CN109745841A - 用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热系统及方法 - Google Patents
用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热系统及方法，主要应用于火力发电厂烟气消白领域，通过烟气冷凝双级溶液除湿再加热系统，实现了水分的回收以及烟气的超净排放，并解决了湿烟气对管道的腐蚀、沉降过快等问题；该系统包括：超低温省煤器、烟气冷凝水回收装置、稀溶液除湿塔、稀溶液储存装置、稀溶液泵、浓溶液除湿塔、浓溶液储存装置、浓溶液泵、溶液再生器、中间溶液泵、烟气加热器、烟囱等设备；本发明方法，是利用主凝结水冷凝湿烟气，回收利用烟气中的水分和余热，后通过双级溶液除湿，去除烟气里的水分、灰尘等，再利用溶液除湿的驱动蒸汽余热加热烟气后，烟气通过烟囱排出，实现水分回收和烟气的超净排放。
Description
技术领域
本发明涉及火力发电厂烟气消白领域，特别涉及一种用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热系统及方法。
背景技术
目前，大部分火力发电厂的脱硫系统采用湿法脱硫工艺，脱硫后的湿烟气从烟囱排出，烟囱采用内衬防腐材料，形成“湿烟囱”排放方案。由于“湿烟囱”排放方案，无烟气再热措施，排烟温度较低，吸收塔出口带有饱和水的湿烟气在排出过程中部分冷凝形成液滴，一方面带走了大量的水分，造成了极大的水资源浪费，对脱硫系统水平衡也增添了极大的压力。另一方面，湿烟气的排放对环境有危害，不仅产生白色的烟羽，造成视觉影响，而且烟气自烟囱口排出后不能有效地抬升、扩散到大气中，导致烟气不能迅速消散，特别是当地区温度、气压较低或在阴霾天气的时间段，烟气中携带的粉尘及液滴聚集在烟囱附近，落到地面形成“石膏雨”或酸雨，对电厂及周边环境产生污染，甚至腐蚀设备。
发明内容
为了对烟气中水分进行回收，并对烟气进行消白的目的，本发明提出了一种用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热系统及方法，利用凝结水冷凝湿烟气，回收利用烟气中的水分和余热，后通过双级溶液除湿，去除烟气里的水分、灰尘等，再利用溶液除湿的驱动蒸汽余热加热烟气后，烟气通过烟囱排出，实现水分回收和烟气的超净排放。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提出了一种用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热系统，包括超低温省煤器、烟气冷凝水回收装置、稀溶液除湿塔、稀溶液储存装置、稀溶液泵、浓溶液除湿塔、浓溶液储存装置、浓溶液泵、溶液再生器、中间溶液泵、烟气加热器和烟囱；
烟气湿法除硫塔出口与超低温省煤器烟气侧入口相连，超低温省煤器烟气侧出口与稀溶液除湿器烟气侧入口相连；主凝结水与超低温省煤器水侧入口相连，超低温省煤器水侧出口与主凝结水回路相连；超低温省煤器烟气冷凝水出口与烟气冷凝水回收装置入口相连，烟气冷凝水回收装置出口与机组汽水回收与利用系统相连；
超低温省煤器烟气侧出口与稀溶液除湿塔烟气侧入口相连，稀溶液除湿塔烟气侧出口与浓溶液除湿塔烟气侧入口相连，浓溶液除湿塔烟气侧出口与烟气加热器烟气侧入口相连，烟气加热器烟气侧出口与烟囱相连；
稀溶液除湿塔溶液出口与稀溶液储存装置相连，稀溶液储存装置与稀溶液泵相连，稀溶液泵与溶液再生器溶液入口相连，溶液再生器的汽侧出口与机组汽水回收与利用系统相连，溶液再生器溶液出口与浓溶液泵相连，浓溶液泵与浓溶液储存装置相连，浓溶液储存装置与浓溶液除湿塔溶液入口相连，浓溶液除湿塔溶液出口与中间溶液泵相连，中间溶液泵与稀溶液除湿塔溶液入口相连，形成双级溶液除湿工作回路；
从汽轮机抽取的溶液再生器驱动蒸汽，与溶液再生器的蒸汽入口相连，溶液再生器的蒸汽出口与烟气加热器的汽侧入口相连，烟气加热器的汽侧出口与轴封加热器相连。
本发明提出了一种用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热方法：
烟气经烟气湿法除硫塔除硫后变成湿烟气，进入超低温省煤器烟气侧入口，在超低温省煤器的烟气侧与水侧的主凝结水换热，降低烟气的温度，随着烟气温度的降低，湿烟气变成饱和湿烟气、过饱和湿烟气，并伴随着烟气冷凝水的析出，湿烟气的绝对湿度降低；在烟气冷凝水析出过程中，烟气中的粉尘或其他杂质也一并析出，为水分的回收和烟气的超净排放提供了条件；主凝结水进入超低温省煤器水侧入口，在超低温省煤器中与烟气侧换热，提升了主凝结水的温度，实现了余热的回收，主凝结水从超低温省煤器水侧出口出来后，进入主凝结水回路；超低温省煤器烟气冷凝水进入烟气冷凝水回收装置入口，从烟气中析出的冷凝水，进入烟气冷凝水回收装置进行收集后，进入机组汽水回收与利用系统，进行继续利用，节约了水资源，与此同时也减小了机组供水和水处理系统压力。
超低温省煤器烟气侧出口与稀溶液除湿塔烟气侧入口相连，在超低温省煤器中经过冷凝后的烟气，变成了饱和湿烟气；饱和湿烟气在稀溶液除湿塔中，与稀溶液进行第一级除湿，进一步降低湿烟气的绝对湿度，使饱和湿烟气变成未饱和湿烟气；稀溶液除湿塔烟气侧出口与浓溶液除湿塔烟气侧入口相连，从稀溶液除湿塔中除湿过的湿烟气，从浓溶液除湿塔烟气侧入口，进入浓溶液除湿塔，由于溶液浓度越高，其吸湿能力越强，从稀溶液除湿塔出来的未饱和湿烟气与浓溶液进行第二级烟气除湿，进一步降低湿烟气的绝对湿度；从浓溶液除湿塔烟气侧出口出来的未饱和湿烟气，通入烟气加热器进行加热，虽然未饱和湿烟气的绝对湿度不变，但是其相对湿度随着温度的升高进一步的降低，在烟囱中具有更高的抬升高度，有利于烟气消白和扩散；
稀溶液除湿塔溶液出口与稀溶液储存装置相连，稀溶液在稀溶液存储装置中进行暂时的储存，稀溶液储存装置与稀溶液泵相连，稀溶液经过稀溶液泵的输送，通过再生器溶液入口进入溶液再生器，进行溶液的再生；经过再生后的稀溶液变成了浓溶液，再生过程中会产生水蒸汽，该水蒸汽通入机组的汽水回收与利用系统，进行汽水的回收与利用，溶液再生器溶液出口与浓溶液泵相连，浓溶液泵与浓溶液储存装置相连，经过浓溶液泵和浓溶液储存装置后，浓溶液从浓溶液除湿塔溶液入口进入浓溶液除湿塔，通过喷淋的形式对经过一级溶液除湿的未饱和湿烟气进行第二级除湿，从浓溶液除湿塔出来后的溶液变成了稀溶液，稀溶液经过中间溶液泵被输送到了稀溶液除湿塔，在稀溶液除湿塔中对饱和湿烟气进行第一级除湿，对饱和湿烟气除湿后的稀溶液浓度继续降低，稀溶液通过稀溶液除湿塔溶液出口流出；
从汽轮机抽取的溶液再生器驱动蒸汽，与溶液再生器的蒸汽入口相连，其主要作用是作为一种工作介质，将稀溶液在溶液再生器中变成浓溶液，溶液再生器的蒸汽出口与烟气加热器的汽侧入口相连，从溶液再生器(7)溶液出口出来的溶液再生器驱动蒸汽仍然具有较高温度，通过烟气加热器的汽侧入口进入烟气加热器，加热烟气侧的未饱和湿烟气，进一步降低湿烟气的相对湿度，加热烟气后，溶液再生器驱动蒸汽通过烟气加热器的汽侧出口进入轴封加热器，进行蒸汽和余热的回收。
本发明具有以下有益效果：
(1)经济性好。本发明系统利用超低温省煤器和烟气冷凝水回收装置，实现了低温烟气的余热回收以及水分的回收；在溶液再生器中工作过的溶液再生器驱动蒸汽，继续通入烟气加热器，对烟气进行加热后，通入机组汽水与余热回收系统，实现了对汽水和余热的利用，提高了机组的经济性；
(2)效率高、成本低。本发明系统利用稀溶液除湿塔和浓溶液除湿塔，将溶液在除湿塔中通过直接喷淋溶液的方法，进行烟气除湿，溶液和烟气的接触面积大，简洁高效；本系统中选用的溶液为氯化钙溶液，相对于其他的除湿溶液，具有成本低的特点。
(3)保护环境作用强。本发明系统利用超低温省煤器和烟气冷凝水回收装置，实现了水分的回收，大量节约了水资源，与此同时也缓解了机组供水和水处理的压力；利用超低温省煤器和烟气冷凝水回收装置，进行水分回收的同时，析出了烟气中的灰尘和其他溶于水的污染物，为超净排放提供了条件。
附图说明
图1是本发明系统结构示意图。
其中，1为烟气湿法脱硫塔，2为超低温省煤器，3为稀溶液除湿塔，4为烟气冷凝水回收装置，5为稀溶液储存装置，6为稀溶液泵，7为溶液再生器，8为浓溶液泵，9为浓溶液储存装置，10为浓溶液除湿塔，11为中间溶液泵，12为烟气加热器，13为烟囱，14为主凝结水，15为主凝结水回路，16为机组汽水回收与利用系统，17为溶液再生器驱动蒸汽，18为轴封加热器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
烟气经烟气湿法除硫塔1除硫后变成湿烟气，进入超低温省煤器2烟气侧入口，在超低温省煤器2的烟气侧与水侧的主凝结水14换热，降低烟气的温度，随着烟气温度的降低，湿烟气变成饱和湿烟气、过饱和湿烟气，并伴随着烟气冷凝水的析出，随着水分的析出，湿烟气的绝对湿度降低。在烟气冷凝水析出过程中，烟气中的粉尘或其他杂质也一并析出，为水分的回收和烟气的超净排放提供了条件。主凝结水14进入超低温省煤器2水侧入口，在超低温省煤器2中与烟气侧换热，提升了主凝结水14的温度，实现了余热的回收，主凝结水14从超低温省煤器水侧出口出来后，进入主凝结水回路15。超低温省煤器2烟气冷凝水进入烟气冷凝水回收装置4入口，从烟气中析出的冷凝水，进入烟气冷凝水回收装置进行收集后，进入机组汽水回收与利用系统16。
超低温省煤器2烟气侧出口与稀溶液除湿塔3烟气侧入口相连，在超低温省煤器2中经过冷凝后的烟气，变成了饱和湿烟气。饱和湿烟气在稀溶液除湿塔3中，与稀溶液进行第一级除湿，进一步降低湿烟气的绝对湿度，使饱和湿烟气变成未饱和湿烟气。稀溶液除湿塔3烟气侧出口与浓溶液除湿塔烟10烟气侧入口相连，从稀溶液除湿塔3中除湿过的湿烟气，从浓溶液除湿塔10烟气侧入口，进入浓溶液除湿塔10，由于溶液浓度越高，其吸湿能力越强，从稀溶液除湿塔3出来的未饱和湿烟气与浓溶液进行第二级烟气除湿，进一步降低湿烟气的绝对湿度。从浓溶液除湿塔10烟气侧出口出来的未饱和湿烟气，通入烟气加热器12进行加热，虽然未饱和湿烟气的绝对湿度不变，但是其相对湿度随着温度的升高进一步的降低，在烟囱13中具有更高的抬升高度，有利于烟气消白和扩散。
稀溶液除湿塔3溶液出口与稀溶液储存装置5相连，稀溶液在稀溶液存储装置5中进行暂时的储存，稀溶液储存装置5与稀溶液泵6相连，稀溶液经过稀溶液泵6的输送，通过再生器溶液入口进入溶液再生器7，进行溶液的再生。经过再生后的稀溶液变成了浓溶液，再生过程中会产生水蒸汽，该水蒸汽通入机组的汽水回收与利用系统16，溶液再生器7溶液出口与浓溶液泵8相连。浓溶液泵8与浓溶液储存装置9相连，经过浓溶液泵8和浓溶液储存装置9后，浓溶液从浓溶液除湿塔10溶液入口，进入浓溶液除湿塔10通过喷淋的形式对经过一级溶液除湿的未饱和湿烟气进行第二级除湿，从浓溶液除湿塔10出来后的溶液变成了稀溶液，稀溶液经过中间溶液泵11被输送到了稀溶液除湿塔3，在稀溶液除湿塔3中对饱和湿烟气进行第一级除湿，对饱和湿烟气除湿后的稀溶液浓度继续降低，稀溶液通过稀溶液除湿塔3溶液出口流出，形成双级溶液除湿工作回路。
从汽轮机抽取的溶液再生器驱动蒸汽17，与溶液再生器7的蒸汽入口相连，其主要作用是作为一种工作介质，将稀溶液在溶液再生器7中变成浓溶液，溶液再生器7的蒸汽出口与烟气加热器12的汽侧入口相连，从溶液再生器(7)溶液出口出来的溶液再生器驱动蒸汽17仍然具有较高温度，通过烟气加热器12的汽侧入口进入烟气加热器12，加热烟气侧的未饱和湿烟气，进一步降低湿烟气的相对湿度，加热烟气后，溶液再生器驱动蒸汽17通过烟气加热器12的汽侧出口，进入轴封加热器18，进行蒸汽和余热的回收。
Claims (4)
1.一种用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热系统，其特征在于：包括超低温省煤器(2)、烟气冷凝水回收装置(4)、稀溶液除湿塔(3)、稀溶液储存装置(5)、稀溶液泵(6)、浓溶液除湿塔(10)、浓溶液储存装置(9)、浓溶液泵(8)、溶液再生器(7)、中间溶液泵(11)、烟气加热器(12)和烟囱(13)；
烟气湿法除硫塔(1)出口与超低温省煤器(2)烟气侧入口相连，超低温省煤器(2)烟气侧出口与稀溶液除湿器(3)烟气侧入口相连；主凝结水(14)与超低温省煤器(2)水侧入口相连，超低温省煤器(2)水侧出口与主凝结水回路(15)相连；超低温省煤器(2)烟气冷凝水出口与烟气冷凝水回收装置(4)入口相连，烟气冷凝水回收装置(4)出口与机组汽水回收与利用系统(16)相连；
超低温省煤器(2)烟气侧出口与稀溶液除湿塔(3)烟气侧入口相连，稀溶液除湿塔(3)烟气侧出口与浓溶液除湿塔(10)烟气侧入口相连，浓溶液除湿塔(10)烟气侧出口与烟气加热器(12)烟气侧入口相连，烟气加热器(12)烟气侧出口与烟囱(13)相连；
稀溶液除湿塔(3)溶液出口与稀溶液储存装置(5)相连，稀溶液储存装置(5)与稀溶液泵(6)相连，稀溶液泵(6)与溶液再生器(7)溶液入口相连，溶液再生器(7)的汽侧出口与机组汽水回收与利用系统(16)相连，溶液再生器(7)溶液出口与浓溶液泵(8)相连，浓溶液泵(8)与浓溶液储存装置(9)相连，浓溶液储存装置(9)与浓溶液除湿塔(10)溶液入口相连，浓溶液除湿塔(10)溶液出口与中间溶液泵(11)相连，中间溶液泵(11)与稀溶液除湿塔(3)溶液入口相连，形成双级溶液除湿工作回路；
从汽轮机抽取的溶液再生器驱动蒸汽(17)与溶液再生器(7)的蒸汽入口相连，溶液再生器(7)的蒸汽出口与烟气加热器(12)的汽侧入口相连，烟气加热器(12)的汽侧出口与轴封加热器(18)相连。
2.根据权利要求1所述的用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热系统，其特征在于：所述的双级溶液除湿工作回路中，除湿溶液为氯化钙。
3.一种用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热方法，其特征在于，基于权利要求1所述的用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热系统，具体方法为：
烟气经烟气湿法除硫塔(1)除硫后变成湿烟气，进入超低温省煤器(2)烟气侧入口，在超低温省煤器(2)的烟气侧与水侧的主凝结水(14)换热，降低烟气的温度，随着烟气温度的降低，湿烟气变成饱和湿烟气、过饱和湿烟气，并伴随着烟气冷凝水的析出，湿烟气的绝对湿度降低；在烟气冷凝水析出过程中，烟气中的粉尘或杂质也一并析出，为水分的回收和烟气的超净排放提供了条件；主凝结水(14)进入超低温省煤器(2)水侧入口，在超低温省煤器(2)中与烟气侧换热，提升了主凝结水(14)的温度，实现了余热的回收，主凝结水(14)从超低温省煤器水侧出口出来后，进入主凝结水回路(15)；超低温省煤器(2)烟气冷凝水进入烟气冷凝水回收装置(4)入口，从烟气中析出的冷凝水，进入烟气冷凝水回收装置(4)进行收集后，进入机组汽水回收与利用系统(16)，进行继续利用，节约了水资源，与此同时也减小了机组供水和水处理系统压力；
超低温省煤器(2)烟气侧出口与稀溶液除湿塔(3)烟气侧入口相连，在超低温省煤器(2)中经过冷凝后的烟气，变成了饱和湿烟气；饱和湿烟气在稀溶液除湿塔(3)中，与稀溶液进行第一级除湿，进一步降低湿烟气的绝对湿度，使饱和湿烟气变成未饱和湿烟气；稀溶液除湿塔(3)烟气侧出口与浓溶液除湿塔烟(10)烟气侧入口相连，从稀溶液除湿塔(3)中除湿过的湿烟气，从浓溶液除湿塔(10)烟气侧入口，进入浓溶液除湿塔(10)，由于溶液浓度越高，其吸湿能力越强，从稀溶液除湿塔(3)出来的未饱和湿烟气与浓溶液进行第二级烟气除湿，进一步降低湿烟气的绝对湿度；从浓溶液除湿塔(10)烟气侧出口出来的未饱和湿烟气，通入烟气加热器(12)进行加热，虽然未饱和湿烟气的绝对湿度不变，但是其相对湿度随着温度的升高进一步的降低，在烟囱(13)中具有更高的抬升高度，有利于烟气消白和扩散；
稀溶液除湿塔(3)溶液出口与稀溶液储存装置(5)相连，稀溶液在稀溶液存储装置(5)中进行暂时的储存，稀溶液储存装置(5)与稀溶液泵(6)相连，稀溶液经过稀溶液泵(6)的输送，通过再生器溶液入口进入溶液再生器(7)，进行溶液的再生；经过再生后的稀溶液变成了浓溶液，再生过程中会产生水蒸汽，该水蒸汽通入机组的汽水回收与利用系统(16)，进行汽水的回收与利用，溶液再生器(7)溶液出口与浓溶液泵(8)相连，浓溶液泵(8)与浓溶液储存装置(9)相连，经过浓溶液泵(8)和浓溶液储存装置(9)后，浓溶液从浓溶液除湿塔(10)溶液入口，进入浓溶液除湿塔(10)通过喷淋的形式对经过一级溶液除湿的未饱和湿烟气进行第二级除湿，从浓溶液除湿塔(10)出来后的溶液变成了稀溶液，稀溶液经过中间溶液泵(11)被输送到了稀溶液除湿塔(3)，在稀溶液除湿塔(3)中对饱和湿烟气进行第一级除湿，对饱和湿烟气除湿后的稀溶液浓度继续降低，稀溶液通过稀溶液除湿塔(3)溶液出口流出；
从汽轮机抽取的溶液再生器驱动蒸汽(17)，与溶液再生器(7)的蒸汽入口相连，其主要作用是作为一种工作介质，将稀溶液在溶液再生器(7)中变成浓溶液，溶液再生器(7)的蒸汽出口与烟气加热器(12)的汽侧入口相连，从溶液再生器(7)溶液出口出来的溶液再生器驱动蒸汽(17)仍然具有较高温度，通过烟气加热器(12)的汽侧入口进入烟气加热器(12)，加热烟气侧的未饱和湿烟气，进一步降低湿烟气的相对湿度，加热烟气后，溶液再生器驱动蒸汽(17)通过烟气加热器(12)的汽侧出口进入轴封加热器(18)，进行蒸汽和余热的回收。
4.根据权利要求3所述的用于烟气消白的烟气冷凝双级溶液除湿再加热方法，其特征在于：烟气在稀溶液除湿塔(3)中对饱和湿烟气汽进行第一级除湿，后进入浓溶液除湿塔(10)通过喷淋的形式对经过一级溶液除湿的未饱和湿烟气进行第二级除湿，形成双级溶液除湿工作回路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190514 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |