專利名稱：氨法煙氣脫硫副產(chǎn)物的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于氨法煙氣脫硫副產(chǎn)物硫酸銨料液的濃縮結(jié)晶的裝置，特
別是氨法煙氣脫硫副產(chǎn)物的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置。
背景技術(shù)：
煤炭是我國主要能源，而燃煤煙氣中的二氧化硫?qū)Υ髿猸h(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因此燃煤煙氣排放前必須進(jìn)行脫硫處理。濕式氨法脫硫即是目前較為成熟的煙氣脫硫的方法之一，它的副產(chǎn)物硫酸銨可作為化學(xué)肥料回收利用。 濕式氨法脫硫采用氨吸收煙氣中的S(^，反應(yīng)生成亞硫酸銨，亞硫酸銨被空氣強(qiáng)制氧化，生成硫酸銨料液，料液結(jié)晶后再經(jīng)分離干燥等常規(guī)處理即可制得硫酸銨化肥。對(duì)于氨法脫硫而言，硫酸銨的回收成本，即料液結(jié)晶的能耗直接影響到脫硫裝置的經(jīng)濟(jì)性和工藝的可推廣性。目前較常用的結(jié)晶方法是將硫酸銨料液從脫硫系統(tǒng)引出，采用蒸汽提供熱能，將料液加熱蒸發(fā)，達(dá)到濃縮結(jié)晶的目的。這種需用高溫水蒸汽加熱的傳統(tǒng)方法能耗較高，運(yùn)行成本較高。因此開發(fā)一種低能耗的硫酸銨蒸發(fā)裝置就有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高效節(jié)能的氨法煙氣脫硫副產(chǎn)物的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，它可充分利用煙氣自身熱量進(jìn)行硫酸銨料液的濃縮結(jié)晶，以降低硫酸銨結(jié)晶能耗。 本蒸發(fā)裝置包含蒸發(fā)器、換熱器和循環(huán)泵，三者由循環(huán)管路相連接，蒸發(fā)器設(shè)有料
液進(jìn)口管、料液出口管、蒸汽排出口和漿液排出口 ，所說換熱器的腔內(nèi)以隔板分隔為煙氣室
和料液室，換熱器內(nèi)設(shè)有至少一根穿越隔板的熱管，熱管的蒸發(fā)段位于煙氣室，冷凝段位于
料液室；煙氣室設(shè)有煙氣的進(jìn)口管和出口管，料液室設(shè)有料液進(jìn)口管和料液出口管，換熱器
通過料液出口管與蒸發(fā)器的料液進(jìn)口管相連接，循環(huán)泵連接于蒸發(fā)器的料液出口管與換熱
器的料液進(jìn)口管之間；熱管是內(nèi)含工質(zhì)的全封閉真空管。 說的蒸發(fā)器的上部設(shè)有除霧器或擋水環(huán)。 所說的蒸發(fā)器的下部設(shè)有渦流十字擋板。 所說的換熱器的煙氣出口管上設(shè)有排灰口。 所說的換熱器可以是單臺(tái)設(shè)置或多臺(tái)并聯(lián)或串聯(lián)設(shè)置。 所說的蒸發(fā)器也可以是單臺(tái)設(shè)置或多臺(tái)連接成蒸發(fā)器組。 所說熱管為吸液芯熱管、重力熱管、兩相閉式熱虹吸管或重力輔助熱管。 熱管外壁設(shè)有強(qiáng)化傳熱的穿片、螺旋型纏繞片或縱向直肋翅片，其中以軸對(duì)稱單
列縱向直肋翅片為佳。 本裝置采用熱管式換熱器進(jìn)行煙氣與硫酸銨料液的熱交換，熱管內(nèi)的工質(zhì)吸收煙氣熱量而蒸發(fā)汽化，汽化后的工質(zhì)氣體與硫酸銨料液熱交換，氣體冷凝成液滴，冷凝液靠毛細(xì)壓力或重力回到受熱側(cè)，同時(shí)工質(zhì)放出的汽化潛熱使料液被加熱升溫；熱管內(nèi)的工質(zhì)反復(fù)地進(jìn)行吸熱蒸發(fā)、冷凝放熱的相變過程，從而將煙氣的熱量不斷傳導(dǎo)給料液，升溫后的料液在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)汽化，排出水蒸汽，同時(shí)料液被濃縮結(jié)晶，高濃度的硫酸銨漿液從蒸發(fā)器底部排出，送常規(guī)的后處理系統(tǒng)進(jìn)一步脫水干燥，制成商品硫酸銨。本實(shí)用新型用高溫原煙氣( 一般為110 150°C )作為硫酸銨料液蒸發(fā)濃縮所需用的熱源，無需外加高溫水蒸汽，有效降低了能耗。 本裝置采用熱管式換熱器，熱傳遞速率快，傳熱效率高，可使煙氣較快降溫，從而減少了排煙動(dòng)力，可有效減少進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的煙塵含量，有利于脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；利用煙氣熱量實(shí)現(xiàn)硫銨料液的蒸發(fā)結(jié)晶，有效節(jié)省了能耗；由于溶液蒸發(fā)和晶體的析出都在本裝置中實(shí)現(xiàn)，因此脫硫系統(tǒng)的循環(huán)料液中基本無晶體的存在，有效避免了系統(tǒng)的堵塞和相關(guān)設(shè)備的磨蝕；由于熱管換熱器、蒸發(fā)分離室等構(gòu)成的是強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)體系，因此，不管相關(guān)設(shè)備相距多遠(yuǎn)和處于何種高度，都能實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，適應(yīng)性較廣；熱管換熱器通過隔板使冷熱流體完全分開，即使在運(yùn)行過程單根熱管因硫銨料漿的磨蝕、腐蝕發(fā)生損壞，也不會(huì)發(fā)生冷熱流體的摻雜；由于煙氣在管外壁流動(dòng)橫掠換熱，其擾動(dòng)性加強(qiáng)。再加上熱管壁溫高，管壁壁溫高，管外始終呈干燥狀態(tài)，因此，也就不會(huì)結(jié)焦不易粘附煙灰，因而它就能有效地防止堵塞。

圖1是本實(shí)用新型氨法煙氣脫硫副產(chǎn)物的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，1-換熱器，2-循環(huán)泵，3-蒸發(fā)器，10-循環(huán)管路，11-換熱器隔板，12-進(jìn)煙接口 ， 13-出煙接口 ， 13-1-煙氣排灰口 ， 14-換熱器上室進(jìn)口 ， 15-換熱器上室出口 ， 16-煙氣進(jìn)口管，17-煙氣出口管，18-熱管，19-工質(zhì)，31-除霧器，32-渦流十字擋板，33-蒸汽排出口 ，34-料液出口管，35-料液進(jìn)口管，36-漿液排出口 。
具體實(shí)施方式如圖l，本氨法煙氣脫硫副產(chǎn)物的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置設(shè)有蒸發(fā)器3、換熱器1和循環(huán)泵2及相應(yīng)的循環(huán)管路10。換熱器1結(jié)構(gòu)見圖2，換熱器1內(nèi)以隔板11分隔為煙氣室(圖示為下室)和料液室(圖示為上室)，熱管18穿過隔板11。熱管18為封閉管，管內(nèi)抽真空并設(shè)有工質(zhì)19(乙醇、水或乙醇的水溶液)。 本裝置工作原理如下見圖l，原煙氣由煙氣進(jìn)口 12通入換熱器1下室(即煙氣室)；來自脫硫系統(tǒng)的硫酸銨料液和后處理系統(tǒng)的回流料液，進(jìn)入循環(huán)管路10，由循環(huán)泵2輸送入換熱器l上室(即料液室)。見圖2，高溫原煙氣由煙氣進(jìn)口管16、進(jìn)煙接口 12通入換熱器1的下室，與熱管18下部蒸發(fā)段內(nèi)的工質(zhì)19熱交換，工質(zhì)吸收煙氣熱量而汽化，蒸汽上升至熱管18的上部(冷凝段)，與換熱器1上室內(nèi)的硫酸銨料液進(jìn)行熱交換，工質(zhì)蒸汽放熱冷凝，冷凝液下降回至熱管18的蒸發(fā)段，冷凝放出的汽化潛熱則被換熱器1上室內(nèi)的硫酸銨料液獲得。工質(zhì)19周而復(fù)始地在液相與氣相之間變化，同時(shí)將煙氣熱量不斷傳遞給硫酸銨料液。被加熱后的料液通過泵2從進(jìn)口 35入蒸發(fā)器3，料液中的水份蒸發(fā)汽化，從蒸汽排出口 33直接排空或真空冷卻后排空，濃縮結(jié)晶后的高濃度的漿液從蒸發(fā)器3底部漿液排出口 36排出，送常規(guī)的后處理系統(tǒng)進(jìn)一步脫水干燥，制成商品硫酸銨。降溫后的煙氣從換熱器1出口管17排出去脫硫系統(tǒng)。 蒸發(fā)器3的頂部設(shè)置有除霧器(或擋水環(huán))31，以防止蒸汽的二次夾帶。 蒸發(fā)器3的下部的渦流十字擋板32可防止器內(nèi)渦流的產(chǎn)生，從而減少蒸發(fā)循環(huán)泵
及循環(huán)管路的震動(dòng)，維持穩(wěn)定的料漿循環(huán)量。 出煙口 13設(shè)有排灰口 13-1，可及時(shí)清理煙氣積灰。
權(quán)利要求氨法煙氣脫硫副產(chǎn)物的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，包含蒸發(fā)器、換熱器和循環(huán)泵，三者由循環(huán)管路相連接；蒸發(fā)器設(shè)有料液進(jìn)口管、料液出口管、蒸汽排出口和漿液排出口，其特征是所說換熱器的腔內(nèi)以隔板分隔為煙氣室和料液室，換熱器內(nèi)設(shè)有至少一根穿越隔板的熱管，熱管的蒸發(fā)段位于煙氣室，冷凝段位于料液室；煙氣室設(shè)有煙氣的進(jìn)口管和出口管，料液室設(shè)有料液進(jìn)口管和料液出口管，換熱器通過料液出口管與蒸發(fā)器的料液進(jìn)口管相連接，循環(huán)泵連接于蒸發(fā)器的料液出口管與換熱器的料液進(jìn)口管之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨法煙氣脫硫副產(chǎn)物的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，其特征是 所說熱管為吸液芯熱管、重力熱管、兩相閉式熱虹吸管或重力輔助熱管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，其特征是所說的蒸發(fā)器的上部設(shè) 有除霧器或擋水環(huán)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，其特征是所說的蒸發(fā)器的下部設(shè) 置渦流十字擋板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，其特征是所說換熱器的煙氣出口 管上設(shè)有排灰口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，其特征是熱管 外壁設(shè)有強(qiáng)化傳熱的穿片、螺旋型纏繞片或縱向直肋翅片。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，其特征是熱管外壁設(shè)有軸對(duì)稱單 列縱向直肋翅片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，其特征是所說換熱器為單臺(tái)設(shè)置 或多臺(tái)并聯(lián)或串聯(lián)設(shè)置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，其特征是所說蒸發(fā)器為單臺(tái)設(shè)置 或多臺(tái)連接成蒸發(fā)器組。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種氨法煙氣脫硫副產(chǎn)物的煙氣熱源熱管式蒸發(fā)裝置，包含蒸發(fā)器、換熱器和循環(huán)泵，三者由循環(huán)管路相連接。蒸發(fā)器設(shè)有料液進(jìn)口管、料液出口管、蒸汽排出口和漿液排出口，所說換熱器的腔內(nèi)以隔板分隔為煙氣室和料液室，換熱器內(nèi)設(shè)有至少一根穿越隔板的熱管；煙氣室設(shè)有煙氣的進(jìn)口管和出口管，料液室設(shè)有料液進(jìn)口管和料液出口管，換熱器通過料液出口管與蒸發(fā)器的料液進(jìn)口管相連接，循環(huán)泵連接于蒸發(fā)器的料液出口管與換熱器的料液進(jìn)口管之間。本裝置利用煙氣余熱作為硫酸銨料液蒸發(fā)濃縮的熱源，并通過熱管高效傳遞熱量，具有節(jié)能高效的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D1/00GK201492952SQ200920233599
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者傅國光, 張學(xué)輝, 徐長(zhǎng)香, 羅靜 申請(qǐng)人:江蘇新世紀(jì)江南環(huán)保有限公司