CN106540519A - 烟气处理装置和应用其的烟气处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气处理装置和烟气处理方法。该装置包括通过烟道管路并联在一起的第一吸收塔(1)和第二吸收塔(2)，在第一吸收塔的进气端的烟气管道上设置有第一切换件(111)，在第二吸收塔的进气端的烟气管道上设置有第二切换件(112)，在第一切换件与第二切换件之间的烟气管路上设置有第三切换件(113)，第一吸收塔的出气端分别连接有第一烟气管道(11)和第二烟气管道(12)，第二吸收塔的出气端连接有第三烟气管道(21)，第一烟气管道、第三烟气管道与外界连通，第二烟气管道与第三烟气管道相连通，并且第二烟气管道上设置有第四切换件(114)，第三烟气管道的远离第二烟气管道与第三烟气管道的连接端的部分设置有第五切换件(115)。

Description

烟气处理装置和应用其的烟气处理方法
技术领域
本发明涉及烟气减排技术领域，具体地，涉及一种烟气处理装置和应用其的烟气处理方法。
背景技术
富氧燃烧技术是一种能够实现CO2的高度富集及储存的新一代清洁燃烧技术。从烟气循环方式上讲，主要可以分为富氧燃烧干循环和富氧燃烧湿循环两种方式。
对于富氧燃烧湿循环方式和空气燃烧方式兼容的锅炉，在空气燃烧及部分CO2进行压缩纯化的情况下，仍然需要烟气排空，为保证排放烟气中SO2的浓度满足大气污染物排放标准，需设置脱硫系统。由于富氧燃烧湿循环工况和空气燃烧工况下烟气参数变化幅度大，例如富氧燃烧湿循环工况烟气量是空气燃烧工况烟气量的40％～45％(标态)，而SO2的浓度是空气燃烧工况的2.5倍以上，再考虑到高CO2浓度对脱硫的不利影响，难以实现在两种工况下都能达到满足同样要求的环保标准，特别是对于重点地区，两种工况下均实现达标排放的难度进一步提高。
本发明针对现有技术的不足之处，提出了一种能够同时满足富氧燃烧湿循环工况和空气燃烧工况下的排放标准的烟气处理装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够同时满足富氧燃烧湿循环工况和空气燃烧工况下的排放标准的烟气处理装置。
为了实现上述目的，本发明提供了一种烟气处理装置，包括：通过烟道管路并联在一起的第一吸收塔和第二吸收塔，在第一吸收塔的进气端的烟气管道上设置有第一切换件，在第二吸收塔的进气端的烟气管道上设置有第二切换件，在第一切换件与第二切换件之间的烟气管路上设置有第三切换件，第一吸收塔的出气端分别连接有第一烟气管道和第二烟气管道，第二吸收塔的出气端连接有第三烟气管道，
第一烟气管道、第三烟气管道与外界连通，第二烟气管道与第三烟气管道相连通，并且第二烟气管道上设置有第四切换件，第三烟气管道的远离第二烟气管道与第三烟气管道的连接端的部分设置有第五切换件。
优选地，第一烟气管道上顺次连接有第一除雾器、烟气冷凝器和第一热交换器。
优选地，烟气冷凝器可选择地与位于第一除雾器与第一热交换器之间的烟道管路相连通。
优选地，第二烟气管道与第三烟气管道的连接端与第五切换件之间依次连接有第二除雾器和第二热交换器。
优选地，第一除雾器的水循环管路与第一吸收塔相连通，第二除雾器的水循环管路与第二吸收塔相连通，并且第一除雾器的水循环管路与第二除雾器的水循环管路可选择地连通在一起。
优选地，烟气冷凝器与第一热交换器之间连接有二氧化碳压缩纯化装置。
优选地，第一烟气管道与第三烟气管道相连通，并且第一烟气管道与第三烟气管道的连接端设置有排气烟囱。
优选地，烟气处理装置包括分别设置在第一切换件和第二切换件的前端的第一引风机和第二引风机。
优选地，第一引风机与第一切换件之间设置有第一增压风机，第二引风机与第二切换件之间设置有第二增压风机。
本发明还提供了一种应用上述烟气处理装置进行烟气处理的烟气处理方法，包括以下步骤：
在空气燃烧工况下，打开第一切换件、第二切换件和第五切换件，并关闭第三切换件和第四切换件；
在富氧燃烧湿循环工况下，打开第三切换件和第四切换件，并关闭第一切换件、第二切换件和第五切换件。
优选地，在空气燃烧工况下，连通第一增压风机和第二增压风机，在富氧燃烧湿循环工况下，连通第一增压风机，并关闭第二增压风机。
优选地，在空气燃烧工况下，关闭烟气冷凝器，在富氧燃烧湿循环工况下，连通烟气冷凝器。
优选地，在富氧燃烧工况下，调节第一吸收塔内的PH值大于第二吸收塔内的PH值。
本发明的烟气处理装置根据空气燃烧工况和富氧燃烧湿循环工况下烟气条件的不同，利用空气燃烧工况烟气量是富氧燃烧湿循环工况烟气量约为2倍的特点，通过设置两个吸收塔，同时由设置的多个切换件之间的相互配合来控制两个吸收塔为串联运行或者并联运行，从而形成了适用于富氧燃烧湿循环和空气燃烧两种工况下的两种烟气循环管路。在富氧燃烧湿循环工况下，两个吸收塔串联运行，在空气燃烧工况下，两个吸收塔并联运行，以避免在两种不同的工况切换时因烟气条件变换给排放的标准带来影响，从而使烟气在两种工况下均能实现达标排放。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的烟气处理装置的结构示意图。
附图标记说明
1 第一吸收塔 2 第二吸收塔
11 第一烟气管道 12 第二烟气管道
21 第三烟气管道 111 第一切换件
112 第二切换件 113 第三切换件
114 第四切换件 115 第五切换件
31 第一除雾器 32 第二除雾器
311 第一除雾器的水循环管路 321 第二除雾器的水循环管路
4 烟气冷凝器 51 第一热交换器
52 第二热交换器 61 第一引风机
62 第二引风机 7 二氧化碳压缩纯化器
8 排气烟囱 91 第一增压风机
92 第二增压风机
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1显示了根据本发明的烟气处理装置的结构示意图。该烟气处理装置包括：通过烟道管路并联在一起的第一吸收塔1和第二吸收塔2，在第一吸收塔1的进气端的烟气管道上设置有第一切换件111，在第二吸收塔2的进气端的烟气管道上设置有第二切换件112，在第一切换件111与第二切换件112之间的烟气管路上设置有第三切换件113，第一吸收塔1的出气端分别连接有第一烟气管道11和第二烟气管道12，第二吸收塔2的出气端连接有第三烟气管道21，
第一烟气管道11、第三烟气管道21与外界连通，第二烟气管道12与第三烟气管道21相连通，并且第二烟气管道12上设置有第四切换件114，第三烟气管道21的远离第二烟气管道12与第三烟气管道21的连接端的部分设置有第五切换件115。
本发明的烟气处理装置根据空气燃烧工况和富氧燃烧湿循环工况下烟气条件的不同，利用空气燃烧工况烟气量是富氧燃烧湿循环工况烟气量约为2倍的特点，通过设置两个吸收塔，同时由设置的多个切换件之间的相互配合来控制两个吸收塔为串联运行或者并联运行，从而形成了适用于富氧燃烧湿循环和空气燃烧两种工况下的两种烟气循环管路。在富氧燃烧湿循环工况下，两个吸收塔串联运行，在空气燃烧工况下，两个吸收塔并联运行，以避免在两种不同的工况切换时因烟气条件变换给排放的标准带来影响，从而使烟气在两种工况下均能实现达标排放。
在如图1所示的实施方式中，第一烟气管道11上顺次连接有第一除雾器31、烟气冷凝器4和第一热交换器51。其中，优选地，烟气冷凝器4可选择地与位于第一除雾器31与第一热交换器51之间的烟道管路相连通。该烟气冷凝器4用于在在富氧燃烧湿循环工况下运行，在空气燃烧工况下停用，以降低电耗，减少了烟气冷凝器4的腐蚀和结垢情况的发生。
优选地，第二烟气管道12与第三烟气管道21的连接端与第五切换件115之间依次连接有第二除雾器32和第二热交换器52。这里所提到的第一除雾器31与第二除雾器32均设置在各吸收塔的出口端，分别用于对第一吸收塔1和第二吸收塔2流出的烟气进行除雾。值得注意的是，第一吸收塔1和第二吸收塔2无论是串联还是并联运行，均可控制烟气流速使各个除雾器除雾维持在高效区，即第一除雾器31与第二除雾器32的除雾效率可以保证。
此外，第一除雾器31与第二除雾器32还可用于维持第一吸收塔1和第二吸收塔2的水平衡。具体地，第一除雾器31的水循环管路311可与第一吸收塔1相连通，用于对第一吸收塔1补水；第二除雾器32的水循环管路321可与第二吸收塔2相连通，用于对第二吸收塔2补水；同时，第一除雾器31的水循环管路311与第二除雾器32的水循环管路321优选设置成可选择地连通在一起。
当第一吸收塔1与第二吸收塔2并联时，第一除雾器31与第二除雾器32的冲洗水经水循环管路311、321各自回到对应的吸收塔，水平衡稳定；当切换第一吸收塔1与第二吸收塔2串联时，烟气降温几乎全部在第二吸收塔2中完成，水的蒸发也集中第二吸收塔2，第一吸收塔1几乎不用补水，此时，第一吸收塔1对应的第一除雾器31处于运行状态，第二吸收塔2对应的第二除雾器32退出运行，在这种模式下，关闭第一除雾器31返回第一吸收塔1的冲洗水排水管道的阀门，将第一除雾器31的水引入到第二除雾器32中，此时第一除雾器31的冲洗水补入第二吸收塔2，既保证了除雾器的正常冲洗，又使装置达到了水平衡。
优选地，烟气冷凝器4与第一热交换器51之间连接有二氧化碳压缩纯化装置7。二氧化碳压缩纯化装置7用于捕捉和收集二氧化碳。还优选地，第一烟气管道11与第三烟气管道21相连通，并且第一烟气管道11与第三烟气管道21的连接端设置有排气烟囱8。
另外，烟气处理装置包括分别设置在第一切换件111和第二切换件112的前端的第一引风机61和第二引风机62。第一引风机61与第一切换件111之间设置有第一增压风机91，第二引风机62与第二切换件112之间设置有第二增压风机92。这里的引风机和增压风机可用于控制烟气的流速和流量，从而有利于提高烟气的循环效率。
本发明还提供了一种应用上述烟气处理装置进行烟气处理的烟气处理方法，包括以下步骤：
在空气燃烧工况下，打开第一切换件111、第二切换件112和第五切换件115，并关闭第三切换件113和第四切换件114；在富氧燃烧湿循环工况下，打开第三切换件113和第四切换件114，并关闭第一切换件111、第二切换件112和第五切换件115。
通过上述步骤，在空气燃烧工况下，第一吸收塔1和第二吸收塔2为并联，在富氧燃烧湿循环工况下，第一吸收塔1和第二吸收塔2为串联。
在一个优选地实施方式中，在空气燃烧工况下，相应地连通第一增压风机91和第二增压风机92；在富氧燃烧湿循环工况下，相应地连通第一增压风机91，并关闭第二增压风机92。
在另一个优选地实施例中，在空气燃烧工况下，关闭烟气冷凝器4，在富氧燃烧湿循环工况下，连通烟气冷凝器4。该烟气冷凝器4用于在在富氧燃烧湿循环工况下运行，在空气燃烧工况下停用，以降低电耗，减少了烟气冷凝器4的腐蚀和结垢情况的发生。
此外，还优选地，在富氧燃烧工况下，调节第二吸收塔2内的PH值小于第一吸收塔1内的PH值。由于烟气在该燃烧工况下先经第二吸收塔2脱硫后再进入第一吸收塔1进行深度脱硫，为了强化脱硫效果，本实施方式中采用第二吸收塔2低pH值运行，第一吸收塔1高pH值运行。优选地，第一吸收塔1和第二吸收塔2中的pH值均能根据实际情况单独进行调节。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种烟气处理装置，包括：通过烟道管路并联在一起的第一吸收塔(1)和第二吸收塔(2)，在所述第一吸收塔(1)的进气端的烟气管道上设置有第一切换件(111)，在所述第二吸收塔(2)的进气端的烟气管道上设置有第二切换件(112)，在所述第一切换件(111)与所述第二切换件(112)之间的烟气管路上设置有第三切换件(113)，所述第一吸收塔(1)的出气端分别连接有第一烟气管道(11)和第二烟气管道(12)，所述第二吸收塔(2)的出气端连接有第三烟气管道(21)，
所述第一烟气管道(11)、所述第三烟气管道(21)与外界连通，所述第二烟气管道(12)与所述第三烟气管道(21)相连通，并且所述第二烟气管道(12)上设置有第四切换件(114)，所述第三烟气管道(21)的远离所述第二烟气管道(12)与所述第三烟气管道(21)的连接端的部分设置有第五切换件(115)。
2.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第一烟气管道(11)上顺次连接有第一除雾器(31)、烟气冷凝器(4)和第一热交换器(51)。
3.根据权利要求2所述的烟气处理装置，其特征在于，所述烟气冷凝器(4)可选择地与位于所述第一除雾器(31)与所述第一热交换器(51)之间的烟道管路相连通。
4.根据权利要求3所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第二烟气管道(12)与所述第三烟气管道(21)的连接端与所述第五切换件(115)之间依次连接有第二除雾器(32)和第二热交换器(52)。
5.根据权利要求4所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第一除雾器(31)的水循环管路(311)与所述第一吸收塔(1)相连通，所述第二除雾器(32)的水循环管路(321)与所述第二吸收塔(2)相连通，并且所述第一除雾器(31)的水循环管路(311)与所述第二除雾器(32)的水循环管路(321)可选择地连通在一起。
6.根据权利要求2所述的烟气处理装置，其特征在于，所述烟气冷凝器(4)与第一热交换器(51)之间连接有二氧化碳压缩纯化装置(7)。
7.根据权利要求6所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第一烟气管道(11)与所述第三烟气管道(21)相连通，并且所述第一烟气管道(11)与所述第三烟气管道(21)的连接端设置有排气烟囱(8)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的烟气处理装置，其特征在于，所述烟气处理装置包括分别设置在所述第一切换件(111)和所述第二切换件(112)的前端的第一引风机(61)和第二引风机(62)。
9.根据权利要求8所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第一引风机(61)与所述第一切换件(111)之间设置有第一增压风机(91)，所述第二引风机(62)与所述第二切换件(112)之间设置有第二增压风机(92)。
10.一种应用如权利要求1至8中任一项所述的烟气处理装置进行烟气处理的烟气处理方法，包括以下步骤：
在空气燃烧工况下，打开所述第一切换件(111)、所述第二切换件(112)和所述第五切换件(115)，并关闭所述第三切换件(113)和所述第四切换件(114)；
在富氧燃烧湿循环工况下，打开所述第三切换件(113)和所述第四切换件(114)，并关闭所述第一切换件(111)、所述第二切换件(112)和所述第五切换件(115)。
11.根据权利要求9所述的烟气处理方法，其特征在于，在所述空气燃烧工况下，连通所述第一增压风机(91)和所述第二增压风机(92)，在所述富氧燃烧湿循环工况下，连通所述第一增压风机(91)，并关闭所述第二增压风机(92)。
12.根据权利要求9所述的烟气处理方法，其特征在于，在所述空气燃烧工况下，关闭所述烟气冷凝器(4)，在所述富氧燃烧湿循环工况下，连通所述烟气冷凝器(4)。
13.根据权利要求9所述的烟气处理方法，其特征在于，在所述富氧燃烧工况下，调节所述第二吸收塔(2)内的PH值小于所述第一吸收塔(1)内的PH值。
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