烟气脱白到底用哪种换热器最经济划算.docx
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烟气脱白到底用哪种换热器最经济划算
热管换热器
--应用在烟气脱白上的优势
北
京
勇
创
节
能
设
备
有
限
公
司
作者:
热管陈炼
2018.8.13
本文目录:
一:
环保形式变化及升温脱白的原理
二:
热管式换热器的换热原理,及与其他换热方式的对比
三:
升温脱白的实际应用。
四:
附件
一:
环保环境变化及脱白的原理
2013年9月7日,习近平在哈萨克斯坦纳扎尔巴耶夫大学的演讲时说“绿水青山就是金山银山”,这句话吹响了中国大力改善环境治理的号角。
尤其是冲2017年11月以后,我国更是开始对大型的燃煤企业进行停改,整改。
在的对电力,钢铁,水泥,焦化,玻璃等行业要求的超低排放的基础上,更是严格到了不允许烟囱口再有视觉上能看见的“白烟”。
于是,消除白烟,已经成为很多燃煤锅炉企业必须要解决的问题。
其实,现在企业的排烟都是经过脱硫脱硝除尘以后的烟气,达到了超低排放的标准。
视觉上的烟气成分,绝大部分都是因为烟气湿度过大,水蒸气在烟囱口凝结而产生的水雾。
因此,想要脱白,第一要降低烟气中水蒸气的含量;第二,只要提高排烟的温度,让排放的烟气成为“干烟气”。
使得烟气温度冷却到露点温度之前已经在烟囱口扩散开来。
就能实现真正的“脱白”目的。
顺便冷凝出的水分,也会带出很多脱硫产物:
硫酸盐,氯离子,硝酸盐,等物质,这些都是形成雾霾的直接因素。
烟气冷凝水
让脱硫塔出口的净烟气升温,成为干烟气。
为了实现这个目标,如果再消耗能源,来给排烟升温,显然是最不经济方法,会给企业增加大量的能源消耗,顺便还会给环境增加更多的污染源。
我公司根据工况现场实际勘查发现,在脱硫脱硝的工艺上,烟气温度有200℃以上,而除尘之前后也有160℃以上。
我们可以利用这些热源,给脱硫塔出口的净烟气升温,所以我们设计出新型气气换热设备,让前端的高温烟气来加热后端的低温烟气,来实现“脱白”的目的。
二:
热管换热器的原理及特点
2.1热管换热原件的换热原理
热管组成:
外部翅片,用来增大换热面积。
中间一般为无缝钢管,管内有导热工质。
无缝钢管充液后抽真空,再密封。
确保管内为负压。
这样使得管内的导热工质受热更容易气化。
热管的工作机理:
一般我们热管都是竖直放,高温流体从管下半部通过,低温流体从管上半部通过。
高低温流体之间我们用孔板隔开,缝隙用焊条密封。
这样确保了高低流体不会混合。
高温流体从管下半部通过,管内的工质受热以后,气化吸热。
管内蒸汽在气压的作用下上升,流到热管的上半部与冷流体隔管传热。
管内工质蒸汽遇冷液化,液化工质受重力作用,回流到下方,如此,热管实现了无须外力就可以换热的工作。
2.2热管换热器的特点
1)零能耗,更节能。
通过上面换热器的原理,首先们可以看到热管换热器换热不需要外力,更节能,运行成本更低。
2)运行稳定,无运动部件,维护方便。
热管换热为管内相变传热,设备直接烟道。
3)材质选择灵活。
根据生产中烟气防腐防冲刷的要求,我们可以选择任何一种金属材质来做设备。
甚至给换热原件喷加防腐图层。
在满足工况要求的条件下,让造价更低,更耐用。
4)高低温烟气零串风。
因为中间孔板与热管之间我们用满焊。
确保不混风,保障了我们脱硫的效果。
5)换热效率高。
换热器的蒸发端,冷凝段一体,为一台设备。
避免了换热过程中的热量散失。
工质可以根据工况设计蒸汽启动温度。
避免了工质中存在热量浪费。
高效的吸热传热散热性能,保障了低温烟气可以被升温的更高。
脱白效果就会更好。
6)积灰及脏赌的处理:
在烟气含尘,氨气量比较多的工况下,我们在高温烟气入口处加一个挡灰器。
还把热管都设计成光管,更不容易沾灰。
并且还可以根据工况选择不同的吹灰器,比如,有声波,高压气,高压水,蒸汽吹灰器等。
设备下方,留积灰斗,出灰口。
设备两侧留清灰门。
2.3热管式换热器与其他换热器的对比
2.3.1与管壳式换热器的对比
1)热管换热器清灰容易。
因为热管换热器高低温烟气都是从管外通过。
灰尘都积灰在管外。
而管壳式换热器,必须有一方烟气走管内,管内堆积灰尘,不方便清洗,
2)列管内堆积灰尘,会增加列管换热器的设备阻力,影响换热效率,降低换热效果。
就算采用离线清灰,管内灰尘也非常难以清理。
大大降低了列管换热器的使用寿命
3)热管换热器抗风险能力强,运行温度。
热管换热器是由几百上千跟单独换热原件组成。
常年使用,设备难免被腐蚀。
如果热管换热器有个别元件损坏。
它对整个设备的影响是几百或者上千分之一的影响。
但是不会造成高低温烟气混风。
而管壳式换热器一旦泄露,管外脏烟气就会进入管内,影响净烟气的脱硫效果,拉高净烟气含硫的百分比。
整台列管换热器就不可使用。
2.3.2热管式换热器与MGGH的比较
MGGH,蒸发段和冷凝段距离比较远。
中间一般用常压水作为传热工质。
蒸发冷凝分别为两台换热器。
可以做成热管式换热器也可以做成列管式换热器。
一般为列管式换热器。
蒸发段为热源烟气给水升温,冷凝段为热水给低温烟气升温。
这种换热器的优点,是高低温烟气的烟道距离可以较远,(但是还是越近越好,这样导热水散温会少一些)。
它与热管式换热器相比,缺点如下:
1)换热效率不佳。
首先存在两次换热,换热器本身热损失会多。
另外用常压水载热,限制了热水温度最多为96℃左右。
后端的净烟气升温以后的最高温度也不会超过这个温度。
再者载热水在水管内流通过程中热量也会有损失。
其实一般设计用MGGH的方案里,把净烟气升温到85℃就很难了。
都需要再添加一台热风炉作为辅助热源,才能确保冬季的脱白效果
2)MGGH运行成本相对较高。
因为载热水循环流动需要水泵带动,需要耗电。
3)MGGH需要维护。
MGGH都有水泵,阀门,压力表等附件。
有运动部件就容易出现故障,需要维护的可能性比较大。
4)造价贵。
MGGH均由两台换热器+载热工质相关设备组成。
需要采购的设备比较多。
三:
热管换热器在脱白项目上的应用
因为热管式换热器本身具备各种优势,从几十年以前,就被广泛应用于高温烟气的余热回收。
热管式余热锅炉,热管式空气预热器给各个耗能企业节省了不可估量的能源。
到目前的,烟气脱白,广大用户和环保公司,也是非常热衷于选择热管式换热器来实现烟气升温的目标。
下边例句两个用热管式换热器的脱白企业
1)宁波某化工厂,用热管式换热器脱白各项参数
1:
进入脱硫塔之前的高温150℃
2:
脱硫以后要排放的烟气58℃
3:
烟气体积流量100000Nm³/h
改造后实际测试数据:
以下数据为客户反馈数据:
1:
150℃高温烟气换热后进脱硫塔的温度:
100℃
2:
58℃位置改造后的温度为:
43℃
3:
上边43℃烟气被换热器加热以后:
95℃
(在45米高的烟囱口测量的数据)
4:
数据测量日期2018.4.1号
2)河南安阳某焦化厂项目,用热管式换热器烟气脱白
1号炉:
设计要求:
利用焦炉240℃原烟气的余热加热脱硫后60℃的湿烟气到130℃以上
具体参数:
高温烟气流量150000Nm³;换热器进口240℃,出口150℃
低温烟气流量150000Nm³;换热器进口60℃,出口>130℃
2号炉:
设计要求:
利用焦炉240℃原烟气的余热加热脱硫后60℃的湿烟气到130℃以上
具体参数:
高温烟气流量120000Nm³;换热器进口240℃,出口150℃
低温烟气流量120000Nm³;换热器进口60℃,出口>130℃
作者店化:
壹伍叁壹叁壹玖伍贰柒叁
3)热管式换热器脱效果照片
四附件
4.1热管式换热器脱白工艺流程图
4.2MGGH脱白工艺流程图
此类型适合现场的高低温烟道不能改在一起逆向换热时的工况。
4.3热管式换热器照片
4.4列管换热器实物照片
在脱白项目中,此类型换热器适合用来做了凝气,冷水走管内,烟气走管外。
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