脫硫中的循環(huán)再熱

時(shí)間：2014-05-30 11:48:17

作者：世邦機(jī)器

循環(huán)再熱系統(tǒng)將吸收塔上游原煙氣的熱量傳給吸收塔下游的潔凈煙氣，這種煙氣再熱裝置常簡(jiǎn)稱為GGH。在日本和德國(guó)的大多數(shù)機(jī)組上使用了循環(huán)再熱系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，自20世紀(jì)80年代初期開(kāi)始，已有數(shù)百個(gè)FGD系統(tǒng)采用了回轉(zhuǎn)再生式熱交換器。

盡管所有的循環(huán)再熱系統(tǒng)具有相對(duì)較低的運(yùn)行費(fèi)用，但它們的初投資卻很高。由于要處理全部煙氣，這些換熱設(shè)備需要做得很大，制造材料還要能夠承受高腐蝕環(huán)境。

回轉(zhuǎn)式熱交換器有換熱片旋轉(zhuǎn)和風(fēng)罩旋轉(zhuǎn)兩種。煙氣通常從垂直方向流入回轉(zhuǎn)式熱交換器，但也有將回轉(zhuǎn)式熱交換器的煙氣流動(dòng)方向設(shè)計(jì)成水平方向。當(dāng)回轉(zhuǎn)式熱交換器使煙氣從水平方向流入流出時(shí)，可以減少煙氣的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)彎次數(shù)，從而使FGD系統(tǒng)布置得更為緊湊。

回轉(zhuǎn)式換熱器的缺點(diǎn)是高壓側(cè)的煙氣會(huì)向低壓側(cè)泄漏。在大多數(shù)電廠脫硫技術(shù)系統(tǒng)中，引風(fēng)機(jī)或增壓風(fēng)機(jī)位于吸收塔上游，這使未處理的煙氣具有較高的壓力。吸收塔入口側(cè)煙氣（包括旁路煙氣）向吸收塔出口側(cè)煙氣的泄漏（可高達(dá)5%）就產(chǎn)生了，這會(huì)降低FGD系統(tǒng)的總脫硫效率。

引風(fēng)機(jī)（或增壓風(fēng)機(jī)）也可設(shè)置在吸收塔出口與再熱器之間，這可將總的煙氣泄漏量減少到0.75%以下。這解決了未處理煙氣旁路吸收塔的問(wèn)題，但風(fēng)機(jī)需要在腐蝕性嚴(yán)重得多的環(huán)境中運(yùn)行。

國(guó)外有廠家通過(guò)在回轉(zhuǎn)式熱交換器的原煙氣和凈煙氣之間，引入高壓的凈煙氣（從煙囪處抽取），形成一道凈煙氣組成的氣簾，可有效防止原煙氣向凈煙氣的泄漏。有關(guān)資料表明，采用這種密封系統(tǒng)，可使原煙氣向凈煙氣的泄漏降低至0.3%以下。

循環(huán)再熱系統(tǒng)中，也有采用管殼式熱交換器的，管殼式熱交換器有兩組換熱器，在它們之間采用熱媒體傳遞熱量。在熱媒體泵的作用下，熱媒體將原煙氣的熱量傳遞給凈煙氣，熱媒體可以是水、礦物油或其他液體。因?yàn)槿肟跓煹琅c出口煙道之間沒(méi)有直接相連，所以在吸收塔前后沒(méi)有煙氣泄漏。

熱管換熱器是一種不帶泵或其他轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的特殊管殼式熱交換器，熱流體和冷流體的密度差引起流體在傾斜換熱管之間流動(dòng)。大多數(shù)熱管換熱器安裝時(shí)要求入口煙道和出口煙道相互靠近；但有一種應(yīng)用廣泛的分體式熱管換熱器設(shè)計(jì)方案。

根據(jù)吸收塔進(jìn)、出口煙道和煙囪之間的相對(duì)位置，這種分體式熱管換熱器對(duì)煙道布置的要求不高。

國(guó)內(nèi)有廣家正在試驗(yàn)一種新的GGH布置方案，即采用三維內(nèi)肋管作為GGH內(nèi)的換熱材料。這種三維內(nèi)肋管的管內(nèi)壁加工有許多肋刺，可顯著提高煙氣在管內(nèi)的傳熱系數(shù)。在這種新型GGH中，原煙氣從管內(nèi)流過(guò)，凈煙氣橫掠管外。這種新型布置方案的非常大優(yōu)點(diǎn)是：換熱裝置結(jié)構(gòu)緊湊，與熱管換熱器一樣不會(huì)消耗電能。這種技術(shù)的關(guān)鍵是：需要找到一種既能抵抗原煙氣腐蝕，又能抵抗凈煙氣腐蝕的換熱管材或防腐處理方案。

循環(huán)再熱降低了進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度，這既降低了煙氣的絕熱飽和溫度，又減少了吸收塔內(nèi)的蒸發(fā)速率。這對(duì)電廠脫硫工藝系統(tǒng)的水平衡和物料平衡具有重大影響，因?yàn)镕GD系統(tǒng)中的大多數(shù)水分都是被高溫?zé)煔庹舭l(fā)掉的。因?yàn)檎舭l(fā)水量減少，額外的補(bǔ)充水流量就需要仔細(xì)控制。較低的吸收塔入口煙溫可能會(huì)降低硫酸的露點(diǎn)溫度，這會(huì)在布置在吸收塔入口的換熱器和入口煙道產(chǎn)生極嚴(yán)重的腐蝕環(huán)境。