一种消除烟气白色尾迹的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种消除烟气白色尾迹的系统及方法，包括能源供给设备，热泵，烟囱，能源供给设备用于提供热泵工作的驱动能源；本发明专利技术利用烟气的焓湿物性随温度变化的特点，利用热泵原理，消耗少量的蒸汽和电力用于驱动热泵循环，利用驱动热源和烟气自身所含的热量先冷却烟气降低烟气温度除湿，然后再加热烟气升高烟气温度降低烟气相对湿度，有效地消除烟气白色尾迹，并且可对烟气所含中的水蒸气的一部分进行回收再利用，而且烟气中的细微颗粒污染物和可溶性污染物也随烟气凝结水被收集起来，使排放到大气中的烟气更加清洁更加干净，烟气对大气雾霾污染的贡献度被大幅降低。

A System and Method for Eliminating White Wake of Flue Gas

The invention provides a system and method for eliminating the white tail of flue gas, including energy supply equipment, heat pump, chimney and energy supply equipment for providing driving energy for heat pump operation; The invention utilizes the characteristics of the enthalpy-wet property of flue gas changing with temperature, uses heat pump principle, consumes a small amount of steam and electricity for driving heat pump cycle, and uses driving heat source and flue gas itself. The heat contained in the flue gas is first cooled to reduce the temperature of flue gas and dehumidify, then heated to increase the temperature of flue gas and reduce the relative humidity of flue gas, effectively eliminating the white tail of flue gas, and can recycle and reuse part of the water vapor contained in the flue gas. Moreover, the fine particulate pollutants and soluble pollutants in the flue gas are also collected with the condensate water of flue gas, so that they can be discharged to a large extent. Smoke in the air is cleaner and cleaner. The contribution of smoke to haze pollution is greatly reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种消除烟气白色尾迹的系统及方法
本专利技术属于节能减排
，具体涉及一种消除烟气白色尾迹的系统及方法。
技术介绍
燃煤电厂烟气经烟囱排入大气，因天空背景色和天空光照、观察角度等原因，视觉上通常为白色、灰色、蓝色等，成为“有色烟羽”，然而经过节能减排技术的不断发展，目前“有色烟羽”主要以“白色烟羽”较为常见。我国大部分燃煤发电机组脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺(下称湿法脱硫)，该工艺可使烟气温度降低至45～55℃，这些低温饱和湿烟气直接经烟囱进入大气环境，遇冷凝结成微小液滴，从而产生“白色烟羽”。湿法脱硫工艺以其脱硫效率高，运行成本低，技术成熟，运行操作简单等优势在烟气脱硫净化处理领域占据绝对主导地位。在国内烟气脱硫净化领域约占95％以上，在烟气超低排放治理领域湿法脱硫工艺占到99％以上。通常，在火电厂、供热厂、水泥厂、玻璃厂、陶瓷厂、钢铁厂等场合，锅炉和窑炉燃烧燃煤或者燃生物质等化石燃料都会产生烟气，通过湿法脱硫的过程，脱硫浆液与高温烟气接触，一方面水分蒸发、增加烟气含湿量，另一方面，烟气温度降低，烟气携带水蒸气的能力降低。烟气达到饱和状态后，会携带部分小液滴。携带小液滴的饱和湿烟气经过除雾器除去部分液滴后排入大气，由于环境温度比烟气温度低，饱和湿烟气中的水分凝结小液滴，烟气最终通过烟囱排放至大气层中，排入大气层中的白色烟气在空中留下明显的尾迹，形成“白色烟羽”。而天然气燃烧的烟气含水量本身远远高于燃煤烟气的含水量，即使不对天然气燃烧的烟气实施湿法脱硫，在排烟温度降低时，也会形成明显的“白色烟羽”。环境温度越低、环境湿度越大、“白色烟羽”越长。烟气的白色是烟气中所含的水蒸气形成的，白色烟气水雾不仅是造成大气雾霾污染的成因之一，也是地表水资源蒸发到大气中造成水资源大量浪费的途径之一，还是一种城市视觉污染。为了消除白色烟气尾迹，有人专利技术了取用江河湖水通过换热器间接冷却烟气或者不用换热器直接喷淋烟气的系统，也有人专利技术了采用蒸汽通过换热器间接加热烟气的系统或采用高温烟气直接或者通过换热器间接加热烟气的系统，但是，这些方法都不可避免地要消耗大量电力和热力或者消耗大量水资源，不符合节能降耗发展方向，这些方法投资大、运行费用高，并且在缺低温水源或者缺高温热源的场合也不可行。
技术实现思路
本专利技术采用，有效地消除烟气白色尾迹，本法专利技术具体技术方案为：一种消除烟气白色尾迹的系统，包括能源供给设备，热泵，烟囱，所述能源供给设备、热泵、烟囱依次连接，热泵包括烟气降温单元、烟气加热单元、凝结水回收单元，烟气降温单元与所述能源供给设备连接，凝结水回收单元与烟气降温单元连接，烟气加热单元与烟气降温单元连接，烟气加热单元和烟囱连接；进一步的，烟气加热单元包括吸收式热泵吸收器和热泵冷凝器，热泵冷凝器与吸收式热泵吸收器相互连接；进一步的，还包括蒸汽循环单元，蒸汽循环单元分别与吸收式热泵吸收器和热泵冷凝器连接；进一步的，蒸汽循环单元包括吸收式热泵发生器和吸收式热泵溶液泵，吸收式热泵发生器分别与吸收式热泵吸收器和热泵冷凝器连接，吸收式热泵溶液泵分别与吸收式热泵发生器和吸收式热泵吸收器连接；进一步的，还包括压缩式热泵膨胀阀和压缩式热泵压缩机，压缩式热泵膨胀阀分别连接烟气降温单元和烟气加热单元，压缩式热泵压缩机分别连接所述烟气降温单元和烟气加热单元；一种消除烟气白色尾迹的方法，包括以下步骤：步骤1：烟气降温，能源供给设备通过供给驱动能源驱动热泵工作，热泵工作时，待处理烟气进入烟气降温单元被冷却降温同时烟气中的水凝结析出；步骤2：回收凝结水及污染物，凝结水回收单元回收烟气降温单元中烟气凝结的水，同时烟气中的水在凝结过程中将烟气中的细微颗粒污染物和可溶性污染物带出，一并进入凝结水回收单元进行回收处理；步骤3：烟气升温，降温后的烟气从烟气降温单元中排出后，进入烟气加热单元进行加热升温，此时烟气的温度升高，相对湿度降低；步骤4：烟气排放，经过升温的烟气为无色烟气，从烟囱排入大气层中，白色烟气尾迹消逝；优选的，热泵为吸收式热泵；进一步的，还包括蒸汽循环步骤，驱动能源驱动吸收式热泵发生器加热吸收式热泵稀溶液，将吸收式热泵稀溶液中的水蒸发出来，形成吸收式热泵浓溶液并进入吸收式热泵吸收器，蒸发出来的水蒸气作为吸收式热泵工质蒸汽进入热泵冷凝器，吸收式热泵工质蒸汽将热量释放给烟气后变成高温凝结水，高温凝结水在烟气降温单元中膨胀吸收烟气中的热量，烟气在烟气降温单元中释放热量温度降低，膨胀后的膨胀蒸汽进入吸收式热泵吸收器，被吸收式热泵浓溶液吸收形成吸收式热泵稀溶液，通过吸收式热泵溶液泵返回吸收式热泵发生器循环再利用优选的，热泵为压缩式热泵。本专利技术利用烟气的焓湿物性随温度变化的特点，利用热泵原理，消耗少量的蒸汽和电力用于驱动热泵循环，升高烟气温度，降低相对湿度，有效地消除烟气白色尾迹，并且可对烟气所含中的水蒸气的一部分进行回收再利用，而且烟气中的细微颗粒污染物和可溶性污染物也随烟气凝结水被收集起来，使排放到大气中的烟气更加清洁更加干净，烟气对大气雾霾污染的贡献度被大幅降低。附图说明图1为本专利技术消除烟气白色尾迹系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例1的系统结构示意图；图3为本专利技术实施例2的系统结构示意图，图中：驱动能源1，吸收式热泵驱动能源1-1，压缩式热泵驱动能源1-2，热泵2，烟气降温单元2-1，烟气加热单元2-2，吸收式热泵吸收器2-2-1，热泵冷凝器2-2-2，压缩式热泵冷凝器2-2-3，吸收式热泵稀溶液2-3，吸收式热泵溶液泵2-4，吸收式热泵浓溶液2-5，吸收式热泵发生器2-6，吸收式热泵工质蒸汽2-7，高温凝结水2-8，膨胀蒸汽2-9，压缩式热泵气态膨胀工质2-10，压缩式热泵膨胀阀2-11，压缩式热泵低温高压液体工质2-12，压缩式热泵高温高压气态工质2-13，压缩式热泵压缩机2-14，待处理烟气3-1，降温后的烟气3-2，在吸收式热泵吸收器中加热后的烟气3-3-1，在热泵冷凝器中加热后排入大气层中没有白烟的烟气3-3，烟气被冷却降温过程中凝结出来的水4。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。如图1所示，本专利技术的消除烟气白色尾迹的系统主要设备包括能源供给设备，热泵2，烟囱，能源供给设备用于提供热泵工作的驱动能源1，该驱动能源1可以是吸收式热泵驱动能源1-1即蒸汽或者高温烟气，也可以是压缩式热泵驱动能源1-2即电力；热泵2可以是吸收式热泵或者是压缩式热泵；吸收式热泵的工质是溴化锂等溶液，压缩式热泵的工质氨气等制冷剂；热泵2包括烟气降温单元2-1、烟气加热单元2-2，凝结水回收单元，其中烟气降温单元2-1为热泵取热单元，具体可以是热泵蒸发器，烟气加热单元2-2为热泵放热单元，一般是由吸收式热泵吸收器2-2-1和热泵冷凝器2-2-2组成或直接为压缩式热泵冷凝器，凝结水回收单元用来回收烟气降温后析出的水，以及蒸汽循环过程中产生的水。烟气降温单元2-1中，有循环水作为待处理烟气3-1与热泵2的制冷剂之间的传热中间介质，循环水分别与制冷剂和待处理烟气3-1交换热量，烟气降温单元2-1可以是间壁式热交换器，循环水与制冷剂之间的热交换通过间壁式热交换器进行，循环水从间壁式换热器的热侧通过，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除烟气白色尾迹的系统，包括能源供给设备，热泵，烟囱，所述能源供给设备、热泵、烟囱依次连接，其特征在于，所述热泵包括烟气降温单元、烟气加热单元、凝结水回收单元，所述烟气降温单元与所述能源供给设备连接，所述凝结水回收单元与所述烟气降温单元连接，所述烟气加热单元与所述烟气降温单元连接，所述烟气加热单元和所述烟囱连接。

【技术特征摘要】
1.一种消除烟气白色尾迹的系统，包括能源供给设备，热泵，烟囱，所述能源供给设备、热泵、烟囱依次连接，其特征在于，所述热泵包括烟气降温单元、烟气加热单元、凝结水回收单元，所述烟气降温单元与所述能源供给设备连接，所述凝结水回收单元与所述烟气降温单元连接，所述烟气加热单元与所述烟气降温单元连接，所述烟气加热单元和所述烟囱连接。2.根据权利要求1所述的消除烟气白色尾迹的系统，其特征在于，所述烟气加热单元包括吸收式热泵吸收器和热泵冷凝器，所述热泵冷凝器与所述吸收式热泵吸收器相互连接。3.根据权利要求2所述的消除烟气白色尾迹的系统，其特征在于，还包括蒸汽循环单元，所述蒸汽循环单元分别与所述吸收式热泵吸收器和所述热泵冷凝器连接。4.根据权利要求3所述的消除烟气白色尾迹的系统，其特征在于，所述蒸汽循环单元包括吸收式热泵发生器和吸收式热泵溶液泵，所述吸收式热泵发生器分别与所述吸收式热泵吸收器和所述热泵冷凝器连接，所述吸收式热泵溶液泵分别与所述吸收式热泵发生器和所述吸收式热泵吸收器连接。5.根据权利要求1所述的消除烟气白色尾迹的系统，其特征在于，还包括压缩式热泵膨胀阀和压缩式热泵压缩机，所述压缩式热泵膨胀阀分别连接所述烟气降温单元和所述烟气加热单元，所述压缩式热泵压缩机分别连接所述烟气降温单元和所述烟气加热单元。6.一种消除烟气白色尾迹的方法，其特征在于，包括以下步骤：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊峰，王凡，
申请(专利权)人：李俊峰，王凡，
类型：发明
国别省市：北京,11