專利名稱：氨法煙氣脫硫副產物的煙氣熱源熱管式蒸發裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于氨法煙氣脫硫副產物硫酸銨料液的濃縮結晶的裝置，特
別是氨法煙氣脫硫副產物的煙氣熱源熱管式蒸發裝置。
背景技術：
煤炭是我國主要能源，而燃煤煙氣中的二氧化硫對大氣環境造成了嚴重的污染。因此燃煤煙氣排放前必須進行脫硫處理。濕式氨法脫硫即是目前較為成熟的煙氣脫硫的方法之一，它的副產物硫酸銨可作為化學肥料回收利用。 濕式氨法脫硫采用氨吸收煙氣中的S(^，反應生成亞硫酸銨，亞硫酸銨被空氣強制氧化，生成硫酸銨料液，料液結晶后再經分離干燥等常規處理即可制得硫酸銨化肥。對于氨法脫硫而言，硫酸銨的回收成本，即料液結晶的能耗直接影響到脫硫裝置的經濟性和工藝的可推廣性。目前較常用的結晶方法是將硫酸銨料液從脫硫系統引出，采用蒸汽提供熱能，將料液加熱蒸發，達到濃縮結晶的目的。這種需用高溫水蒸汽加熱的傳統方法能耗較高，運行成本較高。因此開發一種低能耗的硫酸銨蒸發裝置就有很強的現實意義。

發明內容本實用新型的目的是提供一種高效節能的氨法煙氣脫硫副產物的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，它可充分利用煙氣自身熱量進行硫酸銨料液的濃縮結晶，以降低硫酸銨結晶能耗。 本蒸發裝置包含蒸發器、換熱器和循環泵，三者由循環管路相連接，蒸發器設有料
液進口管、料液出口管、蒸汽排出口和漿液排出口 ，所說換熱器的腔內以隔板分隔為煙氣室
和料液室，換熱器內設有至少一根穿越隔板的熱管，熱管的蒸發段位于煙氣室，冷凝段位于
料液室；煙氣室設有煙氣的進口管和出口管，料液室設有料液進口管和料液出口管，換熱器
通過料液出口管與蒸發器的料液進口管相連接，循環泵連接于蒸發器的料液出口管與換熱
器的料液進口管之間；熱管是內含工質的全封閉真空管。 說的蒸發器的上部設有除霧器或擋水環。 所說的蒸發器的下部設有渦流十字擋板。 所說的換熱器的煙氣出口管上設有排灰口。 所說的換熱器可以是單臺設置或多臺并聯或串聯設置。 所說的蒸發器也可以是單臺設置或多臺連接成蒸發器組。 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。 熱管外壁設有強化傳熱的穿片、螺旋型纏繞片或縱向直肋翅片，其中以軸對稱單
列縱向直肋翅片為佳。 本裝置采用熱管式換熱器進行煙氣與硫酸銨料液的熱交換，熱管內的工質吸收煙氣熱量而蒸發汽化，汽化后的工質氣體與硫酸銨料液熱交換，氣體冷凝成液滴，冷凝液靠毛細壓力或重力回到受熱側，同時工質放出的汽化潛熱使料液被加熱升溫；熱管內的工質反復地進行吸熱蒸發、冷凝放熱的相變過程，從而將煙氣的熱量不斷傳導給料液，升溫后的料液在蒸發器內蒸發汽化，排出水蒸汽，同時料液被濃縮結晶，高濃度的硫酸銨漿液從蒸發器底部排出，送常規的后處理系統進一步脫水干燥，制成商品硫酸銨。本實用新型用高溫原煙氣( 一般為110 150°C )作為硫酸銨料液蒸發濃縮所需用的熱源，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，從而減少了排煙動力，可有效減少進入脫硫系統的煙塵含量，有利于脫硫系統的穩定運行；利用煙氣熱量實現硫銨料液的蒸發結晶，有效節省了能耗；由于溶液蒸發和晶體的析出都在本裝置中實現，因此脫硫系統的循環料液中基本無晶體的存在，有效避免了系統的堵塞和相關設備的磨蝕；由于熱管換熱器、蒸發分離室等構成的是強制循環蒸發體系，因此，不管相關設備相距多遠和處于何種高度，都能實現閉路循環，適應性較廣；熱管換熱器通過隔板使冷熱流體完全分開，即使在運行過程單根熱管因硫銨料漿的磨蝕、腐蝕發生損壞，也不會發生冷熱流體的摻雜；由于煙氣在管外壁流動橫掠換熱，其擾動性加強。再加上熱管壁溫高，管壁壁溫高，管外始終呈干燥狀態，因此，也就不會結焦不易粘附煙灰，因而它就能有效地防止堵塞。

圖1是本實用新型氨法煙氣脫硫副產物的煙氣熱源熱管式蒸發裝置的結構示意圖。 圖2是換熱器結構示意圖。 圖中，1-換熱器，2-循環泵，3-蒸發器，10-循環管路，11-換熱器隔板，12-進煙接口 ， 13-出煙接口 ， 13-1-煙氣排灰口 ， 14-換熱器上室進口 ， 15-換熱器上室出口 ， 16-煙氣進口管，17-煙氣出口管，18-熱管，19-工質，31-除霧器，32-渦流十字擋板，33-蒸汽排出口 ，34-料液出口管，35-料液進口管，36-漿液排出口 。
具體實施方式如圖l，本氨法煙氣脫硫副產物的煙氣熱源熱管式蒸發裝置設有蒸發器3、換熱器1和循環泵2及相應的循環管路10。換熱器1結構見圖2，換熱器1內以隔板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，管內抽真空并設有工質19(乙醇、水或乙醇的水溶液)。 本裝置工作原理如下見圖l，原煙氣由煙氣進口 12通入換熱器1下室(即煙氣室)；來自脫硫系統的硫酸銨料液和后處理系統的回流料液，進入循環管路10，由循環泵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口管16、進煙接口 12通入換熱器1的下室，與熱管18下部蒸發段內的工質19熱交換，工質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上室內的硫酸銨料液進行熱交換，工質蒸汽放熱冷凝，冷凝液下降回至熱管18的蒸發段，冷凝放出的汽化潛熱則被換熱器1上室內的硫酸銨料液獲得。工質19周而復始地在液相與氣相之間變化，同時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從進口 35入蒸發器3，料液中的水份蒸發汽化，從蒸汽排出口 33直接排空或真空冷卻后排空，濃縮結晶后的高濃度的漿液從蒸發器3底部漿液排出口 36排出，送常規的后處理系統進一步脫水干燥，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。 蒸發器3的頂部設置有除霧器(或擋水環)31，以防止蒸汽的二次夾帶。 蒸發器3的下部的渦流十字擋板32可防止器內渦流的產生，從而減少蒸發循環泵
及循環管路的震動，維持穩定的料漿循環量。 出煙口 13設有排灰口 13-1，可及時清理煙氣積灰。
權利要求氨法煙氣脫硫副產物的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，包含蒸發器、換熱器和循環泵，三者由循環管路相連接；蒸發器設有料液進口管、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以隔板分隔為煙氣室和料液室，換熱器內設有至少一根穿越隔板的熱管，熱管的蒸發段位于煙氣室，冷凝段位于料液室；煙氣室設有煙氣的進口管和出口管，料液室設有料液進口管和料液出口管，換熱器通過料液出口管與蒸發器的料液進口管相連接，循環泵連接于蒸發器的料液出口管與換熱器的料液進口管之間。
2. 根據權利要求1所述的氨法煙氣脫硫副產物的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，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. 根據權利要求2所述的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，其特征是所說的蒸發器的上部設 有除霧器或擋水環。
4. 根據權利要求3所述的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，其特征是所說的蒸發器的下部設 置渦流十字擋板。
5. 根據權利要求4所述的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，其特征是所說換熱器的煙氣出口 管上設有排灰口。
6. 根據權利要求1或2或3或4或5所述的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，其特征是熱管 外壁設有強化傳熱的穿片、螺旋型纏繞片或縱向直肋翅片。
7. 根據權利要求6所述的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，其特征是熱管外壁設有軸對稱單 列縱向直肋翅片。
8. 根據權利要求6所述的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，其特征是所說換熱器為單臺設置 或多臺并聯或串聯設置。
9. 根據權利要求6所述的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，其特征是所說蒸發器為單臺設置 或多臺連接成蒸發器組。
專利摘要本實用新型涉及一種氨法煙氣脫硫副產物的煙氣熱源熱管式蒸發裝置，包含蒸發器、換熱器和循環泵，三者由循環管路相連接。蒸發器設有料液進口管、料液出口管、蒸汽排出口和漿液排出口，所說換熱器的腔內以隔板分隔為煙氣室和料液室，換熱器內設有至少一根穿越隔板的熱管；煙氣室設有煙氣的進口管和出口管，料液室設有料液進口管和料液出口管，換熱器通過料液出口管與蒸發器的料液進口管相連接，循環泵連接于蒸發器的料液出口管與換熱器的料液進口管之間。本裝置利用煙氣余熱作為硫酸銨料液蒸發濃縮的熱源，并通過熱管高效傳遞熱量，具有節能高效的特點。
文檔編號B01D1/00GK201492952SQ200920233599
公開日2010年6月2日 申請日期2009年8月12日 優先權日2009年8月12日
發明者傅國光, 張學輝, 徐長香, 羅靜 申請人:江蘇新世紀江南環保有限公司