高温含硫含氮烟气余热型多效蒸馏海水淡化系统技术方案

本发明专利技术公开了高温含硫含氮烟气余热型多效蒸馏海水淡化系统，包括省煤器，电除尘器，脱硫脱硝装置和低温多效蒸馏海水淡化装置，还包括耐腐蚀换热器、循环水闪蒸罐和气液分离器；本发明专利技术的系统可以充分回收含硫含氮高温烟气余热，将作为海水淡化装置的热源，实现烟气余热回收与多效蒸馏海水淡化的有机结合；耐腐蚀换热器可以有效解决高温含硫含氮烟气与海水换热过程中出现的低温酸露腐蚀和烟尘、垢物在换热面的沉积，不消耗商品蒸汽，降低了蒸馏海水淡化的运行成本，减少了余热排放，提升了能源利用率；可以将高温含硫含氮烟气温度降至80℃左右，与脱硫脱硝装置所要求的烟气温度基本一致，减少使烟气温度降至脱硫最佳工艺温度所需要的冷却水耗量。

【技术实现步骤摘要】
高温含硫含氮烟气余热型多效蒸馏海水淡化系统
本专利技术涉及烟气余热回收和海水淡化
，特别是涉及一种高温含硫含氮烟气余热型多效蒸馏海水淡化系统。
技术介绍
随着我国经济的持续稳定发展，社会各行业对水资源的需求越来越大。由于我国降雨量随季节和地区的变化比较明显，加之工业用水需求逐年上升，导致某些地区尤其是东部沿海地区的水资源严重短缺，每年因此造成的经济损失达数千亿元，水资源危机已经严重制约了我国的经济发展。为了应对水源危机，除了有计划的实施蓄水、调水工程和推广节水技术外，开发海水淡化技术，从海洋中提取淡水是解决我国尤其是沿海地区淡水需求的有效途径。目前，国内外商业化的海水淡化方法主要有多级闪蒸、低温多效蒸馏、压汽蒸馏和反渗透技术。其中，低温多效蒸馏是指盐水最高蒸发温度约70℃的海水淡化技术，其特征是将一系列的蒸发器串联起来并被分成若干效组，前一效蒸发器内蒸发所产生的二次蒸汽用作后一效蒸发器的加热蒸汽，通过多次蒸发和冷凝得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水，具有预处理简单、造水比高、产水品质好等优点，近几年在我国发展较快。但是低温多效蒸馏淡化需要消耗大量的商品蒸汽，其推广应用在很大程度上受限于蒸汽价格。为了降低多效蒸馏海水淡化商品蒸汽消耗成本，科研和工程人员一方面对传统蒸馏淡化装置的结构进行优化，从而强化传热提高能源利用效率；另一方面开发新型的节能蒸馏淡化工艺，尤其是将商品蒸汽替换为低品位余热热源的节能淡化工艺。如中国专利CN104402079A所描述的一种工业余热型低温多效海水淡化系统及其海水淡化方法，由烟气余热回收段和低温多效蒸馏淡化装置构成，主要用于将煅烧炉煅烧石油焦之后产生的200℃左右的烟气余热充分回收利用，并用于制取海水淡化处理所需要的热源蒸汽，从而降低海水淡化的成本。中国专利CN102774917A所描述的一种石化余热利用低温多效蒸馏海水淡化系统，主要由闪蒸器，蒸发器组，冷凝器构成，工作原理是利用石油产品的余热进行低温多效蒸馏的海水淡化。中国专利CN104276617A所公布的一种利用烟气余热的海水淡化系统，由依序相连的海水过滤装置、增湿塔、减湿塔及淡水处理装置构成，该装置提供了一种烟气-海水直接接触的换热方式，同时可以洗涤烟气中的SOx、NOx和烟尘污染物，但是该装置结构复杂，推广应用相对困难。除此之外，专利CN103435212A所公布的一种利用轧钢低温余热实现海水淡化的装置及其方法，由多级蒸发器、余热锅炉、空气换热器、加热炉等构成，主要用于利用轧钢低温余热实现海水淡化的方法。专利CN103739030A所公开的余热利用海水淡化系统，由控制器、柴油发电机、柴油机烟筒、烟气管、烟气换热器和海水淡化装置等构成，其原理是利用柴油发电机的余热作为小型海水淡化装置的热源来淡化海水。专利CN104150671A所公开的一种利用废气余热加热海水的海水淡化装置，是通过设置贯穿全部海水蒸发罐的废气加热通道和连通各个海水蒸发罐的空气循环通道及淡水流出通道，构成一种梯级利用方式。专利CN104445480A所公开的用低温废烟气余热进行污水处理同时实现海水淡化的工艺，是回收利用钢铁企业废弃的低温烟气余热，用以处理生产过程中所产生的污水，并将该过程所产蒸汽经负压饱和等工序处理后，送至低温多效海水淡化装置进行海水淡化。尽管目前出现了多种类型的以低品位余热资源替代商品蒸汽的低温多效蒸馏淡化工艺，但多数专利技术利用的烟气中并不含有SOx、NOx和烟尘等污染物，所以未考虑烟气余热尤其是高温含硫、含氮烟气余热回收过程中产生的低温酸露对受热面的腐蚀问题，应用场合还受到一定的限制。另外目前常用的烟气余热回收装置长时间运行后污垢、烟尘等很容易附着在换热器的壁面，导致传热效率降低，缩短清洗周期，严重时还会导致换热设备的失效。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对煤电、炼化、钢铁等行业产生的高温烟气尤其是高温含硫、含氮烟气余热回收过程中出现的低温酸露腐蚀以及垢物易附着等问题，提供一种高温含硫含氮烟气余热型多效蒸馏海水淡化系统本专利技术的技术方案概述如下：高温含硫含氮烟气余热型多效蒸馏海水淡化系统，包括省煤器2，电除尘器3，脱硫脱硝装置5和低温多效蒸馏海水淡化装置9，还包括耐腐蚀换热器4、循环水闪蒸罐6和气液分离器7；来自锅炉的烟气管道与省煤器2连接，省煤器2通过管道依次与电除尘器3、耐腐蚀换热器4和脱硫脱硝装置5连接；耐腐蚀换热器4的热水出口通过管道与循环水闪蒸罐6连接，循环水闪蒸罐6的蒸汽出口通过管道与气液分离器7连接，气液分离器7的蒸汽出口通过管道与低温多效蒸馏海水淡化装置9的蒸汽进口连接；循环水闪蒸罐6的闪蒸剩余水出口和气液分离器7的水出口通过管道与泵8连接后再通过管道与耐腐蚀换热器4的冷水进口连接；低温多效蒸馏海水淡化装置9的首效蒸发器的冷凝水出口通过管道与耐腐蚀换热器4的冷水进口连接；省煤器2上设置有空气进口和热空气出口，低温多效蒸馏海水淡化装置9上设置有海水进料口、冷却水排放口，浓盐水排放口、淡水排放口和不凝气排放口。耐腐蚀换热器的材质选自聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛或聚丙烯。本专利技术的优点：(1)本专利技术的系统可以充分回收火电、炼化、钢铁等领域的高温烟气尤其是含硫含氮烟气的余热，并将其作为多效蒸馏海水淡化装置的热源，无需改变火电、炼化、钢铁等厂区的运行参数和效率，实现烟气余热回收与多效蒸馏海水淡化的有机结合；(2)将塑料换热器用于回收高温含硫含氮烟气余热，利用塑料材质耐腐蚀能力强、表面自洁性好的优点，可以有效解决高温含硫含氮烟气与海水换热过程中出现的低温酸露腐蚀和烟尘、垢物在换热面的沉积等问题，大大提升了系统的安全性、可靠性和使用寿命；(3)本专利技术的系统，用高温含硫含氮烟气余热作为淡化装置的热源，不消耗商品蒸汽，大大降低了蒸馏海水淡化的运行成本，而且减少了余热排放，提升了整个系统的能源利用率；(4)本专利技术的系统，可以将高温含硫含氮烟气温度降至80℃左右，与脱硫脱硝装置所要求的烟气温度基本一致，这样将大大减少使烟气温度降至脱硫最佳工艺温度所需要的冷却水耗量，具有“节水”的功效。(5)本专利技术的系统除维持物料流动的循环泵外无其他移动部件，工艺可靠、结构紧凑、清洁高效，非常适合低成本、规模化的海水淡化工程，如电水联产等。附图说明图1是本专利技术高温含硫含氮烟气余热型多效蒸馏海水淡化系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。高温含硫含氮烟气余热型多效蒸馏海水淡化系统，见图1，包括省煤器2，电除尘器3，脱硫脱硝装置5和低温多效蒸馏海水淡化装置9，还包括耐腐蚀换热器4、循环水闪蒸罐6和气液分离器7；来自锅炉的烟气管道与省煤器2连接，省煤器2通过管道依次与电除尘器3、耐腐蚀换热器4和脱硫脱硝装置5连接；耐腐蚀换热器4的热水出口通过管道与循环水闪蒸罐6连接，循环水闪蒸罐6的蒸汽出口通过管道与气液分离器7连接，气液分离器7的蒸汽出口通过管道与低温多效蒸馏海水淡化装置9的蒸汽进口连接；循环水闪蒸罐6的闪蒸剩余水出口和气液分离器7的水出口通过管道与泵8连接后再通过管道与耐腐蚀换热器4的冷水进口连接；低温多效蒸馏海水淡化装置9的首效蒸发器的冷凝水出口通过管道与耐腐蚀换热器4的冷水进口连接；省煤器2上设置有空气进口和热空气出口，低温多效蒸馏海本文档来自技高网...

【技术保护点】
高温含硫含氮烟气余热型多效蒸馏海水淡化系统，包括省煤器(2)，电除尘器(3)，脱硫脱硝装置(5)和低温多效蒸馏海水淡化装置(9)，其特征是还包括耐腐蚀换热器(4)、循环水闪蒸罐(6)和气液分离器(7)；来自锅炉的烟气管道与省煤器(2)连接，省煤器(2)通过管道依次与电除尘器(3)、耐腐蚀换热器(4)和脱硫脱硝装置(5)连接；耐腐蚀换热器(4)的热水出口通过管道与循环水闪蒸罐(6)连接，循环水闪蒸罐(6)的蒸汽出口通过管道与气液分离器(7)连接，气液分离器(7)的蒸汽出口通过管道与低温多效蒸馏海水淡化装置(9)的蒸汽进口连接；循环水闪蒸罐(6)的闪蒸剩余水出口和气液分离器(7)的水出口通过管道与泵(8)连接后再通过管道与耐腐蚀换热器(4)的冷水进口连接；低温多效蒸馏海水淡化装置(9)的首效蒸发器的冷凝水出口通过管道与耐腐蚀换热器(4)的冷水进口连接；省煤器(2)上设置有空气进口和热空气出口，低温多效蒸馏海水淡化装置(9)上设置有海水进料口、冷却水排放口，浓盐水排放口、淡水排放口和不凝气排放口。

【技术特征摘要】
1.高温含硫含氮烟气余热型多效蒸馏海水淡化系统，包括省煤器(2)，电除尘器(3)，脱硫脱硝装置(5)和低温多效蒸馏海水淡化装置(9)，其特征是还包括耐腐蚀换热器(4)、循环水闪蒸罐(6)和气液分离器(7)；来自锅炉的烟气管道与省煤器(2)连接，省煤器(2)通过管道依次与电除尘器(3)、耐腐蚀换热器(4)和脱硫脱硝装置(5)连接；耐腐蚀换热器(4)的热水出口通过管道与循环水闪蒸罐(6)连接，循环水闪蒸罐(6)的蒸汽出口通过管道与气液分离器(7)连接，气液分离器(7)的蒸汽出口通过管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯厚军，齐春华，吕宏卿，邢玉雷，韩旭，孙靖，
申请(专利权)人：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12