用、空调领域以及新能源等领域。

6、若结合相变储能技术与烟气提水技术应用电厂烟气的治理中，则可以实现净烟气的降温，实现从饱和净烟气的收水目的，可以减少烟气提水的成本，同时能利用烟气中的热量加热锅炉用风，提高锅炉的效率，还可以实现冬季锅炉用风加热的目的。相变储能系统的投用也减少了烟气循环冷却水的降温成本。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种烟气相变储能余热利用及收水系统,以实现烟气余热利用，解决湿法脱硫系统工艺水耗水量大的问题，实现湿法脱硫工艺的零补水，同时可以提高锅炉的效率，降低烟气收水的成本。该系统具有相变蓄热、换热及热回收功能。该系统可以应用于需要提高热效率以及回收水的天然气锅炉、生物质锅炉，同时达到收水及节能的目的。

2、本实用新型所提供的技术方案如下：

3、一种烟气相变储能余热利用及收水系统，包括：

4、脱硫吸收塔，所述脱硫吸收塔包括自下而上依次连通设置的烟气脱硫塔和烟气收水塔；

5、循环水装置，其连通所述烟气收水塔；

6、以及原烟气相变蓄热换热器和净烟气相变蓄热换热器；

7、其中：

8、所述原烟气相变蓄热换热器、所述烟气脱硫塔、所述烟气收水塔和所述净烟气相变蓄热换热器依次连通；

9、或者，所述净烟气相变蓄热换热器和所述原烟气相变蓄热换热器依次连通。

10、基于上述技术方案：

11、原烟气首先经原烟气相变蓄热换热器蓄热降温后，进入烟气脱硫塔，为节省占地面积，烟气收水塔通过升气装置与脱硫吸收塔顶端出口连接，也可以通过烟道与烟气收水塔连接。烟气经烟气收水塔收水，同时烟气中的酸性气体及颗粒物等被循环水二次捕集，实现了污染物及颗粒物的二次捕集，然后进入净烟气相变蓄热换热器后排入大气。烟气收水塔底部的净烟气冷凝水通过输水管道溢流至循环水箱，循环水箱内的水通过循环水泵，经备用空冷器冷却后重新返回烟气收水塔，完成循环。

12、对于锅炉用空气，锅炉用空气经已经蓄热的净烟气相变蓄热换热器，回收其中的热量，锅炉用空气温度得到提升，净烟气相变蓄热换热器的蓄热介质相态变化，温度降低。升温后的锅炉用空气进入已经蓄热的原烟气相变蓄热换热器，回收其中的热量，原烟气相变蓄热换热器的蓄热介质相态变化，温度降低，升温后的锅炉用空气进入锅炉作为锅炉用风。

13、烟气收水塔回收的水以及净烟气相变蓄热换热器冷凝下来的水进入循环水箱，回收下来的水最终由外排水泵送出，ph值较低时采用ph值调节系统进行调节。

14、具体的，所述原烟气相变蓄热换热器包括一个第一蓄热换热器。

15、具体的，所述原烟气相变蓄热换热器包括至少两个第一蓄热换热器，各所述第一蓄热换热器并联设置。

16、具体的，各所述第一蓄热换热器的各个进出口分别连通设置有一个正向阀门和一个反向阀门。

17、原烟气相变蓄热换热器和净烟气相变蓄热换热器组成烟气余热利用系统。原烟气相变蓄热换热器，用于蓄存原烟气中的显热。锅炉用空气依次通过净烟气相变蓄热换热器、原烟气相变蓄热换热器实现烟气余热的利用。因此，需要通过操作各正向阀门和反向阀门，让原烟气先后经过原烟气相变蓄热换热器和净烟气相变蓄热换热器，以及切换至让过锅炉用空气先后经过净烟气相变蓄热换热器和原烟气相变蓄热换热器。

18、具体的，可同时开启各正向阀门，并同时关闭各反向阀门，让原烟气先后经过原烟气相变蓄热换热器和净烟气相变蓄热换热器。然后，可同时关闭各正向阀门，并同时打开各反向阀门，切换至让过锅炉用空气先后经过净烟气相变蓄热换热器和原烟气相变蓄热换热器。

19、具体的，所述原烟气相变蓄热换热器包括一个第二蓄热换热器。

20、具体的，所述原烟气相变蓄热换热器包括至少两个第二蓄热换热器，各所述第二蓄热换热器并联设置。

21、具体的，各所述第二蓄热换热器的各个进出口分别连通设置有一个正向阀门和一个反向阀门。

22、具体的，所述烟气收水塔包括自下而上依次的升气管层、喷淋换热层和除雾层，所述升气管层包括若干竖向设置在隔板上的升气管，各所述升气管的下端连通所述烟气脱硫塔，各所述升气管的上端设置有升气帽，在所述隔板的上方设置有溢流口。

23、具体的，所述除雾层由过滤式除尘器、平板式除雾器、管束式除尘器、屋脊式除雾器或旋流板除雾器构成。

24、具体的，所述循环水装置包括依次连通设置的循环水箱、循环水泵和空冷器，所述溢流口连通所述循环水箱，所述空冷器连通所述喷淋换热层。

25、进一步的，所述循环水箱设置有ph值调节系统。

26、进一步的，所述循环水箱设置有外排水泵。

27、进一步的，所述净烟气相变蓄热换热器的冷凝水口连通所述环水箱。

28、净烟气相变蓄热换热器用于蓄存烟气收水塔排出的净烟气中的热量，同时净烟气降温，烟气中的饱和水凝结，也可达到收水的目的，回收的水通过管道送至循环水箱。

29、具体的，各所述蓄热换热器包括：

30、由换热器外壳和两侧的换热器端壳组成的壳体，各所述换热器端壳设置有一个进出口；

31、以及通过内部支撑板固定设置在所述换热器外壳内的若干储热囊，各所述储热囊内填充相变储热介质。

32、相变储热介质可选择现有的有机相变材料或无机相变材料，其中有机相变材料主要可选择高级脂肪烃类、脂肪酸类、醇类、芳香烃类、芳香酮类、酰胺类、氟利昂类、多羰基类等，包括但不限于十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、四氢呋喃、油酸、辛酸、乙酸、聚乙二醇400、聚乙二醇、己二酸二甲酯、硬脂酸异丙酯、丙基棕榈酸酯、硬脂酸丁酯、二甲基亚砜、甘油、四丁基溴化铵等。无机相变材料可采用zncl2、fecl3、cacl2、cucl2、nh4cl、mgso4、bacl2、cuso4、na2so4、cabr2、mn(no3)2、mgcl2、lino3、zn(no3)2等。

33、本实用新型的有益效果是：

34、1.烟气收水塔具有二次污染物的脱除功能以及消白的功能；

35、2.先通过原烟气相变蓄热换热器、净烟气相变蓄热换热器能有效的回收烟气中的热量，空气再依次通过净、原烟气相变蓄热换热器实现空气温度梯次升高；

36、3.相变蓄能介质的单位体积蓄能能力远高与单相介质的蓄能能力。同时相变蓄能介质在相变蓄能放能的过程中能保持在固定的温度下，使传热温差可以保持在相对较高的范围内，传热效果好；

37、4.收水的水质好，经过简单的物理过滤、ph值调节后即可应用于其他工艺系统作为一般工艺水使用；

38、5、通过合理设置储冷装置的规模，还可以实现夏季高温季节低成本烟气收水(蓄存晚上空气的冷量，用于白天烟气收水塔出口烟气的降温)；

39、6.净烟气相变蓄热换热器在蓄能过程中，还可以进一步的凝结净烟气中的水分，进一步的回收烟气中的水。