CN103706221B - 一种用于回收湿法脱硫烟气中水的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于回收湿法脱硫烟气中水的方法及装置，通过对湿法脱硫前的原烟气进行降温、对湿法脱硫处理烟气中采用的循环喷淋水进行降温及对净烟气进行加热，实现对烟气中水的回收；装置包括湿法脱硫装置以及相连接的原烟气降温装置、喷淋水降温装置及净烟气加热装置。本发明充分利用烟气自身及湿法净化工艺本身的性质，使烟气中水的回收与烟气净化得到高效结合，节能环保效果显著，实现了对烟气中水的充分回收，从而有效节约了湿法脱硫净化工艺用水，进而使缺水地区湿法脱硫烟气处理与有限的水资源之间的矛盾得到有效解决，大幅降低经济成本，适于在各相关的湿法烟气净化领域推广应用。

Description

一种用于回收湿法脱硫烟气中水的方法及装置

技术领域

本发明涉及石灰石-石膏法、氨法、双碱法、镁法等湿法烟气净化领域，尤其涉及一种用于回收湿法脱硫烟气中水的方法及装置。

背景技术

目前，在烟气净化领域，湿法脱硫技术应用广泛，但因其耗水量大而使得在缺水地区的应用受到很大限制。在湿法脱硫工艺中，90％的水耗随着净烟气以饱和水蒸气的状态通过烟囱排放到大气中，净烟气携带的饱和水蒸气的积聚源于整个烟气净化过程的积累，而这些可回收的水量很大，特别是褐煤锅炉尾部烟气中含水量更高，回收水量更大。因此，充分回收净烟气中的水对于工艺本身的节能运行及所在区域的环境保护均有重大意义，尤其是对于缺水地区则意义的重要性特别突显，充分回收水，满足湿法脱硫的用水要求，在充足的情况下，还能够通过将回收水适当处理后补充锅炉用水，从而将利于解决湿法脱硫烟气处理与有限的水资源之间的矛盾。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种用于回收湿法脱硫烟气中水的方法及装置，将净烟气中携带的过饱和水充分回收再利用，在有效保护环境的同时，避免水资源的浪费，从而有效解决缺水地区湿法脱硫烟气处理与有限的水资源之间的矛盾，解除缺水地区进行湿法烟气处理的困难。

本发明解决问题的技术方案是：用于回收湿法脱硫烟气中水的方法，包括如下步骤：(1)对湿法脱硫前的原烟气进行降温；(2)对湿法脱硫处理烟气中采用的循环喷淋水进行降温；(3)对净烟气进行加热。

进一步地，在所述步骤(1)中，通过原烟气降温装置对进行湿法脱硫前的原烟气进行降温；在所述步骤(2)中，通过喷淋水降温装置对湿法脱硫处理烟气中采用的循环喷淋水进行降温；在所述步骤(3)中，通过净烟气加热装置对净烟气进行加热。

优选地，在所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中共用一个冷源热泵进行热量循环输送。

较佳地，在所述步骤(1)中，通过原烟气降温装置对湿法脱硫前的原烟气进行降温的同时，将原烟气携带的热量传递给所述冷源热泵；在所述步骤(2)中，通过喷淋水降温装置对湿法脱硫处理烟气中采用的循环喷淋水进行降温的同时，将循环喷淋水所携带的热量传递给所述冷源热泵；在所述步骤(3)中，通过冷源热泵将由步骤(2)和步骤(3)所传递的热量传送给净烟气加热装置，对净烟气进行加热。

较佳地，在所述步骤(1)中，通过原烟气降温装置对湿法脱硫前的原烟气进行降温的同时，将原烟气携带的热量传递给所述冷源热泵，通过传递来的原烟气携带的热量驱动所述冷源热泵。

本发明还提供了实施上述用于回收湿法脱硫烟气中水的方法的系统设备，即一种用于回收湿法脱硫烟气中水的装置，包括相连接的原烟道、湿法脱硫装置和净烟道，还包括相连接的原烟气降温装置、喷淋水降温装置及净烟气加热装置，其中，所述原烟气降温装置与所述原烟道相连接，所述喷淋水降温装置与所述湿法脱硫装置相连接。

进一步地，所述净烟气加热装置与所述净烟道或者所述湿法脱硫装置相连接。

进一步地，所述原烟气降温装置、喷淋水降温装置和净烟气加热装置共用一个冷源热泵。

优选地，所述原烟气降温装置包括设置在所述原烟道中的原烟气换热器，所述原烟气换热器通过冷源热泵工作热源循环管道与所述冷源热泵相连接，在所述冷源热泵工作热源循环管道上设置有冷源热泵工作热源循环泵；所述喷淋水降温装置包括冷源热泵供水水管和冷源热泵回水水管，在所述冷源热泵供水水管上设置有供水泵，所述冷源热泵供水水管通过所述冷源热泵与冷源热泵回水水管相连接；所述净烟气加热装置包括在所述净烟道中设置的净烟气换热器，所述净烟气换热器通过冷源热泵输出管道与所述冷源热泵相连接，在所述冷源热泵输出管道上设置有冷源热泵输出泵。

较佳地，所述湿法脱硫装置包括吸收塔及与吸收塔相连接的集水箱，在所述吸收塔内由下至上依次设置有浆液池、吸收浆液喷淋层、集水器、降温喷淋层和除雾器，所述集水器的出口与所述集水箱相连接，所述集水箱通过降温喷淋循环管道与所述吸收塔内的降温喷淋层相连接，所述冷源热泵供水水管和冷源热泵回水水管分别与所述集水箱相连接。

在上述发明中，所述原烟气换热器能够设置在吸收塔入口区域的原烟道上、或者设置在电除尘器前端的原烟道上，即通过所述原烟气换热器降温的原烟气能够为除尘后的原烟气或者未除尘的原烟气。

本发明所提供的技术方案是发明人对现有湿法烟气处理后的净烟气进行了充分的分析研究基础上进行的创新设计，发明人经过大量研究发现，烟气中饱和水蒸气的量与其温度和对应的饱和压力成正函数关系，即温度升高饱和压力升高、温度降低饱和压力降低，即在净烟气工作压力不变的情况下，烟气温度决定了其水蒸气的体积含量，也就决定了其带水蒸气的量；则通过降低净烟气温度即能够将烟气中的过饱和水加以回收。本发明是在此扎实的理论研究基础上进行了大量创新研究后所得。本发明从烟气净化的始终综合考虑，通过本发明的应用，对湿法脱硫前端、中端及末端的烟气分别进行了水分的有效回收，并且使各阶段的回收工艺及装置结构相互呼应，高效整合，实现循环式的绿色环保的回收再利用，同时，还使湿法脱硫所用的水量降低，节约了用水量，从而达到湿法脱硫节水的效果；而且，通过提高净烟气的温度，减少净烟气的含水量，也相应地减少了对烟囱的腐蚀，而冷凝下来的水能够直接用于湿法脱硫中吸收塔的补充用水。总体上，本发明的应用能够做到烟气净化的水平衡，使整个净化系统零耗水，而在烟气中含水量较大的情况下，还能够使回收的部分水量进行对外输出，例如，经适当处理后作为锅炉提供补充水源。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：创新的方法设计，优化的装置结构设置，充分利用烟气自身及湿法净化工艺本身的性质，使烟气中水的回收与烟气净化得到高效结合，节能环保效果显著，实现了对烟气中水的充分回收，从而有效节约了湿法脱硫净化工艺用水，进而使缺水地区湿法脱硫烟气处理与有限的水资源之间的矛盾得到有效解决，大幅降低经济成本，适于在各相关的湿法烟气净化领域推广应用。

附图说明

图1为本发明用于回收湿法脱硫烟气中水的装置的结构示意图。

图中所示：1-原烟道，2-原烟气换热器，3-循环浆液管道，4-吸收浆液喷淋层，5-浆液循环泵，6-集水器，7-降温喷淋层，8-除雾器，9-吸收塔，10-净烟道，11-集水箱，12-降温喷淋循环管道，13-冷源热泵回水水管，14-供水泵，15-降温喷淋循环水泵，16-冷源热泵供水水管，17-冷源热泵工作热源循环泵，18-冷源热泵工作热源循环管道，19-冷源热泵，20-冷源热泵输出管道，21-冷源热泵输出泵，22-净烟气换热器，23-烟囱。

具体实施方式

实施例1

本发明的一种用于回收湿法脱硫烟气中水的方法，包括如下步骤：

(1)对湿法脱硫前的原烟气进行降温；

(2)对湿法脱硫处理烟气中采用的循环喷淋水进行降温；

(3)对净烟气进行加热。

对于上述用于回收湿法脱硫烟气中水的方法能够通过如下的装置进行，如图1所示，一种用于回收湿法脱硫烟气中水的装置，包括相连接的原烟道1、湿法脱硫装置和净烟道10，还包括相连接的原烟气降温装置、喷淋水降温装置及净烟气加热装置，其中，所述原烟气降温装置与所述原烟道相连接，所述喷淋水降温装置与所述湿法脱硫装置相连接。

在上述实施例中，所述净烟气加热装置与所述净烟道10或者所述湿法脱硫装置相连接，相应地，在步骤(3)中对净烟气的加热优选为对湿法脱硫净化处理后的加热；在步骤(1)中需进行降温的原烟气能够为除尘后的原烟气或者未除尘的原烟气，根据具体的工艺实施要求进行设置实施所述原烟气降温装置。

在上述实施例中，在所述步骤(1)中，通过原烟气降温装置对进行湿法脱硫前的原烟气进行降温，降温后的原烟气进入湿法脱硫装置进行净化处理，烟气温度降低，其所能携带的饱和水蒸气的含量也随之降低，因此，在原烟气经湿法脱硫装置中的吸收浆液进行净化时，净化后的烟气携带的饱和水蒸气的含量得到相对降低；在所述步骤(2)中，通过喷淋水降温装置对湿法脱硫处理烟气中采用的循环喷淋水进行降温，降温后的循环喷淋水循环进入湿法脱硫装置中对上行的烟气进行降温，降温后的上行烟气携带的饱和水蒸气的含量也随之降低，而循环喷淋水喷淋前的初步净化的烟气的温度已经为相对降低温度的烟气，因此，其耗费的降温用的循环喷淋水的量也相应地得到降低；在所述步骤(3)中，通过净烟气加热装置对净烟气进行加热，加热后的净烟气排出，避免对排放净烟气的净烟道或者烟囱等造成腐蚀，而加热中产生的水蒸气能够根据需要进行冷凝回收，用作湿法脱硫补充用水或者锅炉等用水。

综上，本发明的应用，贯穿烟气净化的始终，对湿法脱硫前端的原烟气、中端初步净化的烟气及末端的净烟气分别进行了水分的有效回收，充分节约烟气湿法脱硫的用水量，而且利于做到烟气净化的水平衡，实现整个净化系统零耗水，而在烟气中含水量较大的情况下，还能够使回收的部分水量进行对外输出，例如，经适当处理后作为锅炉提供补充水源。

实施例2

如图1所示，本发明的一种用于回收湿法脱硫烟气中水的方法及其装置，其基本实施步骤及结构设置同实施例1，具体地：

所述原烟气降温装置、喷淋水降温装置和净烟气加热装置共用一个冷源热泵19；在所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中共用冷源热泵19进行热量循环输送，使烟气中水的回收实现统一规划；较佳的方式为，在所述步骤(1)中，通过原烟气降温装置对湿法脱硫前的原烟气进行降温的同时，将原烟气携带的热量传递给冷源热泵19；在所述步骤(2)中，通过喷淋水降温装置对湿法脱硫处理烟气中采用的循环喷淋水进行降温的同时，将循环喷淋水所携带的热量传递给冷源热泵19；在所述步骤(3)中，通过冷源热泵19将由步骤(2)和步骤(3)所传递的热量传送给净烟气加热装置，对净烟气进行加热。

在上述实施例中，优选的做法是，在所述步骤(1)中，通过原烟气降温装置对湿法脱硫前的原烟气进行降温的同时，将原烟气携带的热量传递给冷源热泵19，通过传递来的原烟气携带的热量驱动冷源热泵19，以节约额外的驱动设置，避免能源浪费，从而充分实现各阶段的回收工艺及装置结构相互呼应，高效整合，实现循环式的绿色环保的回收再利用，使烟气中水的回收与烟气净化得到高效结合，更显著地增强节能环保效果。

实施例3

如图1所示，本发明的一种用于回收湿法脱硫烟气中水的方法及其装置，其基本实施步骤及结构设置同实施例2，具体地，还包括如下设置：

所述原烟气降温装置包括设置在原烟道1中的原烟气换热器2，原烟气换热器2通过冷源热泵工作热源循环管道18与冷源热泵19相连接，在冷源热泵工作热源循环管道18上设置有冷源热泵工作热源循环泵17；所述喷淋水降温装置包括冷源热泵供水水管16和冷源热泵回水水管13，在冷源热泵供水水管16上设置有供水泵14，冷源热泵供水水管16通过冷源热泵19与冷源热泵回水水管13相连接；所述净烟气加热装置包括在净烟道10中设置的净烟气换热器22，净烟气换热器22通过冷源热泵输出管道20与冷源热泵19相连接，在冷源热泵输出管道20上设置有冷源热泵输出泵21。

在上述实施例中，所述湿法脱硫装置包括吸收塔9及与吸收塔9相连接的集水箱11，在吸收塔9内由下至上依次设置有浆液池、吸收浆液喷淋层4、集水器6、降温喷淋层7和除雾器8，集水器6的出口与集水箱11相连接，集水箱11通过降温喷淋循环管道12与降温喷淋层7相连接，冷源热泵供水水管16和冷源热泵回水水管13分别与集水箱11相连接。优选地，所述集水器6为具有隔水通气功能的集水器，所述集水器6的底部设有集水输水口，所述集水输水口与集水箱11的顶部相连通；集水箱11的下部与降温喷淋循环管道12相连接；在降温喷淋循环管道12上设置有降温喷淋循环水泵15，由此便于实现气水隔离，循环用水，从而节约湿法脱硫中的用水。较佳地，所述吸收浆液喷淋层4与降温喷淋层7之间设置有气水隔离层、所述集水器6设置在所述气水隔离层内，由此便于增强对烟气的净化及其所含水的回收效果；所述浆液池与吸收浆液喷淋层4之间通过循环浆液管道3相连接，在循环浆液管道3上设置有浆液循环泵5，由此，使吸收浆液在所述浆液池与吸收浆液喷淋层4之间通过浆液循环泵5经循环浆液管道3进行循环利用。

在上述实施例中，所述净烟气换热器22能够设置在除雾器8的上方、或者净烟道10中；所述原烟气换热器2能够设置在吸收塔9入口区域的原烟道1上、或者设置在电除尘器前端的原烟道1上。

在上述本发明用于回收湿法脱硫烟气中水的方法在上述装置中应用时：

在步骤(1)中，通过原烟气换热器2对湿法脱硫前的原烟气进行降温的同时，将原烟气携带的热量通过冷源热泵工作热源循环泵17经冷源热泵工作热源循环管道18传递给冷源热泵19；通过传递来的原烟气携带的热量驱动冷源热泵19及进行步骤(3)，具体根据工艺中的设计要求，进行热量的分配，以实现热量循环利用的最大效能；

在步骤(2)中，通过供水泵14经冷源热泵供水水管16将集水箱11中的循环喷淋水所携带的热量传递给冷源热泵19，然后，降温后的循环喷淋水经冷源热泵回水水管13回流入集水箱11中，再通过降温喷淋循环水泵15经降温喷淋循环管道12将集水箱11中降温后的循环喷淋水输送到降温喷淋层7，对经吸收浆液喷淋层4喷淋吸收初步净化的烟气进行降温，而经降温喷淋层7喷淋下的水由集水器7收集后通过其集水输水口输送回集水箱11中，如此往复循环上述降温过程，实现对烟气中水的回收；而经降温喷淋层7喷淋后的烟气继续上行通过除雾器8等进一步净化处理后到达净烟气换热器22；

在步骤(3)中，通过冷源热泵输出泵21经冷源热泵输出管道20将由步骤(2)和步骤(3)传递给冷源热泵19的热量传送给净烟气换热器22，通过净烟气换热器22实现对净烟气的加热。

通过上述本发明的应用，有效避免了能源浪费，充分实现了各阶段的净化工艺、水回收工艺及其对应装置结构间的高效整合，实现循环式的绿色环保的净化及回收再利用，使烟气中水的回收与烟气净化在高效结合中得到充分实现，节能环保效果显著，显然地，本发明也能够适用于石灰石-石膏法、氨法、双碱法、镁法等各种相关的湿法烟气净化领域。

本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.用于回收湿法脱硫烟气中水的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对湿法脱硫前的原烟气进行降温；通过原烟气降温装置对进行湿法脱硫前的原烟气进行降温；通过原烟气降温装置对湿法脱硫前的原烟气进行降温的同时，将原烟气携带的热量传递给所述冷源热泵；

(2)对湿法脱硫处理烟气中采用的循环喷淋水进行降温；通过喷淋水降温装置对湿法脱硫处理烟气中采用的循环喷淋水进行降温；通过喷淋水降温装置对湿法脱硫处理烟气中采用的循环喷淋水进行降温的同时，将循环喷淋水所携带的热量传递给所述冷源热泵；

(3)对净烟气进行加热；通过净烟气加热装置对净烟气进行加热；通过冷源热泵将由步骤(2)和步骤(3)所传递的热量传送给净烟气加热装置，对净烟气进行加热；

在所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中共用一个冷源热泵进行热量循环输送。

2.根据权利要求1所述的用于回收湿法脱硫烟气中水的方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，通过原烟气降温装置对湿法脱硫前的原烟气进行降温的同时，将原烟气携带的热量传递给所述冷源热泵，通过传递来的原烟气携带的热量驱动所述冷源热泵。

3.一种用于回收湿法脱硫烟气中水的装置，包括相连接的原烟道、湿法脱硫装置和净烟道，其特征在于，还包括相连接的原烟气降温装置、喷淋水降温装置及净烟气加热装置，其中，所述原烟气降温装置与所述原烟道相连接，所述喷淋水降温装置与所述湿法脱硫装置相连接；所述原烟气降温装置包括设置在所述原烟道中的原烟气换热器，所述原烟气换热器通过冷源热泵工作热源循环管道与所述冷源热泵相连接，在所述冷源热泵工作热源循环管道上设置有冷源热泵工作热源循环泵；所述喷淋水降温装置包括冷源热泵供水水管和冷源热泵回水水管，在所述冷源热泵供水水管上设置有供水泵，所述冷源热泵供水水管通过所述冷源热泵与冷源热泵回水水管相连接；所述净烟气加热装置包括在所述净烟道中设置的净烟气换热器，所述净烟气换热器通过冷源热泵输出管道与所述冷源热泵相连接，在所述冷源热泵输出管道上设置有冷源热泵输出泵；所述原烟气降温装置、喷淋水降温装置和净烟气加热装置共用一个冷源热泵。

4.根据权利要求3所述的用于回收湿法脱硫烟气中水的装置，其特征在于：所述净烟气加热装置与所述净烟道或者所述湿法脱硫装置相连接。

5.根据权利要求3所述的用于回收湿法脱硫烟气中水的装置，其特征在于：所述湿法脱硫装置包括吸收塔及与吸收塔相连接的集水箱，在所述吸收塔内由下至上依次设置有浆液池、吸收浆液喷淋层、集水器、降温喷淋层和除雾器，所述集水器的出口与所述集水箱相连接，所述集水箱通过降温喷淋循环管道与所述吸收塔内的降温喷淋层相连接，所述冷源热泵供水水管和冷源热泵回水水管分别与所述集水箱相连接。