CN110102143B - 一种脱硫烟气消除白烟的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硫烟气消除白烟的方法及系统，涉及烟气脱硫领域，该方法包括：将高温烟气经富溶液吸热后排出中温烟气，中温烟气经降温脱硫后排出净化烟气，净化烟气经第一冷却介质冷却，析出冷凝水后排出温度低于5℃的冷却烟气，对冷却烟气经加热介质升温至75℃以上后排出；烟气在不断冷却过程中，当到达烟气中水蒸气冷凝点时，冷凝出冷凝水，当净化烟气温度降低至5℃以下时，能够冷凝出98％以上的水蒸气，几乎去除烟气中的所有水分，然后再把升温至75℃以上，彻底消除了脱硫烟气的白烟现象。同时，通过水蒸气的冷凝脱除脱硫烟气中85％以上的污染物，实现脱硫烟气污染物的深度脱除。进而达到了消除白烟现象和超洁净排放的目的。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硫领域，具体而言，涉及一种脱硫烟气消除白烟的方法及系统。
背景技术
锅炉、焚烧炉、催化裂化装置等燃烧产生的烟气需要经过脱硫后才能排入空气，脱硫一般采用湿法脱硫，脱硫后的烟气温度降低，烟气中的水蒸气处于过饱和状态，这样的烟气排入空气中，遇冷会产生大量的细小水滴形成白烟，既浪费了大量的热能和水资源，又会造成强烈的视觉污染。并且，水蒸气冷凝的小液珠与烟气中残余的NOx、SO3以及细小粉尘等污染物结合易形成雾霾，严重影响周边环境能见度及居民的身心健康。
近年来，为了解决上述问题，一般采用冷凝、再热、混兑及相互结合的方式。
专利CN107261699A公布了一种除尘和消白烟的装置和方法，包括脱硫塔、冷却塔和循环水槽，采用空气冷却循环水，循环水冷却净化烟气，然后空气混兑入烟气的方式，由于烟气中依旧含有较多水蒸气，并且混兑空气的温度低于烟气温度，这种方法在烟气管道内就有冷凝水产生，无法达到消除白烟的目的。
专利CN107676805A公布了一种消除白烟协同脱除污染物的装置和方法，采用冷凝水将烟气温度降低35～45℃，利用热媒水将进脱硫塔烟气的热量用于加热出脱硫塔烟气，可使净化烟气温度升高50～70℃。该方法烟气中大部分水蒸气没有脱除，并且温度升高温度有限，白烟消除效果受环境影响较大。
专利CN207214098U公布了一种基于热管的烟气除湿消白烟结构，该方法采用制冷剂和热管结合冷凝脱硫烟气，降低烟气的含湿量，但只冷凝出了部分水分，并且温度降低后的烟气是饱和状态，排向大气直接产生白烟现象。
专利CN107433118A公布了一种脱硫烟气消白烟的系统和方法，包括脱硫装置和空气加热装置，该方法利用循环水冷却循环浆液，降低净化烟气温度，利用蒸汽和高温热水加热空气，然后混入净化烟气中，但烟气中依旧含有大量水蒸气，混合后烟气干度提升不多，消除白烟能力有限。
现有技术采用冷却降湿，升温及混兑增加净化烟气不饱和度的方式消除白烟现象，这些方法都只是在一定程度上消除了白烟，烟气中仍有大量的水蒸气存在，阴雨天气或环境温度低于5℃时，处理过的烟气依旧会产生白烟现象，现有技术并没有彻底消除脱硫烟气白烟的根源。同时脱硫烟气中残余的NOx、SO3以及细小粉尘等污染物极难进行捕捉去除，现有技术难以进一步降低脱硫烟气中的细小污染物，无法实现脱硫烟气中细小污染物的深度脱除。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱硫烟气消除白烟的方法，其能够冷凝出净化烟气中98％以上的水蒸气，几乎去除烟气中的所有水分，进而达到了较佳的消除白烟现象。同时，通过水蒸气的冷凝脱除烟气中85％以上的污染物，实现脱硫烟气污染物的深度脱除。
本发明的另一目的在于提供一种脱硫烟气消除白烟的系统，该系统能够实现对高温烟气的净化降温，并对净化烟气进行冷凝以去除烟气中的水分和细小污染物，通过该系统进行烟气的排放，能够有效消除白烟现象，并实现脱硫烟气超洁净排放。
本发明是这样实现的：
本发明实施例提供了一种脱硫烟气消除白烟的方法，其包括：
将高温烟气经富溶液吸热后排出中温烟气，中温烟气经降温脱硫后排出净化烟气，净化烟气经第一冷却介质冷却，净化烟气析出冷凝水后排出温度低于5℃的冷却烟气，对冷却烟气经加热介质升温至75℃以上后排出；
优选地，所述高温烟气的温度为160℃以上；
优选地，所述中温烟气的温度为90-110℃；
优选地，所述净化烟气的温度为30-60℃。
可选地，在本申请的其他实施方式中，净化烟气与所述第一冷却介质的质量流量比例为32～320：1；冷却烟气与所述加热介质的质量流量比例为35～350：1。
可选地，在本申请的其他实施方式中，将富溶液吸热后产生的溶剂蒸汽作为加热介质对所述冷却烟气加热，溶剂蒸汽冷凝放热变为溶剂液体。
可选地，在本申请的其他实施方式中，将溶剂液体与对净化烟气冷却后的第一冷却介质在换热器内进行换热，使溶剂液体冷却后作为第一冷却介质返回对所述净化烟气进行冷却。
可选地，在本申请的其他实施方式中，将富溶液吸热并产生的溶剂蒸汽后形成的浓缩富溶液排出，将换热后的第一冷却介质形成的介质蒸气通入浓缩富溶液中形成稀释的富溶液，将稀释后的富溶液返回用于对高温烟气进行吸热。
可选地，在本申请的其他实施方式中，将净化烟气经第一冷却介质冷却过程中析出的冷凝水作为中温烟气脱硫过程中的补充用水。
可选地，在本申请的其他实施方式中，在将净化烟气经第一冷却介质冷却之前，还包括利用第二冷却介质对净化烟气进行预冷却，第二冷却介质的温度高于第一冷却介质的温度；
优选地，所述净化烟气经第二冷却介质冷却至30-38℃；
优选地，将净化烟气经第二冷却介质冷却时产生的冷凝水作为中温烟气脱硫过程中的补充用水；
优选地，将第二冷却介质对净化烟气冷却后排出的液体与浓缩富溶液进行热交换后升温排出。
可选地，在本申请的其他实施方式中，在将中温烟气经脱硫反应之前，还包括利用第三冷却介质对中温烟气进行冷却，第三冷却介质的温度高于第一冷却介质的温度；
优选地，将净化烟气经第三冷却介质冷却时产生的冷凝水作为中温烟气脱硫过程中的补充用水；
优选地，将第三冷却介质对净化烟气冷却后排出的液体与浓缩富溶液进行热交换后升温排出。
可选地，在本申请的其他实施方式中，富溶液包括氨水、溴化锂和硝酸锂溶液中的一种，优选为溴化锂溶液。
本发明实施例还提供了脱硫烟气消除白烟的系统，其包括发生器、脱硫塔、蒸发器以及冷凝器；
发生器设置有第一烟气通道以及溶剂蒸汽出口，发生器内具有能够吸热产生溶剂蒸汽的富溶液第一容纳槽，脱硫塔设置有第二烟气通道，蒸发器设置有第三烟气通道以及第一冷却介质通道，冷凝器设置有第四烟气通道以及加热介质通道；
第一烟气通道的出口与第二烟气通道的进口连通，第二烟气通道的出口与第三烟气通道的进口连通，第三烟气通道的出口与第四烟气通道的进口连通；
可选地，在本申请的其他实施方式中，脱硫烟气消除白烟的系统还包括热泵换热器以及吸收器；热泵换热器内设置有节流降压机构，热泵换热器设置有相互接触以实现换热的冷却通道和加热通道，吸收器设置有富溶液第二容纳槽以及与富溶液第二容纳槽连通的介质蒸气进口；
发生器的溶剂蒸汽出口与加热介质通道的进口连通，冷却通道的进口与加热介质通道的出口连通，冷却通道的出口与蒸发器的第一冷却介质通道的进口连通；加热通道的进口与第一冷却介质通道的出口连通；
介质蒸气进口与加热通道的出口连通以利用高温介质蒸气稀释富溶液第二容纳槽内的富溶液，富溶液第二容纳槽的进口与富溶液第一容纳槽的出口连通，富溶液第二容纳槽的出口与富溶液第一容纳槽的进口连通。
可选地，在本申请的其他实施方式中，脱硫烟气消除白烟的系统还包括水-烟气换热器，水-烟气换热器设置有第五烟气通道、第二冷却介质通道以及第一冷凝水出口，吸收器还包括冷却水升温通道，冷却水升温通道的进口与第二冷却介质通道的出口连通，所述第一冷凝水出口与所述脱硫塔连通；
水-烟气换热器通过第五烟气通道连通于发生器与脱硫塔之间；或者，
水-烟气换热器通过第五烟气通道连通于脱硫塔与蒸发器。
可选地，在本申请的其他实施方式中，脱硫烟气消除白烟的系统还包括水-循环液换热器，水-循环液换热器包括循环液通道和常温水通道，脱硫塔从下至上包括冷却吸收段、洗涤除雾段以及出口段，循环液通道的出口与洗涤除雾段和洗涤除雾段的进口中的至少一者连通，循环液通道的出口与冷却吸收段和洗涤除雾段的进口中的至少一者连通，常温水通道的出口与水-烟气换热器的第二冷却水通道连通。
此外，本发明实施例还提供了一种脱硫烟气消除白烟的方法，其包括：
将高温烟气通入发生器的富溶液第一容纳槽内并输出中温烟气，富溶液吸收高温烟气的热量产生溶剂蒸汽；
将中温烟气通入脱硫塔进行脱硫处理以获得净化烟气；
将净化烟气通入蒸发器进行冷却获得冷却烟气；
将冷却烟气通入冷却器经加热介质加热后排出；
将发生器产生的溶剂蒸汽作为加热介质通入冷却器对冷却烟气进行加热；
将冷却器中对净化烟气加热后排出的加热介质通入热泵换热器的冷却通道内，同时将蒸发器中对净化烟气冷却后排出的第一冷却介质通入热泵换热器的加热通道内，加热介质与第一冷却介质进行换热，换热后的加热介质冷却并通入蒸发器的第一冷却介质通道；以及，
将换热后的第一冷却介质升温变为介质蒸气并通入设置有富溶液第二容纳槽的吸收器的介质蒸气进口以稀释富溶液，将稀释后的富溶液通入发生器的富溶液第一容纳槽的进口。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过以高温烟气本身作为热源，将高温烟气与富溶液接触产生的热量作为加热冷却烟气的热源，同时利用水冷却技术，不断对系统内的各个环节进行冷却，循环，将净化烟气的温度降低至5℃以下，烟气在不断冷却过程中，当到达烟气中水蒸气冷凝点(约56℃)时，冷凝出冷凝水，烟气温度降低至5℃时，净化烟气中98.5％的水蒸气被冷凝出来，然后再把净化烟气温度升高至75℃以上，彻底消除了脱硫烟气的白烟现象。即使在极端天气，环境温度低于-35℃，净化烟气排向大气，依旧不会有白烟现象产生。依靠水蒸气的冷凝凝聚作用，净化烟气中含有的NOx、SO3、气溶胶以及细小粉尘等污染物，85％的污染物随着水蒸气冷凝被脱除，实现了净化烟气的超洁净排放。回收烟气的冷凝水，减少脱硫系统补水量。净化烟气温度降低至5℃，净化烟气中98.5％的水蒸气被冷凝出来，冷凝水量为155g/kg烟气，200000kg/h烟气在脱硫过程可节约水量31t/h。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的脱硫烟气消除白烟的系统的第一种结构示意图；
图2为本发明实施例提供的脱硫烟气消除白烟的系统的第一种结构示意图的内部管路图；
图3为本发明实施例提供的脱硫烟气消除白烟的系统的第二种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的脱硫烟气消除白烟的系统的第三种结构示意图；
图5为本发明实施例提供的脱硫烟气消除白烟的系统的第四种结构示意图。
图中：100-脱硫烟气消除白烟的系统；110-发生器；111-第一容纳槽；112-第一烟气通道；113-溶剂蒸汽出口；120-脱硫塔；121-冷却吸收段；122-洗涤除雾段；123-出口段；124-第二烟气通道；130-蒸发器；131-第三烟气通道；132-第一冷却介质通道；133-第二冷凝水出口；140-冷凝器；141-第四烟气通道；142-加热介质通道；150-热泵换热器；151-冷却通道；152-加热通道；160-吸收器；161-富溶液第二容纳槽；162-介质蒸气进口；163-换热水通道；170-水-烟气换热器；171-第五烟气通道；172-第二冷却介质通道；173-第一冷凝水出口；180-水-循环液换热器；190-烟囱。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，本申请中的术语“高温烟气”、“中温烟气”、“净化烟气”、“冷却烟气”、“常温水”以及“中温水”仅仅是为了区别烟气和水在不同阶段的状态，其中，“高温烟气”表示温度大致为160℃及其以上的烟气，而“中温烟气”表示温度大致为90-110℃的烟气，例如100℃，“常温水”表示温度大致为20-30℃的水，以及“中温水”表示温度在50-70℃的水可用于供暖和生活用水。
本申请提供了一种脱硫烟气消除白烟的方法和系统，为了便于理解，本申请中先对脱硫烟气消除白烟的系统100进行阐述，该系统内包括的各种机构未做具体解释的可参照现有技术中关于相关机构的结构，而本申请中的方法并不局限于采用该系统内限定的各种机构进行，能够达到相同或类似效果的机构均可以实现。
具体地，请参阅图1和图2，本申请提供的脱硫烟气消除白烟的系统100包括发生器110、脱硫塔120、蒸发器130、冷凝器140、热泵换热器150、吸收器160、水-烟气换热器170以及烟囱190，下面逐一对各个机构进行阐述。
发生器110设置有富溶液第一容纳槽111、第一烟气通道112以及溶剂蒸汽出口113，第一烟气通道112与第一容纳槽111接触进行换热，溶剂蒸汽出口113与第一容纳槽111连通。
脱硫塔120从下至上包括冷却吸收段121、洗涤除雾段122以及出口段123，脱硫塔120设置有第二烟气通道124，第二烟气通道124的进口位于脱硫塔120的底部，第二烟气通道124的出口位于顶部的出口段123。
蒸发器130设置有第三烟气通道131、第一冷却介质通道132以及第二冷凝水出口133。第三烟气通道131与第一冷却介质通道132接触以进行换热，第二冷凝水出口133与第三烟气通道131连通以用于排出烟气在冷却过程中冷凝出的冷凝水。
冷凝器140设置有第四烟气通道141以及加热介质通道142。第四烟气通道141与加热介质通道142接触以进行换热，实现对第四烟气通道141内的烟气进行加热排出。
热泵换热器150内设置有节流降压机构(图未示)，热泵换热器150设置有相互接触以实现换热的冷却通道151和加热通道152。
吸收器160设置有富溶液第二容纳槽161、介质蒸气进口162和换热水通道163，换热水通道163与第二容纳槽接触以进行换热，实现对换热水通道163内的水进行加热排出，而介质蒸气进口162与第二容纳槽连通，用于将介质蒸气通入富溶液第二容纳槽161内以实现对富溶液第二容纳槽161内的浓缩富溶液进行稀释后排出。
水-烟气换热器170设置有第五烟气通道171、第二冷却介质通道172以及第一冷凝水出口173。第五烟气通道171与第二冷却介质通道172接触以实现对第五烟气通道171内的烟气进行冷却，而第一冷凝水出口173与第五烟气通道171连通用于排出在冷却过程中产生的冷凝水。
烟囱190用于排出最终的烟气。
上述各个机构的连接关系如下：
发生器110的第一烟气通道112的出口与脱硫塔120的第二烟气通道124的进口连通，第二烟气通道124的出口与第三烟气通道131的进口连通，第三烟气通道131的出口与第四烟气通道141的进口连通，第四烟气通道141的出口与烟囱190连通，以实现烟气的排出。其中，第五烟气通道171可以连接至第一烟气通道112和第二烟气通道124之间，也可以连接至第二烟气通道124和第三烟气通道131之间。
发生器110的富溶液第一容纳槽111的出口与吸收器160富溶液的富溶液第二容纳槽161的进口连通，富溶液的富溶液第二容纳槽161的出口与富溶液第一容纳槽111的进口连通。
发生器110的溶剂蒸汽出口113与冷凝器140的加热介质通道142的进口连通。冷凝器140的加热介质通道142的出口与热泵换热器150的冷却通道151的进口连通，蒸发器130的第一冷却介质通道132的出口与热泵换热器150的加热通道152的进口连通，加热介质通道142内排出的溶液与第一冷却介质通道132内排出的蒸汽进行换热，冷却通道151的出口与蒸发器130的第一冷却介质通道132的进口连通，加热通道152的出口与吸收器160的介质蒸气进口162连通。
吸收器160的换热水通道163的进口与水-烟气换热器170的第二冷却介质通道172的出口连通，换热水通道163的出口排出一定温度的水，这部分水可以用于供暖或生活用水，若这部分的温度不足以供热，还可以将换热水通道163的出口与冷凝器140连通，以吸收冷凝器140内加热介质通道142内的温度。
水-烟气换热器170的第一冷凝水出口173可以与脱硫塔120的冷却吸收段121和洗涤除雾段122中的至少一者连通以补充用水；同时，蒸发器130的第二冷凝水出口133也可以与脱硫塔120的冷却吸收段121和洗涤除雾段122中的至少一者连通以补充用水。需注意的是，水-烟气换热器170的第一冷凝水出口173与蒸发器130的第二冷凝水出口133两者相互独立，其中一者的连接方式不受另一者的限制。
优选地，水-烟气换热器170的第一冷凝水出口173与脱硫塔120的冷却吸收段121连通以补充用水，蒸发器130的第二冷凝水出口133与脱硫塔120的洗涤除雾段122连通以补充用水。
此外，在本发明的其他实施方式中，上述脱硫烟气消除白烟的系统100还包括水-循环液换热器180，水-循环液换热器180包括循环液通道(图未标)和常温水通道(图未标)，循环液通道的进口与冷却吸收段121和洗涤除雾段122的出口中的至少一者连通，循环液通道的出口与冷却吸收段121和洗涤除雾段122的进口中的至少一者连通，常温水通道的出口与水-烟气换热器170的第二冷却水通道连通。
应理解，本实施例中，还可以通过其他的冷却机构(例如：压缩式制冷)实现对净化烟气进行冷却至5℃以下，同时还可以利用其他加热机构(例如：电加热、蒸汽加热)实现对冷却烟气进行加热至75℃以上，本实施例的优选方案中利用热泵换热器150、吸收器160以及发生器110能够实现对烟气热量以及系统内冷却介质和加热介质的充分利用，并且热泵换热器150可以以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置，它仅消耗少量的逆循环净功，就可以得到较大的供热量，可以有效地把难以应用的低品位热能利用起来达到节能目的。整个系统更佳节能、能量利用率更佳。
从上述各个机构自身的内部结构以及各个机构之间的相互连接关系，可以看出，本申请中，通过以高温烟气本身作为热源，将高温烟气与富溶液接触产生的热量作为加热冷却烟气的热源，同时利用水冷却技术，不断对系统内的各个环节进行冷却，循环，将净化烟气的温度降低至5℃以下，净化烟气中98.5％的水蒸气被冷凝出来，然后再把净化烟气温度升高至75℃以上，彻底消除了脱硫烟气的白烟现象。即使在极端天气，环境温度低于-35℃，净化烟气排向大气，依旧不会有白烟现象产生。依靠水蒸气的冷凝凝聚作用，净化烟气中含有的NOx、SO3、气溶胶以及细小粉尘等污染物，85％的污染物随着水蒸气冷凝被脱除，实现了净化烟气的超洁净排放。回收烟气的冷凝水，减少脱硫系统补水量。净化烟气温度降低至5℃，净化烟气中98.5％的水蒸气被冷凝出来，冷凝水量为155g/kg烟气，200000kg/h烟气在脱硫过程可节约水量31t/h。减少脱硫塔120循环浆液喷淋量，缩小脱硫塔120体积。进入脱硫塔120的烟气作为热泵系统的热源为其提供热量，入脱硫塔120温度由170℃降低至100℃，烟气体积减少了15％，脱硫塔120循环浆液体积流量可相应减少15％，脱硫塔120体积可进行同步缩小，进一步降低脱硫系统成本。产生中温热水，可直接用于供暖和生活用水。20℃冷却水经换热器换热后，温度升高至60℃，直接用于供暖或生活用水。
本申请还提供了一种脱硫烟气消除白烟的方法，其包括以下步骤：
S1、将高温烟气经富溶液吸热后排出中温烟气，富溶液吸热后产生的溶剂蒸汽作为加热介质对冷却烟气加热；富溶液变为浓缩富溶液并排出。
具体地，高温烟气进入发生器110的第一烟气通道112，与富溶液第一容纳槽111内的富溶液接触并换热，高温烟气温度降低变为中温烟气从第一烟气通道112排出，而富溶液吸收热量后产生溶剂蒸汽变为浓缩富溶液，溶剂蒸汽通入冷凝器140的加热介质通道142内作为加热介质对冷却烟气进行加热，溶剂蒸气冷凝放热变为溶剂液体。
富溶液包括氨水、溴化锂和硝酸锂溶液中的一种，优选为溴化锂溶液。
高温烟气的温度为160℃以上，中温烟气的温度为90-110℃。
S2、中温烟气经脱硫后排出净化烟气。
具体地，中温烟气进入脱硫塔120内进行降温脱硫，从而排出净化烟气，净化烟气的温度为30-60℃。
S3、净化烟气经第一冷却介质冷却，净化烟气析出冷凝水后排出温度低于5℃的冷却烟气，将净化烟气经第一冷却介质冷却过程中析出的冷凝水作为中温烟气脱硫过程中的补充用水，第一冷却介质与净化烟气接触换热后，第一冷却介质温度升高排出。
具体地，将净化烟气通入蒸发器130的第三烟气通道131，第三烟气通道131内的净化烟气与第一冷却介质通道132内的冷却介质接触并换热，净化烟气的温度降低并冷凝出冷凝水，冷凝水通过第二冷凝水出口133返回至脱硫塔120的洗涤除雾段122作为补充用水，而换热后升温的冷却介质通入热泵换热器150的加热通道152。
本实施例中，通过将净化烟气的温度降低至5℃以下，能够保证净化烟气内的98.5％的水蒸气被冷凝出来。其中，净化烟气与所述第一冷却介质的质量流量比例为32～320：1；应理解，在选择的冷却介质不同的情况下，流量比例会相应的变化，可依据热平衡方程进行具体计算。
为了降低净化烟气进入第三烟气通道131时的温度，可以选择在将净化烟气经第一冷却介质冷却之前，利用第二冷却介质对净化烟气进行预冷却，第二冷却介质的温度高于第一冷却介质的温度；
也可以选择在将中温烟气经脱硫反应之前，利用第三冷却介质对中温烟气进行冷却，第三冷却介质的温度高于第一冷却介质的温度；
无论采用何种设置，都可以利用上述提及的水-烟气换热器170进行，并且在换热过程中产生的冷凝水作为所述中温烟气脱硫过程中的补充用水；同时，冷却介质对净化烟气冷却后排出的液体与浓缩富溶液进行热交换后升温排出。
S4、对冷却烟气经加热介质升温至75℃以上后排出；
具体地，将冷却烟气通入冷凝器140的第四烟气通道141，第四烟气通道141内的冷却烟气与加热介质通道142内的加热介质换热，冷却烟气升温至75℃以上后排出，该冷却烟气与加热介质的质量流量比例为35～350：1。通过将冷却烟气升温至75℃以上后排出，彻底消除了脱硫烟气的白烟现象，最终由烟囱190排出至大气中，换热后的加热介质温度降低并通入热泵换热器150的冷却通道151。
S5、将溶剂液体与对净化烟气冷却后的第一冷却介质在热泵换热器150内进行换热，使溶剂液体冷却后作为第一冷却介质返回对净化烟气进行冷却。
具体地，在步骤S3和步骤S4中通入热泵换热器150的加热通道152的换热后升温的冷却介质以及通入热泵换热器150的冷却通道151的换热后的加热介质进行换热，此时，将原来的加热介质进行降温，变为第一冷却介质返回对净化烟气进行冷却，而从加热通道152内排出的温度升高的介质蒸气进入吸收器160。
S6、将富溶液吸热并产生溶剂蒸汽后形成的浓缩富溶液排出，将换热后的第一冷却介质形成的介质蒸气通入浓缩富溶液中形成稀释的富溶液，将稀释后的富溶液返回用于对高温烟气进行吸热。
值得注意的是，本申请中上述步骤并未限定其先后顺序，由于本申请中存在大量的循环以及再利用的步骤，因此在实际生产中，极有可能多个步骤是同时进行的，本申请只是为了表述方便进行顺序的标号，但并不限制其顺序。
本申请中，将上述方法和设备结合可以进行如下表述：
一种脱硫烟气消除白烟的方法，其包括：
将高温烟气通入发生器110的富溶液第一容纳槽111内并输出中温烟气，富溶液吸收所述高温烟气的热量产生溶剂蒸汽；
将中温烟气通入脱硫塔120进行脱硫处理以获得净化烟气；
将净化烟气通入蒸发器130进行冷却获得冷却烟气；
将冷却烟气通入冷却器经加热介质加热后排出；
将发生器110产生的溶剂蒸汽作为加热介质通入冷却器对冷却烟气进行加热；
将冷却器中对净化烟气加热后排出的加热介质通入热泵换热器150的冷却通道151内，同时将蒸发器130中对净化烟气冷却后排出的第一冷却介质通入热泵换热器150的加热通道152内，加热介质与所述第一冷却介质进行换热，换热后的加热介质冷却并通入蒸发器130的第一冷却介质通道132；以及，
将换热后的第一冷却介质升温变为介质蒸气并通入设置有富溶液第二容纳槽161的吸收器160的介质蒸气进口162以稀释富溶液，将稀释后的富溶液通入发生器110的富溶液第一容纳槽111的进口。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种脱硫烟气消除白烟的方法，其采用以下脱硫烟气消除白烟的系统100进行。
请参阅图1和图2，脱硫烟气消除白烟的系统100包括发生器110、脱硫塔120、蒸发器130、冷凝器140、热泵换热器150、吸收器160、水-烟气换热器170以及烟囱190，其自身的连接关系可参阅上文，这里不再阐述。本实施例中还列出了上述机构的内部连接示意图，其仅仅为了显示上述机构的内部烟气、液体或气体的运动轨迹。
脱硫烟气消除白烟的方法包括：
高温烟气(200000kg/h，170℃)进入发生器110的第一烟气通道112，与富溶液第一容纳槽111内的溴化锂溶液接触并换热，高温烟气温度降低变为温烟气(100℃的)从第一烟气通道112排出，中温烟气进入脱硫塔120内进行脱硫，从脱硫塔120的第二烟气通道124的出口排出净化烟气(58℃)，净化烟气进入水-烟气换热器170与20℃的水进行换热，净化烟气的温度从58℃降低至35℃后进入蒸发器130，与第一冷却介质通道132内的冷却介质(2℃)接触并换热，净化烟气的温度降低形成冷却烟气(4℃)并冷凝出冷凝水，将冷却烟气通入冷凝器140的第四烟气通道141，第四烟气通道141内的冷却烟气与加热介质通道142内的加热介质(即溴化锂溶液吸收高温烟气的热量后产生的90℃水蒸气)换热，冷却烟气升温至80℃后排出，最终由烟囱190排出至大气中。
换热后升温的冷却介质(由2℃升温后变为3℃水蒸气)通入热泵换热器150的加热通道152变为75℃的介质蒸气，换热后的加热介质温度降低并通入热泵换热器150的冷却通道151，这两者进行换热，此时，将原来的加热介质进行降温，变为第一冷却介质返回对净化烟气进行冷却，而从加热通道152内排出的温度升高的介质蒸气进入吸收器160。
溴化锂溶液吸收高温烟气的热量后产生溶剂蒸汽(90℃)变为浓缩溴化锂溶液(85℃)，浓缩溴化锂溶液进入吸收器160设置有富溶液第二容纳槽161，进入吸收器160的介质蒸气(75℃)能够稀释浓缩溴化锂溶液使其变为稀释后的溴化锂溶液，再次返回至发生器110内进行循环。
在利用水-烟气换热器170冷却过程中净化烟气冷凝成的冷凝水返回至脱硫塔120的冷却吸收段121作为补充用水；水-烟气换热器170中20℃的水与58℃的净化烟气换热后，温度升高至34℃后进入吸收器160，吸收由吸收器160内85℃溴化锂浓溶液放出的热量，温度进一步升高至60℃后排出用于供热。
冷凝水通过第二冷凝水出口133返回至脱硫塔120的洗涤除雾段122作为补充用水。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，区别在于，请参阅图3，将实施例1中的水-烟气换热器170省略。净化烟气直接进入蒸发器130与第一冷却介质通道132内的冷却介质(2℃)接触并换热。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，区别在于，实施例1中，水-烟气换热器170通过第五烟气通道171连通于脱硫塔120与蒸发器130之间，而本实施例中，请参阅图4，脱硫烟气消除白烟系统的水-烟气换热器170通过第五烟气通道171连通于发生器110与脱硫塔120之间。
此时，中温烟气先经水-烟气换热器170与30℃水进行换热，温度降低至60℃后进入脱硫塔120进行降温脱硫，排出的净化烟气的温度为35℃，随后再进入蒸发器130。30℃的水与100℃烟气换热，温度升高至35℃进入吸收器160，吸收由吸收器160内85℃溴化锂浓溶液放出的热量，温度进一步升高至55℃后进入冷凝器140，吸收冷凝器140中水蒸气液化放出的部分热量，温度升高至60℃用于供暖和生活用水。
实施例4
请参阅图5，本实施例在实施例3的基础上还包括水-循环液换热器180，水-循环液换热器180包括循环液通道和常温水通道，本实施例中，循环液通道为两个可分别实现冷却吸收段121以及洗涤除雾段122的各自循环，也即是，其中一条循环液通道的进口与冷却吸收段121的出口连通，循环液通道的出口与冷却吸收段121的进口连通；另一条，循环液通道的进口与洗涤除雾段122的出口连通，循环液通道的出口与洗涤除雾段122的进口连通，常温水通道的出口与水-烟气换热器170的第二冷却水通道连通，本实施例中的常温水通道与冷却吸收段121以及洗涤除雾段122中的至少一段进行换热。
20℃冷却水进入水-循环液换热器180吸收脱硫塔120内40℃循环液的热量，温度升高至30℃后进入水-烟气换热器170。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种脱硫烟气消除白烟的方法，其特征在于，其包括：
将高温烟气经富溶液吸热后排出中温烟气，所述中温烟气经降温脱硫后排出净化烟气，所述净化烟气经第一冷却介质冷却，所述净化烟气析出冷凝水后排出温度低于5℃的冷却烟气，净化烟气中98.5%的水蒸气被冷凝出来，对所述冷却烟气经加热介质升温至75℃以上后排出，彻底消除了脱硫烟气的白烟现象；
并且，所述高温烟气的温度为160℃以上；所述中温烟气的温度为90-110℃；所述净化烟气的温度为30-60℃；
在将所述净化烟气经第一冷却介质冷却之前，还包括利用第二冷却介质对所述净化烟气进行预冷却，所述第二冷却介质的温度高于所述第一冷却介质的温度；
将富溶液吸热后产生的溶剂蒸汽作为加热介质对所述冷却烟气加热，所述溶剂蒸汽冷凝放热变为溶剂液体，并且将富溶液吸热并产生的溶剂蒸汽后形成的浓缩富溶液排出，将换热后的第一冷却介质形成的介质蒸气通入所述浓缩富溶液中形成稀释的富溶液，将稀释后的所述富溶液返回用于对所述高温烟气进行吸热；
将所述溶剂液体与对所述净化烟气冷却后的第一冷却介质在热泵换热器内进行换热，使所述溶剂液体冷却后作为第一冷却介质返回对所述净化烟气进行冷却；
将所述净化烟气经第一冷却介质冷却过程中析出的冷凝水作为所述中温烟气脱硫过程中的补充用水。
2.根据权利要求1所述的脱硫烟气消除白烟的方法，其特征在于，所述净化烟气与所述第一冷却介质的质量流量比例为32~320：1；所述冷却烟气与所述加热介质的质量流量比例为35~350：1。
3.根据权利要求1所述的脱硫烟气消除白烟的方法，其特征在于，所述净化烟气经所述第二冷却介质冷却至30-38℃。
4.根据权利要求1所述的脱硫烟气消除白烟的方法，其特征在于，将所述净化烟气经所述第二冷却介质冷却时产生的冷凝水作为所述中温烟气脱硫过程中的补充用水。
5.根据权利要求1所述的脱硫烟气消除白烟的方法，其特征在于，将所述第二冷却介质对所述净化烟气冷却后排出的液体与所述浓缩富溶液进行热交换后升温排出。
6.根据权利要求1所述的脱硫烟气消除白烟的方法，其特征在于，在将所述中温烟气经脱硫反应之前，还包括利用第三冷却介质对所述中温烟气进行冷却，所述第三冷却介质的温度高于所述第一冷却介质的温度。
7.根据权利要求6所述的脱硫烟气消除白烟的方法，其特征在于，将所述第三冷却介质对所述净化烟气冷却后排出的液体与所述浓缩富溶液进行热交换后升温排出。
8.根据权利要求1所述的脱硫烟气消除白烟的方法，其特征在于，所述富溶液包括氨水、溴化锂和硝酸锂溶液中的一种。
9.根据权利要求8所述的脱硫烟气消除白烟的方法，其特征在于，所述富溶液为溴化锂溶液。
10.一种实现权利要求1-9中任一项所述的脱硫烟气消除白烟的方法的脱硫烟气消除白烟的系统，其特征在于，其包括发生器、脱硫塔、蒸发器以及冷凝器；
所述发生器设置有第一烟气通道以及溶剂蒸汽出口，所述发生器内具有能够吸热产生溶剂蒸汽的富溶液第一容纳槽，所述脱硫塔设置有第二烟气通道，所述蒸发器设置有第三烟气通道以及第一冷却介质通道，所述冷凝器设置有第四烟气通道以及加热介质通道；
所述第一烟气通道的出口与所述第二烟气通道的进口连通，所述第二烟气通道的出口与所述第三烟气通道的进口连通，所述第三烟气通道的出口与所述第四烟气通道的进口连通；
所述脱硫烟气消除白烟的系统还包括热泵换热器以及吸收器；所述热泵换热器内设置有节流降压机构，所述热泵换热器设置有相互接触以实现换热的冷却通道和加热通道，所述吸收器设置有富溶液第二容纳槽以及与所述富溶液第二容纳槽连通的介质蒸气进口；
所述发生器的溶剂蒸汽出口与所述加热介质通道的进口连通，所述冷却通道的进口与所述加热介质通道的出口连通，所述冷却通道的出口与所述蒸发器的第一冷却介质通道的进口连通；所述加热通道的进口与所述第一冷却介质通道的出口连通；
所述介质蒸气进口与所述加热通道的出口连通以利用高温介质蒸气稀释所述富溶液第二容纳槽内的富溶液，所述富溶液第二容纳槽的进口与所述富溶液第一容纳槽的出口连通，所述富溶液第二容纳槽的出口与所述富溶液第一容纳槽的进口连通；所述脱硫烟气消除白烟的系统还包括水-烟气换热器，所述水-烟气换热器设置有第五烟气通道、第二冷却介质通道以及第一冷凝水出口，所述吸收器还包括冷却水升温通道，所述冷却水升温通道的进口与所述第二冷却介质通道的出口连通，所述第一冷凝水出口与所述脱硫塔连通；
所述水-烟气换热器通过所述第五烟气通道连通于所述发生器与所述脱硫塔之间；或者，
所述水-烟气换热器通过所述第五烟气通道连通于所述脱硫塔与所述蒸发器。
11.如权利要求10所述的脱硫烟气消除白烟的系统，其特征在于，脱硫烟气消除白烟的系统还包括水-循环液换热器，所述水-循环液换热器包括循环液通道和常温水通道，所述脱硫塔从下至上包括冷却吸收段、洗涤除雾段以及出口段，所述循环液通道的进口与所述冷却吸收段和所述洗涤除雾段的出口中的至少一者连通，所述循环液通道的出口与所述冷却吸收段和所述洗涤除雾段的进口中的至少一者连通，所述常温水通道的出口与所述水-烟气换热器的第二冷却水通道连通。
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