CN107781832A - 湿法脱硫烟气脱水再热余热利用超低排放系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统和方法，其中，使用烟气冷却器(1)回收燃煤锅炉内排出的烟气的显热，使烟气的温度降低，并将回收的热能循环供给烟气加热器(5)；降温后的烟气进入脱硫塔(2)对进行脱硫处理；对脱硫处理后的烟气进行喷淋降温脱水处理，回收烟气释放的潜热；喷淋降温脱水处理后的烟气经过烟气加热器(5)的除雾加热处理后排放至大气。所述系统和方法能够有效解决湿法脱硫烟气带水及污染物问题，采用喷淋的方法对湿法脱硫后的烟气洗涤除雾除尘；不仅实现了烟气中余热的回收和利用，还使得排放的烟气中含水含尘量降低，消除烟羽，实现烟气脱白，节约大量脱硫工艺用水。

Description

湿法脱硫烟气脱水再热余热利用超低排放系统和方法

技术领域

本发明涉及一种燃煤湿法脱硫烟气余热利用系统和方法，特别涉及一种燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用超低排放系统和方法。

背景技术

工业的发展和人类的现代化生活都离不开对能源的需求，特别是对电力的需求。随着环境污染和能源紧张问题日益严峻，人类在加速开发可再生能源的同时，更加重视传统工业的节能降耗工作。火力发电厂既是发电企业同时也是耗能企业，如何提高火电厂的运行经济性、减少能量损失和污染物排放已成为国内外研究的热点课题。

而我国的一次能源主要来源于煤炭，煤炭的燃烧必然会产生大量的污染物排放，其中包括烟尘以及二氧化硫、氮氧化物等化学物质。我国的电力由于主要靠燃煤的火电机组提供，因此成为各种污染物排放产业之首。

为了减少二氧化硫的排放，国家从十一五开始在燃煤电厂实施烟气脱硫，相继安装了脱硫设备，而湿法脱硫为主要实施的脱硫工艺。

近年来雾霾的大量产生，使得湿法脱硫排放的大量含水烟气成为人们指责的对象。湿法脱硫后的烟气温度约为50℃左右，含水量(质量含量)则达到10-15％，以一台300MW机组为例，每小时向空中排放的水大于150吨。

而烟气中凝结的水pH值为1-2，含有大量的酸性物质、溶盐以及不溶物颗粒，使得空气中产生大量尘埃和有机物，严重危害环境。

尽管脱硫烟气大量带水排放对雾霾形成的影响还没有取得一致的认可，但湿法脱硫大量带水烟气在极端气候条件、地理条件和季节条件下能够加重雾霾是不争的事实。

针对湿法脱硫后带水烟气的治理措施，目前一般认为将湿法脱硫排放的50℃烟气加温到80℃排放，就可以看不到带水的烟气排放，认为解决了视觉污染；也有人认为，加热后的脱硫烟气可以抬升100m，扩散达到100km，污染物可以稀释。

但是，需要注意的是，我国的能源结构与大多数发达国家不同，而且不可能在短时间内改变；其次，我国的地理环境与国外不同，例如日本，日本是海洋性气候岛国，污染物很容易扩散；而我国是大陆形且国土广阔，由于近年来的气候变化，在不利的气象与地理条件下污染物很难扩散；另外，烟气所带的水以及其中所含的污染物依然是排放到了空中，最终还是要落下来，尤其是漂浮在低空形成雾霾对环境造成污染。

还有一个不能忽视的关键问题就是，我国的人口众多，经济发展速度较快，众多企业在区域内对脱硫后含水烟气的叠加排放量将是巨大的，使得在高速发展的过程中产生巨大的不利因素。

同时，将烟气加热后排放，对其余热无法利用，还造成了能量损失，不利于火电厂的运行经济性和能量利用。

由于上述原因，本发明人对现有的技术进行改造，设计出了燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统和方法。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统和方法，通过设置烟气显热回收循环和烟气潜热回收循环，充分实现烟气中余热的回收和利用；对烟气进行脱水处理，不仅进一步清洗烟气中污染物，还回收了大量的水，节约了水资源，减少了环境的污染。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，一种燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统，该系统包括：

烟气冷却器1和烟气加热器5，两者间设有水循环管道系统，烟气冷却器1中高温烟气中的显热通过水管道供给至烟气加热器5，以加热待排放的烟气，形成的冷却水循环至烟气冷却器1并被其中的高温烟气加热；

脱硫塔2，其下部通过管道与烟气冷却器1连接，从而将烟气冷却器1排出的烟气输送至脱硫塔2内部下方；和

烟气加热器5，与喷淋塔的排烟管道连接，经喷淋处理的待排放的烟气在烟气加热器5中除雾加热后排放至大气；

其中，在脱硫塔2上方设置有与喷淋塔连接的管道，通过该管道将烟气输送至喷淋塔内进行降温处理。

所述喷淋塔为多级设置，优选设置为二级，包括一级喷淋塔3和二级喷淋塔4；

其中，一级喷淋塔3下方的排烟管道与二级喷淋塔4的进烟管道连接；二级喷淋塔4下方的排水管道与一级喷淋塔3的喷淋头连接。

所述二级喷淋塔4的喷淋头通过管道与喷淋供水池9连接；所述二级喷淋塔4的排烟管道与带有烟气加热器5的烟道连接。

所述喷淋塔还可以设置为一级喷淋塔3，所述一级喷淋塔3的喷淋头通过管道与喷淋供水池9连接；所述一级喷淋塔3的排烟管道与带有烟气加热器5的烟道连接。

所述脱硫塔2上方的排烟管道与一级喷淋塔3顶端的进烟管道连接。

所述一级喷淋塔3下方的排水管道与沉淀池6连接；

沉淀池6与去水处理组件7连接；

去水处理组件7连接有热泵机组8；

热泵机组8与喷淋供水池9连接。

第二方面，本发明还提供了一种使用上述系统的燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放方法，该方法包括：

使用烟气冷却器1回收燃煤锅炉内排出的烟气的显热，使烟气的温度降低，并将回收的热能循环供给烟气加热器5；

降温后的烟气进入脱硫塔2对进行脱硫处理；对脱硫处理后的烟气进行喷淋降温处理，回收烟气释放的潜热；

喷淋降温处理后的烟气经过烟气加热器5的加热处理后排放至大气。

脱硫处理后的烟气经过喷淋降温处理，使得烟气的温度在35℃以下。

喷淋用水池9中的喷淋用水循环用于烟气喷淋降温。

烟气经烟气加热器5加热至45～60℃后经烟囱10排放至大气。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)通过喷淋脱水洗涤除尘解决了湿法脱硫后存在排烟带水量大的问题，通过喷淋直接换热降低烟气温度，可以将烟气中的水脱除60％以上；

(2)在脱硫塔后加装洗涤脱水一体化设备，达到了排烟中＜5mg/m³的排尘标准；

(3)通过喷淋洗涤将脱硫烟气中携带的残留石膏沉淀到沉淀池内，从而解决了石膏雨现象；

(4)随烟气排出的大量水蒸气加重了大气的污染，还浪费了水资源，通过烟气脱水将水留在地上加以利用，节约了水资源；

(5)喷淋脱水洗涤除尘与烟气加热器的联合应用可以解决烟气脱水降温后对烟气抬升的影响，同时，解决了烟气过低在冬季结冰的问题，具有消除烟羽的效果，达到了烟气脱白；

(6)烟气降温过程中释放出大量潜热，通过热泵技术可以给喷淋提供较低温度的冷凝水，减少了喷淋循环水量；同时，回收的热量还可以用于其他供热；

(7)喷淋脱水时水与烟气流向一致，增加了烟气的叠加动力，因此，系统运行更节能，减少了能耗。

附图标记

1-烟气冷却器

2-脱硫塔

3-一级喷淋塔

4-二级喷淋塔

5-烟气加热器

6-沉淀池

7-去水处理组件

8-热泵机组

9-喷淋供水池

10-烟囱

附图说明

图1示出根据本发明实施例一的燃煤湿法脱硫烟气脱水余热利用系统示意图；

图2示出根据本发明实施例二的燃煤湿法脱硫烟气脱水余热利用系统示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在烟气处理研究中发现，电站燃煤锅炉内排出的烟气温度通常比较高，一般在120℃以上，例如150℃，因此，如果将此高温烟气中的热能回收和利用，则能够有效降低烟气中的能量损失；

另外，燃煤锅炉内排出的高温烟气一般含有大量的含硫物质和尘粒，在进行脱硫处理中，高温烟气中的含硫物质和尘粒被清洗，烟气的温度进一步降低，并逐渐释放出潜热。

因此，对于燃煤锅炉内排出的高温烟气，回收其余热(显热和潜热)并加以利用，不仅有利于节约能源，还能够提高企业的经济效益。

在对烟气处理充分研究的基础上，本发明提供了一种燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统和方法。

所述湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放方法包括：

回收燃煤锅炉内排出的烟气的显热，使烟气的温度降低，并将回收的热能循环供给烟气加热器5；

降温后的烟气进入脱硫塔2对进行脱硫处理；

对脱硫处理后的烟气进行喷淋降温处理，回收烟气释放的潜热；

喷淋降温处理后的烟气经过烟气加热器5的加热处理后，经烟囱10排放至大气。

在一种优选的实施方式中，将燃煤锅炉内排出的烟气通过烟气冷却器1，能够回收和利用烟气中的热能。

所述烟气冷却器1可以使用现有技术中常用的烟气冷却器设备，优选使用搪玻璃热管低温省煤器。所述低温省煤器耐腐蚀、耐低温、能防尘积灰，运行安全性高，例如专利ZL2014100055362所述的搪玻璃热管低温省煤器。

由于燃煤锅炉内排出的烟气温度比较高，为了充分回收烟气中的显热，优选的，使用串联的两级烟气冷却器1(一级烟气冷却器和二级烟气冷却器)进行烟气热能的回收和利用，充分回收烟气中的热能，最大程度地降低烟气的温度至80～90℃，优选将烟气的温度降至85～90℃。

经过烟气冷却器1的降温处理后，烟气随即进入脱硫塔2内进行脱硫处理。

在脱硫处理工艺中，进入脱硫塔2的烟气温度一般不高于90℃。这是由于，当烟气的温度较高时，例如120℃时，烟气向上升起的速度快，脱硫塔2内的脱硫处理液体与烟气接触时间缩短，使得烟气脱硫处理的效果达不到现有技术标准要求；

另外，由于脱硫塔2内部下方收集的废液中含有大量的含硫酸性物质，会对脱硫塔2产生腐蚀作用；当烟气温度较高时，脱硫处理液体与烟气热交换后，使得产生的废液温度升高，加速了酸性废液对脱硫塔2的腐蚀作用。

现有技术中，也有在脱硫塔2前加装喷水降温装置或者加大脱硫塔2内的喷浆液量，以降低进入脱硫塔2内烟气的温度，这会增加脱硫处理过程中的水耗和能耗，增加烟气处理的经济负担。

因此，通过串联的两级烟气冷却器的处理，使得高温烟气的温度显著降低，烟气中的显热(例如，130℃至90℃的热能)可以直接用于供热。例如，减少电厂供热所需抽取的蒸汽；或者，在夏季供热能富裕时将热能送回低加系统以减少低加抽气；或者将热能供应于其他所需热能的仪器；

通过串联的两级烟气冷却器处理烟气，使烟气降温，还能够降低脱硫处理过程中的循环水量和能耗。

在一种优选的实施方式中，所述烟气冷却器1将回收的热能循环供给烟气加热器5，例如，如图1所示，烟气冷却器1通过循环水管道与烟气加热器5连接并形成循环，烟气冷却器1将回收的热能通过循环水供给至烟气加热器5使用，将烟气加热至排放温度，利于排烟优化。

所述烟气冷却器1为烟气加热器5循环供热的方式可以为多种，只要能够实现热循环即可。优选的，使用循环水进行供热，即，烟气冷却器1利用烟气中回收的热能将水加热后，热水通过循环管道系统流动至烟气加热器5，烟气加热器5利用热水中的热能加热烟气后，热水的温度降低，再次回流至烟气冷却器1进行加热。

更优选的，烟气冷却器1将循环水加热至85-95℃后，通过循环泵流至烟气加热器5，烟气加热器5利用循环水中的热能加热烟气后回流至烟气冷却器1，此时，循环水的温度为55-65℃。

在一种优选的实施方式中，由于烟气中含有大量尘粒，在两级串联的烟气冷却器之间设置除尘器，可以减少烟气中的尘粒，提高烟气净化效果。

将从烟气冷却器1排出的烟气通过烟气管道引入脱硫塔2，也可以通过引风机将烟气送入脱硫塔2进行脱硫处理。

其中，所述脱硫塔2并不做进一步限定，可以选用现有技术中的任一种烟气脱硫设备，能够满足电厂脱硫处理的需求即可，优选使用喷淋的湿法脱硫方式对烟气进行脱硫处理。

研究发现，湿法脱硫处理后，烟气的温度降至50～55℃，并带有质量含量为10～15％的水；脱硫处理的烟气中，水分呈气态或呈极细小的水雾状态，其内残存的尘粒和含硫物质可以随烟气排放到空中，增加环境污染和视觉污染。

因此，为了避免湿法脱硫处理后的脱硫烟气中所携带的水和污染物排放到大气中，就需要对烟气进行清洗降温，以降低烟气中的水分含量和污染物。

本发明中优选使用冷凝工艺将脱硫烟气的温度降低，使烟气中的气态水冷凝为液态的水，还使极细小的水雾凝结变大，从而使烟气中的水分凝结析出，减少烟气中的水分含量。

所述将脱硫烟气降温的方法可以使用喷淋塔、热交换器等，在本发明中，优选使用喷淋塔对脱硫烟气进行降温。

在一种优选的实施方式中，将湿法脱硫处理后的脱硫烟气降温至35℃以下。

优选的，设置多级喷淋塔对脱硫烟气进行降温，例如，通过两级降温的方式，将脱硫烟气的温度逐步降低至35℃以下。

当设置为两级喷淋塔时，优选的，将脱硫烟气通入一级喷淋塔3内进行一级降温，通过喷淋换热，将脱硫烟气的温度降至40～45℃，例如，43℃；从一级喷淋塔3内流出的烟气进入二级喷淋塔4进行二级降温，通过喷淋换热，将烟气的温度进一步降至35℃以下。

更优选的，将脱硫烟气从一级喷淋塔3的顶端通入一级喷淋塔3内，此时，烟气与喷淋的流向一致，喷淋会给烟气增加动力，不会额外增加烟气系统的阻力；

喷淋处理后的烟气通过一级喷淋塔3下方的管道，经引风机的作用，随管道进入二级喷淋塔4内。烟气可以从二级喷淋塔4的顶端进入二级喷淋塔4内，在二级喷淋塔4底端废液的液面上方设置排烟管道，将烟气通过引风机的作用排放至设置有烟气加热器5的烟气管道内。此时，烟气与喷淋的流向一致，喷淋会给烟气增加动力，同样不会额外增加烟气系统的阻力；烟气经过二次清洗和降温，更好地实现了脱水和降尘的效果。

二级喷淋塔还可以这样设置，将烟气从一级喷淋塔3中引入二级喷淋塔4的位置低于二级喷淋塔4内的喷淋头，以使烟气能够全部被喷淋清洗处理，然后烟气从二级喷淋塔4顶端的排烟管道排放至设置有烟气加热器5的烟气管道内。这样的设置可以使烟气的喷淋时间延长，降温和清洗效果更好。

还可以在喷淋塔二级设置的基础上，进行喷淋塔的三级、四级等的多级设置。

在喷淋塔内，喷淋液与烟气接触过程中发生了热交换，同时还对烟气进行清洗；喷淋液冲击力较大时，进入喷淋塔的烟气在喷淋液向下冲击力的作用下，被喷淋液冲击分散为细小气泡从而进入喷淋废液中，细小烟气在废液中具有非常大的比表面积，增大了烟气与废液的接触面积，使得废液对烟气的降温和清洗作用显著提升。

在另一种优选的实施方式中，在所述系统中设置一个喷淋塔，即，一级喷淋塔；通过加大喷淋液量，使得烟气在一级喷淋塔内通过喷淋降温处理能够降至35℃以下。

在设置有一个喷淋塔的系统内，例如如图2中所示，所述一级喷淋塔3的下部通过连接部与设置有烟气加热器5的烟气管道连通。所述连接部具有一定高度，一级喷淋塔3中喷淋处理后的废液汇集在塔内下端，并沿连接部流至烟道的底端，一级喷淋塔3底端、连接部和烟道底端形成一个汇集喷淋废液的水池。

所述一级喷淋塔3的下部还可以扩容形成一个收集喷淋废液的水池，所述水池与设置有烟气加热器5的烟气管道连通。

在一级喷淋塔3或与一级喷淋塔3底端连通的烟道的下部设有将一级喷淋塔3内汇集的喷淋废液排放至沉淀池6的排水管道，以降低喷淋塔内的废液存量。

优选的，所述废液的液面高度低于连接部的高度，这样，当烟气与喷淋液顺流至塔内下方时，烟气可以通过废液与连接部顶端的空隙流入与烟气加热器5连通的烟道内。或者在一级喷淋塔3的下端设置排烟管道，将烟气引至烟气加热器5。

在一种更优选的实施方式中，所述一级喷淋塔3内，所述废液的液面高度不低于连接部的高度。这样，被喷淋液冲击分散进入喷淋废液中的细小烟气气泡只能在烟道底端废液的液面逸出，增加了烟气与废液的接触时间，提高了烟气降温和清洗的效果。

本发明提供的系统中，喷淋塔内喷淋方向与烟气流动方向一致，增加了烟气的动力，降低了系统中风机的阻力。

研究发现，烟气经过喷淋处理后，烟气中60％以上的气态水和细小水雾转变为液态水，其中带有的酸性物质、溶盐和不溶物颗粒进入喷淋废液中，使得喷淋后的废液呈酸性，喷淋对烟气的冲洗降尘作用显著。

喷淋处理还使得脱硫烟气中所携带的残留石膏颗粒沉淀到沉淀池中，从而解决了石膏雨的现象，这是电除尘器无法实现的。

喷淋处理使得脱硫烟气达到了脱水、降温和降尘的作用，减少了烟气中水分和污染物的排放数量，降低了排放的烟气中含尘量，有利于减缓雾霾的发生。

在本发明中，所述喷淋塔与喷淋供水池9连接，所述喷淋供水池9为喷淋塔提供喷淋用水。

在本发明的一种实施方式中，系统中设置有一级喷淋塔，所述喷淋供水池9与一级喷淋塔的喷淋头连接；

在本发明的另一种实施方式中，当系统中设置有多级喷淋塔时，喷淋用水在不同的喷淋塔内重复利用。

例如，当设置有两级喷淋塔时，优选二级喷淋塔4与喷淋供水池9连接，喷淋供水池9内的喷淋用水通过喷淋泵首先流入二级喷淋塔4，对来自一级喷淋塔3的烟气喷淋处理后，汇集在二级喷淋塔4的下端；然后将二级喷淋塔4内部下端汇集的喷淋废液随管道流入一级喷淋塔3，通过喷淋泵再次用于喷淋降温处理来自脱硫塔2的脱硫烟气，喷淋废液汇集在一级喷淋塔3的下端。

喷淋塔多级串联设置使得烟气中的酸性物质、溶盐和不溶物颗粒等沉积物最终汇集在一级喷淋塔3的喷淋废液中，不必逐个喷淋塔进行废物收集和喷淋塔清洗，便于统一收集和清除，降低烟气处理的工作量。

多级喷淋塔串联的设置简单便利，还能提高喷淋用水的利用率，减少喷淋降温处理中的用水消耗量。

在喷淋处理过程中，脱硫烟气中的气态水和极微小雾滴通过直接喷淋降温成为液态水时会释放出大量的潜热，喷淋用水与烟气通过热交换，充分吸收烟气释放的潜热，将此余热回收利用对于承担供热企业具有很大的经济效益。

喷淋供水池9内的喷淋用水的温度不高于35℃，优选为28～32℃，喷淋用水与烟气发生热能交换后，烟气的温度降低，喷淋废液的温度上升至40～45℃，从而实现了烟气中潜热的回收。

将变热后的喷淋废液通过热泵机组8即可以实现回收余热的热能利用。

喷淋废液呈酸性，并含有大量的不溶性废物。将该酸性的废液会对设备产生腐蚀作用，因此，需要对废液进行废水处理后，才可回收废液中的热能。

在本发明中，优选的，将一级喷淋塔3下方设置的管道与沉淀池6相连，去水处理组件能够将一级喷淋塔3下方汇集的喷淋废液引入沉淀池6。喷淋废液中的不溶废物沉淀在沉淀池6内，或通过现有的其他技术(例如过滤)进行废物收集，使得喷淋废液实现固液分离，达到初步净化的目的。

沉淀池6与去水处理组件7连通，沉淀池6内初步净化的废液经去水处理组件7的处理，基本呈中性，可以在本发明提供的系统中再次作为喷淋用水使用，不会对系统中的设备产生腐蚀作用。

优选的，去水处理组件7连接热泵机组8，将去水处理组件7内流出的处理后得到的喷淋用水引入热泵机组8进行热交换；热泵机组8回收其中的热能，并将回收的热能用于热能供给，例如用于加热电厂的热网回水，这不仅提高了能量的利用，减少了能量的损失，还提高了供热企业的经济效益。

热泵机组8将回收的喷淋用水的热能回收后，水温降低，优选水温为35℃以下，更优选在32℃以下。

热泵机组8与喷淋供水池9相连，将回收的喷淋用水引入喷淋供水池9中，再次用于喷淋塔的喷淋降温操作，减少了喷淋处理中的用水消耗量。

随着处理时间的增加，烟气中的水分被回收，喷淋供水池9中的喷淋用水逐渐增加，此时，富裕的喷淋用水还可以用于其他工艺用水，例如将富裕的喷淋用水送入脱硫塔2内再利用，能够有效降低脱硫补水量，节约水资源。

喷淋处理后的烟气温度较低，当烟气温度过低时会降低烟气的排烟效果，使得烟气的抬升和扩散比较困难；另外，当冬季环境温度较低时，烟气中残存的水分会在烟囱出口结冰。

在本发明中，优选的，烟气随烟道进入烟气加热器5中，烟气加热器5利用来自烟气冷却器1回收的烟气热能将喷淋处理后的烟气除雾加热至45～60℃后，经烟囱10排放至大气。

将喷淋处理后的烟气除雾加热后排出，有利于烟气的抬升和扩散，减小鼓动烟气移动的风机的阻力，使烟气消除烟羽，实现烟气脱白，消除视觉污染；加热后的烟气中水分进一步降低，热的烟气还能够消除冬季排烟时烟囱10出口的结冰现象。

本发明还提供了一种使用上述方法的燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统，在所述系统中，

烟气冷却器1与烟气加热器5通过水循环管道系统连接，燃煤锅炉内排出的烟气进入烟气冷却器1，烟气冷却器1回收烟气中的显热并将该热能通过水循环管道系统供应至烟气加热器5；

其中，烟气进入所述烟气冷却器1的温度不低于120℃，烟气流出所述烟气冷却器1的温度为80～90℃，优选为85～90℃。

烟气冷却器1与脱硫塔2下方的烟道连接，烟气自烟气冷却器1排出，经烟道自脱硫塔2的下方流入脱硫塔2内进行脱硫处理，烟气经脱硫处理后成为脱硫烟气，汇集在脱硫塔2的顶端；

所述脱硫烟气的温度为50～55℃，其中带有质量含量为10～15％的水。

在脱硫塔2顶端设置的管道与喷淋塔的顶端连接，脱硫烟气经脱硫塔2上方流出，并从喷淋塔的顶端进入喷淋塔进行喷淋处理，使得烟气的温度降至35℃以下。

在一种优选的实施方式中，所述烟气经过多级喷淋处理，例如，经过两级喷淋处理。

当系统中设置有两级喷淋塔时，在脱硫塔2顶端设置的管道与一级喷淋塔3的顶端连接，脱硫烟气经脱硫塔2上方流出，并从一级喷淋塔3的顶端进入一级喷淋塔3进行喷淋处理，经过一级喷淋处理后，烟气的温度优选降至40～45℃；

优选在所述两级喷淋塔中，一级喷淋塔3下方的排烟管道与二级喷淋塔的进烟管道连接，一级喷淋塔3内经过喷淋处理后的烟气经一级喷淋塔3下方的排烟管道移动至二级喷淋塔4内。

在二级喷淋塔4顶端设置进烟管道，烟气进入二级喷淋塔4内，在二级喷淋塔4底端废液的液面上方设置排烟管道；此时，烟气与喷淋的流向一致，喷淋会给烟气增加动力，同样不会额外增加烟气系统的阻力；烟气经过二次清洗和降温，更好地实现了脱水和降尘的效果。

或者，二级喷淋塔4的进烟管道高度低于二级喷淋塔4内喷淋头的高度，并在二级喷淋塔4顶端设置排烟管道；这样的设置可以使烟气的喷淋时间延长，降温和清洗效果更好。

烟气经二级喷淋塔4喷淋处理后，烟气的温度降至35℃以下。

在另一种优选的实施方式中，在所述系统中设置一个喷淋塔，即，一级喷淋塔；通过加大喷淋液量，使得烟气在一级喷淋塔3内通过喷淋降温降至35℃以下。

优选的，所述喷淋塔与设置有烟气加热器5的烟气管道连接，从喷淋塔内排出的烟气进入烟气加热器5内进行加热。

在一种优选的实施方式中，系统中设置有多级喷淋塔，例如图1所示，设置有两级喷淋塔。经过喷淋处理，烟气汇集在二级喷淋塔4的上方，二级喷淋塔4的上方设有与烟气加热器5连通的管道，烟气通过二级喷淋塔4上方的管道进入烟气加热器5；烟气加热器5利用烟气冷却器1供给的热能将来自二级喷淋塔4的烟气加热至排放温度，达到除雾效果。

在多级喷淋塔中，例如二级喷淋塔中，烟气还可以从二级喷淋塔4的顶端进入，从二级喷淋塔4底端废液液面上方经引风机排放置与烟气加热器5连通的管道。

在另一种优选的实施方式中，在所述系统中设置一个喷淋塔，例如图2所示，设置有一级喷淋塔3，其下部通过连接部与设置有烟气加热器5的烟气管道连通。

优选的，所述一级喷淋塔3废液的液面高度低于连接部的高度，经过喷淋处理后，烟气通过废液与连接部顶端的空隙流入与烟气加热器5连通的烟道内。

在一种更优选的实施方式中，所述一级喷淋塔3内，所述废液的液面高度不低于连接部的高度，被喷淋液冲击分散进入喷淋废液中的细小烟气气泡在烟道底端废液的液面逸出，直接进入与烟气加热器5连通的烟道内。

优选所述烟气加热器5将烟气除雾加热至45～60℃，使烟气中残存的水分变为气态，实现消除烟羽，达到烟气脱白的效果；烟气除雾加热还能抬升烟气的上升高度，利于烟气扩散。

加热后的烟气由烟囱10排放至大气，在寒冷天气时不会引起烟囱出口结冰。

本发明中，喷淋塔内的喷淋用水来自喷淋供水池9，优选将喷淋供水池9与喷淋塔连接。

在一种实施方式中，系统中设置有多级喷淋塔，如图1所示，设置有两级喷淋塔，喷淋供水池9通过喷淋泵与二级喷淋塔4内的喷淋头连接，通过喷淋泵，喷淋供水池9内的水经二级喷淋塔4内的喷淋头喷出，对烟气进行喷淋处理，喷淋废液汇集在二级喷淋塔4的下端；

二级喷淋塔4下端设有排水管道，并与一级喷淋塔3内的喷淋头连接；使用喷淋泵抽取二级喷淋塔4下端的喷淋废液，并将该喷淋废液通过一级喷淋塔3的喷淋头喷出，对来自脱硫塔2的脱硫烟气进行喷淋处理，喷淋后的喷淋废液集中于一级喷淋塔3的下方。

在另一种实施方式中，系统中设置有一级喷淋塔，如图2所示，所述喷淋供水池9与一级喷淋塔3的喷淋头连接，对来自脱硫塔2的脱硫烟气进行喷淋处理，喷淋后的喷淋废液集中于一级喷淋塔3的下方。

在一级喷淋塔3的下方设置有连接沉淀池6的管道，喷淋废液经管道进入沉淀池6进行固液分离处理。

沉淀池6与去水处理组件7连接，沉淀池6内初步净化的废液在去水处理组件7中进行处理，以回收废液中的水，使其能够再次作为喷淋用水使用。

去水处理组件7和热泵机组8连接，将去水处理组件7内处理后得到的喷淋用水流入热泵机组8，热泵机组8回收其中的热能并将回收的热能用于供热。

回收的喷淋用水的温度降至35℃以下，更优选在32℃以下。

热泵机组8与喷淋用水池9连通，冷却后的喷淋用水从热泵机组8流出后流入喷淋供水池9，再次用于喷淋塔内的喷淋处理。

本发明提供的燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统和方法能够有效解决湿法脱硫烟气带水及污染物问题，采用喷淋的方法对湿法脱硫后的烟气洗涤除雾除尘，排烟中含尘量＜5mg/m³；不仅实现了烟气中余热的回收和利用，还使得排放的烟气中含水含尘量低，消除烟羽，实现烟气脱白，节约大量脱硫工艺用水。

实施例

实施例1

机组装机容量：330MW机组；

烟气总量：110×10⁴Nm³/h(396kg/s)；

脱硫前排烟温度：153℃；

如图1所示，将145℃的烟气通入烟气冷却器1回收烟气中的显热，烟气的温度降至85℃；水循环管道系统中的57℃水被加热至88℃。

烟气进入脱硫塔2进行脱硫处理，脱硫处理完成后，烟气的温度为55℃；在脱硫烟气中，水分的体积含量为15.97％(质量分数10％)；

烟气随管道由一级喷淋塔3顶端进入一级喷淋塔3，经过第一次喷淋处理，烟气的温度降至43℃；

烟气之后随管道进入二级喷淋塔4，经过第二次喷淋处理，烟气的温度降至34℃；烟气中含水质量分数为4％；

烟气流经烟气加热器5时，烟气升温至45℃由烟囱10排出。

其中，二级喷淋塔4内的喷淋用水来自喷淋供水池9，水温为28℃；喷淋用水经过两次喷淋处理后，水温变为40℃；

一级喷淋塔3下方的喷淋废液经沉淀池6和去水处理组件7的处理后，进入热泵机组8，热泵机组8回收其中的热能并用于供热；而回收的喷淋用水温度降至28℃。

实施例2

机组装机容量：330MW机组；

烟气总量：110×10⁴Nm³/h(396kg/s)；

脱硫前排烟温度：150℃；

如图1所示，将150℃的烟气通入烟气冷却器1回收烟气中的显热，烟气的温度降至90℃；水循环管道系统中的60℃水被加热至90℃。

烟气进入脱硫塔2进行脱硫处理，脱硫处理完成后，烟气的温度为55℃；在脱硫烟气中，水分的体积含量为15.97％(质量分数10％)；

烟气随管道由一级喷淋塔3顶端进入一级喷淋塔3，经过第一次喷淋处理，烟气的温度降至43℃；

烟气之后随管道进入二级喷淋塔4，经过第二次喷淋处理，烟气的温度降至35℃；烟气中含水质量分数为4％；

烟气流经烟气加热器5时，烟气升温至60℃由烟囱10排出。

其中，二级喷淋塔4内的冷凝水来自喷淋供水池，水温为30℃；冷凝水经过两次喷淋处理后，水温变为42℃；

一级喷淋塔3下方喷淋后的冷凝液经过去水处理组件6的中和处理，进入热泵机组8，热泵机组8回收其中的热能并用于供热；而冷凝液的温度降至30℃。

其中，如果将脱硫烟气直接排放至大气中，则每小时脱硫烟气中含水量为：

396kg/s×10％×3600＝142560kg/h＝142.56t/h

可知，一台330MW机组每小时向大气中排放的烟气中带水量为142.56吨。

烟气经过喷淋脱水后，每小时烟气中含水量为：

396kg/s×4％×3600＝57.024t/h

相较未脱水烟气，经过脱水处理后，一台330MW机组每小时向大气排放的烟气中少了85.536t水，烟气中水的回收量达到了60％。

烟气中回收的热能分为显热和潜热，其中，

显热的热能为：

烟气由150℃降至90℃，回收的热能为24264.9kW。

潜热的热能为：

脱硫烟气55℃时饱和状态焓值为346.7kJ/kg，烟气进口的热负荷为：396kg/s×346.7kJ/kg＝137293kW；

喷淋后烟气在35℃时饱和状态焓值为165.8kJ/kg，烟气进口的热负荷为：396kg/s×165.8kJ/kg＝65656.8kW；

回收的热能为：137293–65656.8＝71636.2kW

因此，一共可以提取出烟气中95905.1kW的余热加以利用。

经检测，排烟中含尘量为4.9mg/m³。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统，其特征在于，该系统包括：

烟气冷却器(1)和烟气加热器(5)，两者间设有水循环管道系统，烟气冷却器(1)中高温烟气中的显热通过水管道供给至烟气加热器(5)，以加热待排放的烟气，形成的冷却水循环至烟气冷却器(1)并被其中的高温烟气加热；

脱硫塔(2)，其下部通过管道与烟气冷却器(1)连接，从而将烟气冷却器(1)排出的烟气输送至脱硫塔(2)内部下方；和

烟气加热器(5)，与喷淋塔的排烟管道连接，经喷淋处理的待排放的烟气在烟气加热器(5)中除雾加热后排放至大气；

其中，在脱硫塔(2)上方设置有与喷淋塔连接的管道，通过该管道将烟气输送至喷淋塔内进行降温处理。

2.根据权利要求1所述湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统，其特征在于，所述喷淋塔为多级设置，优选设置为二级，包括一级喷淋塔(3)和二级喷淋塔(4)；

其中，一级喷淋塔(3)下方的排烟管道与二级喷淋塔(4)的进烟管道连接；

二级喷淋塔(4)下方的排水管道与一级喷淋塔(3)的喷淋头连接。

3.根据权利要求2所述湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统，其特征在于，所述二级喷淋塔(4)的喷淋头通过管道与喷淋供水池(9)连接；

所述二级喷淋塔(4)的排烟管道与带有烟气加热器(5)的烟道连接。

4.根据权利要求1所述湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统，其特征在于，所述喷淋塔设置为一级喷淋塔(3)，所述一级喷淋塔(3)的喷淋头通过管道与喷淋供水池(9)连接；

所述一级喷淋塔(3)的排烟管道与带有烟气加热器(5)的烟道连接。

5.根据权利要求3或4所述湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统，其特征在于，所述脱硫塔(2)上方的排烟管道与一级喷淋塔(3)顶端的进烟管道连接。

6.根据权利要求5所述湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放系统，其特征在于，

所述一级喷淋塔(3)下方的排水管道与沉淀池(6)连接；

沉淀池(6)与去水处理组件(7)连接；

去水处理组件(7)连接有热泵机组(8)；

热泵机组(8)与喷淋供水池(9)连接。

7.一种使用权利要求1-6所述系统的燃煤湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放方法，其特征在于，该方法包括：

使用烟气冷却器(1)回收燃煤锅炉内排出的烟气的显热，使烟气的温度降低，并将回收的热能循环供给烟气加热器(5)；

降温后的烟气进入脱硫塔(2)对进行脱硫处理；对脱硫处理后的烟气进行喷淋降温处理，回收烟气释放的潜热；

喷淋降温处理后的烟气经过烟气加热器(5)的加热处理后排放至大气。

8.根据权利要求7所述的湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放方法，其特征在于，脱硫处理后的烟气经过喷淋降温处理，使得烟气的温度在35℃以下。

9.根据权利要求7或8所述的湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放方法，其特征在于，喷淋用水池(9)中的喷淋用水循环用于烟气喷淋降温。

10.根据权利要求9所述的湿法脱硫烟气脱水再热余热利用排放方法，其特征在于，烟气经烟气加热器(5)加热至45～60℃后经烟囱(10)排放至大气。