大唐托克托6號機組煙氣冷凝除水 冷卻水與煙氣接觸+空冷

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:工程概況

大唐托克托電廠6號機組節(jié)水項目采用的是清新環(huán)境公司開發(fā)的濕法脫硫零補水技術(shù)，即煙氣冷卻除水技術(shù)。是通過在傳統(tǒng)脫硫吸收塔后串聯(lián)冷卻凝結(jié)塔的方式，回收脫硫凈煙氣中的飽和水汽，從而達到脫硫零補水的效果。

工藝中，冷卻塔采用―旋匯耦合‖技術(shù)后，在極小的液氣比條件下即可實現(xiàn)氣液的充分接觸換熱，提高了換熱效率。同時旋匯耦合裝置擁有良好的氣液接觸功能也保證了煙氣中夾帶的塵和石膏液滴的捕悉，再經(jīng)過管束除塵器進一步除塵。系統(tǒng)整體不但能夠回收水分，同時可以對污染物進行二次脫除。

濕法脫硫零補水新工藝中試項目在位于大唐托克托電廠6號600MW機組脫硫島內(nèi)展開，搭建了滿負荷約20000Nm3/h煙氣量的熱態(tài)試驗臺架。實驗人員通過調(diào)整不同工況下的節(jié)水裝置運行方式，驗證裝置的可行性，獲得不同工況下的試驗數(shù)據(jù)，通過試驗手段量化不同運行參數(shù)對節(jié)水系統(tǒng)效率的影響、對煙風系統(tǒng)的阻力影響、對二氧化硫、粉塵的二次脫除效果影響，測評不同運行條件對水回收系統(tǒng)的影響，驗證了技術(shù)的可行性。

2技術(shù)原理

如圖1所示，脫硫吸收塔排出的飽和凈煙氣進入冷卻凝結(jié)塔，經(jīng)過旋匯耦合裝置與噴淋的冷卻循環(huán)水進行劇烈的汽水混合，實現(xiàn)換熱降溫冷凝，大顆粒的冷凝液被循環(huán)噴淋水捕集直接進入冷凝塔底水池，其余的細小液滴被管束式除塵除霧器捕集后進入水池。

當冷凝塔捕集下的水逐漸增加，液位超過塔底水池溢流液位時，冷凝水通過溢流管轉(zhuǎn)移至緩沖箱。緩沖箱設置循環(huán)冷卻水泵，將箱內(nèi)的冷凝水泵送至空冷器降溫后，噴淋到冷凝塔內(nèi)，實現(xiàn)冷凝水系統(tǒng)的循環(huán)工作。多余的冷凝水通過緩沖箱冷凝外排水泵，或者緩沖箱溢流收集，最終實現(xiàn)冷凝水回收。

自脫硫吸收塔來的凈煙氣經(jīng)過循環(huán)冷卻水降溫，熱量轉(zhuǎn)移至冷凝塔塔底水池內(nèi)的冷凝循環(huán)水，該循環(huán)水轉(zhuǎn)移至循環(huán)水箱后，由空冷器降溫，最后熱量轉(zhuǎn)移至環(huán)境空氣，此過程實現(xiàn)系統(tǒng)熱量循環(huán)。

冷卻凝結(jié)塔冷卻凝結(jié)下來的冷凝液可作為脫硫系統(tǒng)的工藝水補水、除霧器沖洗水、制漿用水等，基本實現(xiàn)脫硫系統(tǒng)零耗水。此外冷卻凝結(jié)塔循環(huán)噴淋的低溫凝結(jié)水溶液可促進凈煙氣中少量的SO2的吸收，有助于降低出口冷凝煙氣的SO2、煙塵濃度，可作為超凈排放的二次屏障，使脫硫系統(tǒng)的脫硫效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性更高。

圖1零補水濕法脫硫工藝流程圖

冷卻塔采用“旋匯耦合”技術(shù)后，在極小的液氣比條件下即可實現(xiàn)氣液的充分接觸換熱，提高了換熱效率。同時旋匯耦合裝置擁有良好的氣液接觸功能也保證了煙氣中夾帶的塵和石膏液滴的捕悉。再經(jīng)過管束除塵器進一步除塵后，可將最終的塵排放量濃度控制在3mg/Nm3(標態(tài)干基6%氧)以下。

管束式除塵器同時也起到降低冷凝煙氣夾帶水量的作用。冷卻凝結(jié)塔循環(huán)噴淋的低溫凝結(jié)水溶液可促進凈煙氣中少量的SO2溶解，有助于降低出口冷凝煙氣的SO2濃度，可作為保證SO2排放濃度的保障措施，使脫硫系統(tǒng)的脫硫效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性更高。

冷卻凝結(jié)塔內(nèi)利用氣液直接接觸的高效換熱，冷卻循環(huán)液通過空冷器間壁氣液換熱，換熱效率高，可有效保證和控制凈煙氣的降溫凝結(jié)過程。空氣與煙氣直接冷凝換熱過程中，換熱系數(shù)僅46～57W/m2℃；本工藝噴淋液與凈煙氣在湍流器作用下空間換熱系數(shù)高達20000W/m3℃以上；

循環(huán)冷卻液與空氣在空冷器內(nèi)的換熱系數(shù)610～730W/m2℃；從換熱系數(shù)上可以看出本工藝的換熱效率要高于常規(guī)的空氣間壁直接冷凝。對于原煙氣溫度與設計溫度發(fā)生較大變化時，本工藝可以采取的措施包括，調(diào)整噴淋量，調(diào)整運行溫度，調(diào)整冷卻空氣流量等，來保證煙氣冷凝水量的穩(wěn)定；

在極端條件下，還可以采用空冷器噴淋的方式強制降溫，來保證冷凝煙氣的穩(wěn)定運行。本工藝采用冷卻凝結(jié)塔構(gòu)造，下部可儲存大量的凝結(jié)水。夏季白天極高溫環(huán)境條件下，無法回收大量水供給吸收塔消耗時，可用儲存水補充；夜間低溫時，回收過量的水儲存在冷凝塔內(nèi)。

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