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脱硫中的循环再热

时间:2014-05-30 11:48:17

作者:世邦机器

循环再热系统将吸收塔上游原烟气的热量传给吸收塔下游的洁净烟气,这种烟气再热装置常简称为GGH。在日本和德国的大多数机组上使用了循环再热系统,在这些系统中,自20世纪80年代初期开始,已有数百个FGD系统采用了回转再生式热交换器。

尽管所有的循环再热系统具有相对较低的运行费用,但它们的初投资却很高。由于要处理全部烟气,这些换热设备需要做得很大,制造材料还要能够承受高腐蚀环境。

回转式热交换器有换热片旋转和风罩旋转两种。烟气通常从垂直方向流入回转式热交换器,但也有将回转式热交换器的烟气流动方向设计成水平方向。当回转式热交换器使烟气从水平方向流入流出时,可以减少烟气的长度和转弯次数,从而使FGD系统布置得更为紧凑。

回转式换热器的缺点是高压侧的烟气会向低压侧泄漏。在大多数电厂脱硫技术系统中,引风机或增压风机位于吸收塔上游,这使未处理的烟气具有较高的压力。吸收塔入口侧烟气(包括旁路烟气)向吸收塔出口侧烟气的泄漏(可高达5%)就产生了,这会降低FGD系统的总脱硫效率。

引风机(或增压风机)也可设置在吸收塔出口与再热器之间,这可将总的烟气泄漏量减少到0.75%以下。这解决了未处理烟气旁路吸收塔的问题,但风机需要在腐蚀性严重得多的环境中运行。

国外有厂家通过在回转式热交换器的原烟气和净烟气之间,引入高压的净烟气(从烟囱处抽取),形成一道净烟气组成的气帘,可有效防止原烟气向净烟气的泄漏。有关资料表明,采用这种密封系统,可使原烟气向净烟气的泄漏降低至0.3%以下。

循环再热系统中,也有采用管壳式热交换器的,管壳式热交换器有两组换热器,在它们之间采用热媒体传递热量。在热媒体泵的作用下,热媒体将原烟气的热量传递给净烟气,热媒体可以是水、矿物油或其他液体。因为入口烟道与出口烟道之间没有直接相连,所以在吸收塔前后没有烟气泄漏。

热管换热器是一种不带泵或其他转动机械的特殊管壳式热交换器,热流体和冷流体的密度差引起流体在倾斜换热管之间流动。大多数热管换热器安装时要求入口烟道和出口烟道相互靠近;但有一种应用广泛的分体式热管换热器设计方案。

根据吸收塔进、出口烟道和烟囱之间的相对位置,这种分体式热管换热器对烟道布置的要求不高。

国内有广家正在试验一种新的GGH布置方案,即采用三维内肋管作为GGH内的换热材料。这种三维内肋管的管内壁加工有许多肋刺,可显著提高烟气在管内的传热系数。在这种新型GGH中,原烟气从管内流过,净烟气横掠管外。这种新型布置方案的非常大优点是:换热装置结构紧凑,与热管换热器一样不会消耗电能。这种技术的关键是:需要找到一种既能抵抗原烟气腐蚀,又能抵抗净烟气腐蚀的换热管材或防腐处理方案。

循环再热降低了进入吸收塔的烟气温度,这既降低了烟气的绝热饱和温度,又减少了吸收塔内的蒸发速率。这对电厂脱硫工艺系统的水平衡和物料平衡具有重大影响,因为FGD系统中的大多数水分都是被高温烟气蒸发掉的。因为蒸发水量减少,额外的补充水流量就需要仔细控制。较低的吸收塔入口烟温可能会降低硫酸的露点温度,这会在布置在吸收塔入口的换热器和入口烟道产生极严重的腐蚀环境。

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