CN106512691A - 脱硫烟气水回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱硫烟气水回收系统，包括：烟气脱硫吸收塔，烟气水吸收塔，吸收液再生塔，吸收液冷却器，蒸汽换热器，以及真空泵。本发明提供一种脱硫烟气水回收系统，可解决系统工艺水耗水量大的难题，可最大限度的回收饱和净烟气中的水，同时也可以最大限度的利用饱和烟气中的热。

Description

脱硫烟气水回收系统
技术领域
本发明涉及脱硫烟气水回收系统。
背景技术
石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是目前应用最广泛、最成熟的火电厂烟气脱硫技术。该技术自身原理决定了其巨大的用水量。据了解，烟气湿法脱硫系统用水量超过了机组总用水量的50%。1台600MW机组一般用水量为120t/h，年耗水量为80万吨，这对缺水地区的水资源和环境构成严重影响。而烟气干法或半干法脱硫技术存在短板，且造价是烟气湿法脱硫系统的5倍以上。因此，如何减少烟气湿法脱硫系统的耗水量，试验烟气湿法脱硫系统零水耗或超低水耗是目前的重要研究课题。
关于火电厂节水技术的研究一直是国内外科研机构、技术企业所关注的热门方向，也是“资源节约型”发展方式的重要组成。目前国内外对于火电厂节水方式的研究重点放在了冷凝换热器以及低温省煤器上。
在冷凝换热技术中，锅炉烟气余热与水分联合回收是通过冷凝换热器实现的，通过冷凝换热器将锅炉的排烟温度降低到足够低的水平，烟气中的水蒸气就会凝结而放出气化潜热，将气化潜热加以利用提高能源利用效率，同时收集冷凝水加以利用，减少系统水耗。烟气冷凝换热技术最先由西方发达国家研究及应用，20世纪以来，荷兰、法国、英国、奥地利、德国和美国相继进行了研制，在锅炉中增设各型冷凝换热器，回收并利用烟气中水蒸气冷凝时放出的汽化潜热，使得锅炉效率可提高10%～15%。但是冷凝换热技术处理烟气量小，设备规模小，难以实现大型火电厂的推广应用，成为制约该技术发展的桎梏。
锅炉尾部烟气中含有硫氧化物，当排烟温度低于酸露点时，硫氧化物与水蒸气凝结形成硫酸腐蚀换热器。正是为了防止低温酸露腐蚀，排烟温度一般需高于120℃，造成大量能源浪费。除非有合适的耐腐蚀换热设备，否则排烟温度受腐蚀问题的限制而难以降低。为解决这一问题，人们尝试采用合金、陶瓷等特种材料换热器，但研究和实践表明这些换热器的性能或性价比不够理想，还需要继续寻找其他技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱硫烟气水回收系统，其可回收烟气中的水，并尽可能的回收烟气系统的热量。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种脱硫烟气水回收系统，包括：烟气脱硫吸收塔，烟气水吸收塔，吸收液再生塔，吸收液冷却器，蒸汽换热器，以及真空泵；
所述烟气脱硫吸收塔的顶部外接有净烟气输出管，烟气水吸收塔设有净烟气输入口，烟气脱硫吸收塔通过净烟气输出管与烟气水吸收塔的净烟气输入口连接；
所述烟气水吸收塔的顶部外接有干烟气输出管；烟气水吸收塔内部由上至下依次设有第一除雾器、第一喷淋器和湍流混合器；烟气水吸收塔的底部设有第一出液口；上述净烟气输入口位于湍流混合器下方，且位于第一出液口上方；
所述吸收液再生塔的顶部外接有低压饱和蒸汽输出管；吸收液再生塔内部由上至下依次设有第二除雾器、布气板、第二喷淋器和吸收液换热器；吸收液再生塔的底部设有第二出液口，且吸收液再生塔还设有吸收液输入口；
所述吸收液换热器位于吸收液再生塔底部，吸收液换热器用于再生吸收液与烟气的换热；吸收液换热器包括供烟气流通的换热管，该换热管的输入端外接有原烟气输入管，该换热管的输出端外接有换热烟气输出管，换热管的输出端通过该换热烟气输出管连接至烟气脱硫吸收塔的烟气输入端；
所述第一出液口通过第一输液管与吸收液输入口连接，该第一输液管上设有第一输液泵；
所述第二出液口通过第二输液管与第一喷淋器的输入端连接，该第二输液管上设有第二输液泵，且第二输液管上还设有吸收液冷却器；第二输液管还通过输液支管与第二喷淋器的输入端连接，该输液支管与第二输液管的连接部位于第二输液泵的下游；
所述吸收液再生塔通过低压饱和蒸汽输出管连接蒸汽换热器，该蒸汽换热器设有蒸汽冷却仓，该蒸汽冷却仓内设有供冷却介质流通的换热管；所述蒸汽冷却仓通过抽气管连接上述真空泵；所述蒸汽冷却仓底部外接有蒸汽冷凝水回收管，且该蒸汽冷凝水回收管连接至蒸汽冷凝水回收罐，该蒸汽冷凝水回收罐底部外接有工艺用水输送管，该工艺用水输送管上设有第三输液泵；
所述吸收液再生塔向烟气水吸收塔提供吸收液，该吸收液用于吸收净烟气内的水蒸汽。
优选的，所述蒸汽换热器选自间接空气换热器、热泵和冷却器中的一种或几种。
优选的，所述第一除雾器、第二除雾器选自管束式除尘除雾器、过滤式除尘除雾器、平板式除雾器、屋脊式除雾器、旋流板除雾器中的一种或几种。
优选的，所述吸收液输入口位于第二喷淋器下方。
优选的，所述烟气脱硫吸收塔配有脱硫循环泵。
优选的，所述吸收液为LiCl、LiBr或CaCl2的水溶液。
优选的，CaCl2水溶液中CaCl2的浓度为5%～50%；LiBr水溶液中LiBr的浓度为5%～60%。
优选的，CaCl2的水溶液中CaCl2的浓度为42%～46%。
本发明提供一种脱硫烟气水回收系统，可解决系统工艺水耗水量大的难题，可最大限度的回收饱和净烟气中的水，同时也可以最大限度的利用饱和烟气中的热。
烟气脱硫吸收塔顶端排出的净烟气经净烟气输出管送入烟气水吸收塔，吸收液再生塔底部的吸收液通过第二输液泵泵入第一喷淋器（且吸收液经过吸收液冷却器降温），经第一喷淋器喷淋后，吸收液在烟气水吸收塔内与烟气脱硫吸收塔送来的饱和净烟气进行传质传热过程，饱和净烟气内的水蒸汽被吸收液吸收后，随吸收液一起落入烟气水吸收塔的塔底，烟气水吸收塔上部安装的第一除雾器能除去大量的细小雾滴，减少吸收液的损失并提高水的回收效率；烟气水吸收塔内的湍流混合器能实现吸收液与净烟气的高效传质传热，最大限度的吸收烟气中的水蒸气。
第二输液泵将烟气水吸收塔塔底的吸收液泵入吸收液再生塔，未脱硫的原烟气流经吸收液再生塔塔底的吸收液换热器，并加热吸收液，吸收液温度升高，并经真空泵抽吸，使吸收液在低压下沸腾蒸发，沸腾蒸发的低压蒸汽经蒸汽换热器冷却后冷凝成回收水（蒸汽冷凝水），回收水存入冷凝水回收罐，并可通过第三输液泵泵送至用水工序。
本发明具有如下特点：
1、采用低饱和气压的吸收液（如CaCl2水溶液、LiBr水溶液等）吸收饱和净烟气中的水蒸气，能大幅度提高饱和净烟气中的水回收效率。采用采用低饱和气压的吸收液吸收烟气中的水蒸气吸收效果好，特别适合我国北方缺水地区，该工艺技术适应性强。
2、可以通过调整吸收液的浓度、吸收液的温度、吸收液的喷淋量来调整烟气水回收的量。
3、回收水（蒸汽冷凝水）水质好。采用CaCl2水溶液为吸收液时回收水中的悬浮物含量<15mg/L，回收水pH值在4.5～6.0之间，总可溶盐含量<25mg/L，Ca2+含量<5mg/L，Cl-含量<5mg/L。回收水可直接应用于其他工艺系统作为一般工艺水使用，也可处理后作为锅炉用水。采用闪蒸塔（吸收液再生塔）闪蒸后的冷凝水，悬浮物含量仅为5～10mmg/L，处理后还可应用在纯水制备等方面。采用LiBr水溶液为吸收液时，水质基本上相同，其中的Li+含量<5mg/L,其中的Br-含量<5mg/L。
附图说明
图1是本发明的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案是：
如图1所示，一种脱硫烟气水回收系统，包括：烟气脱硫吸收塔1，烟气水吸收塔2，吸收液再生塔3，吸收液冷却器4，蒸汽换热器6，以及真空泵5；
所述烟气脱硫吸收塔1的顶部外接有净烟气输出管C，烟气水吸收塔2设有净烟气输入口，烟气脱硫吸收塔1通过净烟气输出管C与烟气水吸收塔2的净烟气输入口连接；
所述烟气水吸收塔2的顶部外接有干烟气输出管D；烟气水吸收塔2内部由上至下依次设有第一除雾器2a、第一喷淋器2b和湍流混合器2c；烟气水吸收塔2的底部设有第一出液口；上述净烟气输入口位于湍流混合器2c下方，且位于第一出液口上方；
所述吸收液再生塔3的顶部外接有低压饱和蒸汽输出管F；吸收液再生塔3内部由上至下依次设有第二除雾器3a、布气板3b、第二喷淋器3c和吸收液换热器3d；吸收液再生塔3的底部设有第二出液口，且吸收液再生塔3还设有吸收液输入口；
所述吸收液换热器3d位于吸收液再生塔3底部，吸收液换热器3d用于再生吸收液与烟气的换热；吸收液换热器3d包括供烟气流通的换热管，该换热管的输入端外接有原烟气输入管A，该换热管的输出端外接有换热烟气输出管B，换热管的输出端通过该换热烟气输出管B连接至烟气脱硫吸收塔1的烟气输入端；
所述第一出液口通过第一输液管a1与吸收液输入口连接，该第一输液管a1上设有第一输液泵9；
所述第二出液口通过第二输液管a2与第一喷淋器2b的输入端连接，该第二输液管a2上设有第二输液泵10，且第二输液管a2上还设有吸收液冷却器4；第二输液管a2还通过输液支管a4与第二喷淋器3c的输入端连接，该输液支管a4与第二输液管a2的连接部位于第二输液泵10的下游；
所述吸收液再生塔3通过低压饱和蒸汽输出管F连接蒸汽换热器6，该蒸汽换热器6设有蒸汽冷却仓，该蒸汽冷却仓内设有供冷却介质E流通的换热管；所述蒸汽冷却仓通过抽气管连接上述真空泵5；所述蒸汽冷却仓底部外接有蒸汽冷凝水回收管a3，且该蒸汽冷凝水回收管a3连接至蒸汽冷凝水回收罐7，该蒸汽冷凝水回收罐7底部外接有工艺用水输送管，该工艺用水输送管上设有第三输液泵8；
所述吸收液再生塔3向烟气水吸收塔2提供吸收液，该吸收液用于吸收净烟气内的水蒸汽。
优选的，所述蒸汽换热器6选自间接空气换热器、热泵和冷却器中的一种或几种。
优选的，所述第一除雾器2a、第二除雾器3a选自管束式除尘除雾器、过滤式除尘除雾器、平板式除雾器、屋脊式除雾器、旋流板除雾器中的一种或几种。
优选的，所述吸收液输入口位于第二喷淋器3c下方。
优选的，所述烟气脱硫吸收塔1配有脱硫循环泵。
优选的，所述吸收液为LiCl、LiBr或CaCl2的水溶液。
优选的，CaCl2水溶液中CaCl2的浓度为5%～50%；LiBr水溶液中LiBr的浓度为5%～60%。
优选的，CaCl2的水溶液中CaCl2的浓度为42%～46%。
烟气脱硫吸收塔1顶端排出的净烟气经净烟气输出管C送入烟气水吸收塔2，吸收液再生塔3底部的吸收液通过第二输液泵10泵入第一喷淋器2b（且吸收液经过吸收液冷却器4降温），经第一喷淋器2b喷淋后，吸收液在烟气水吸收塔2内与烟气脱硫吸收塔1送来的饱和净烟气进行传质传热过程，饱和净烟气内的水蒸汽被吸收液吸收后，随吸收液一起落入烟气水吸收塔2的塔底，烟气水吸收塔2上部安装的第一除雾器2a能除去大量的细小雾滴，减少吸收液的损失并提高水的回收效率；烟气水吸收塔2内的湍流混合器2c能实现吸收液与净烟气的高效传质传热，最大限度的吸收烟气中的水蒸气。
第二输液泵10将烟气水吸收塔2塔底的吸收液泵入吸收液再生塔3，未脱硫的原烟气流经吸收液再生塔3塔底的吸收液换热器3d，并加热吸收液，吸收液温度升高，并经真空泵5抽吸，使吸收液在低压下沸腾蒸发，沸腾蒸发的低压蒸汽经蒸汽换热器6冷却后冷凝成回收水（蒸汽冷凝水），回收水存入冷凝水回收罐，并可通过第三输液泵8泵送至用水工序。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.脱硫烟气水回收系统，其特征在于，包括：烟气脱硫吸收塔，烟气水吸收塔，吸收液再生塔，吸收液冷却器，蒸汽换热器，以及真空泵；
所述烟气脱硫吸收塔的顶部外接有净烟气输出管，烟气水吸收塔设有净烟气输入口，烟气脱硫吸收塔通过净烟气输出管与烟气水吸收塔的净烟气输入口连接；
所述烟气水吸收塔的顶部外接有干烟气输出管；烟气水吸收塔内部由上至下依次设有第一除雾器、第一喷淋器和湍流混合器；烟气水吸收塔的底部设有第一出液口；上述净烟气输入口位于湍流混合器下方，且位于第一出液口上方；
所述吸收液再生塔的顶部外接有低压饱和蒸汽输出管；吸收液再生塔内部由上至下依次设有第二除雾器、布气板、第二喷淋器和吸收液换热器；吸收液再生塔的底部设有第二出液口，且吸收液再生塔还设有吸收液输入口；
所述吸收液换热器位于吸收液再生塔底部，吸收液换热器用于吸收液与烟气的换热；吸收液换热器包括供烟气流通的换热管，该换热管的输入端外接有原烟气输入管，该换热管的输出端外接有换热烟气输出管，换热管的输出端通过该换热烟气输出管连接至烟气脱硫吸收塔的烟气输入端；
所述第一出液口通过第一输液管与吸收液输入口连接，该第一输液管上设有第一输液泵；
所述第二出液口通过第二输液管与第一喷淋器的输入端连接，该第二输液管上设有第二输液泵，且第二输液管上还设有吸收液冷却器；第二输液管还通过输液支管与第二喷淋器的输入端连接，该输液支管与第二输液管的连接部位于第二输液泵的下游；
所述吸收液再生塔通过低压饱和蒸汽输出管连接蒸汽换热器，该蒸汽换热器设有蒸汽冷却仓，该蒸汽冷却仓内设有供冷却介质流通的换热管；所述蒸汽冷却仓通过抽气管连接上述真空泵；所述蒸汽冷却仓底部外接有蒸汽冷凝水回收管，且该蒸汽冷凝水回收管连接至蒸汽冷凝水回收罐，该蒸汽冷凝水回收罐底部外接有工艺用水输送管，该工艺用水输送管上设有第三输液泵；
所述吸收液再生塔向烟气水吸收塔提供吸收液，该吸收液用于吸收净烟气内的水蒸汽。
2.根据权利要求1所述的脱硫烟气水回收系统，其特征在于，所述蒸汽换热器选自间接空气换热器、热泵和冷却器中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的脱硫烟气水回收系统，其特征在于，所述第一除雾器、第二除雾器选自管束式除尘除雾器、过滤式除尘除雾器、平板式除雾器、屋脊式除雾器、旋流板除雾器中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的脱硫烟气水回收系统，其特征在于，所述吸收液输入口位于第二喷淋器下方。
5.根据权利要求4所述的脱硫烟气水回收系统，其特征在于，所述烟气脱硫吸收塔配有脱硫循环泵。
6.根据权利要求5所述的脱硫烟气水回收系统，其特征在于，所述吸收液为LiCl、LiBr或CaCl2的水溶液。
7.根据权利要求6所述的脱硫烟气水回收系统，其特征在于，CaCl2水溶液中CaCl2的浓度为5%～50%；LiBr水溶液中LiBr的浓度为5%～60%。
8.根据权利要求7所述的脱硫烟气水回收系统，其特征在于，CaCl2的水溶液中CaCl2的浓度为42%～46%。
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