CN110755976A - 含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺及装置，包括以下步骤：移热：使用第一多态冷热能回收转移装置模块A1和第三多态冷热能回收转移装置模块A3对烟气进行降温，并使用第二多态冷热能回收转移装置模块A2对循环浆液进行直接降温获得循环冷浆液以对烟气进行间接降温；气液固分离：使用多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块以及多态羽叶分离装置模块对经过移热过程之后的烟气进行脱硫脱硝脱尘以及高效除湿，获得满足排放标准的冷干烟气的过程；再热：使用第一多态冷热能回收转移装置模块A1和第四多态冷热能回收转移装置模块A4对烟气升温以最终实现烟气消色工艺目的的过程，达到了使烟气达到排放标准，完成烟气消雨除冰消色过程的效果。

Description

含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺及装置

技术领域

本发明涉及烟气消雨除冰消色技术领域，尤其是涉及含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺及装置。

背景技术

目前在石油炼制、能源化工、天然气处理与输送、海上平台和陆上终端油气开采、冶金、热电、焦化、造纸、环保、制药和食品等行业领域中几乎无一例外会产生不少烟气，需要经过分离净化技术处理以达标排放。尤其是重油催化装置湿法脱硫烟气消雨除冰消色工艺、硫磺装置尾气焚烧烟气湿法脱硫消雨除冰消色工艺、热电企业循环流化床燃煤锅炉湿法脱硫烟道气消雨除冰消色和污泥垃圾焚烧炉湿法脱硫烟道气消雨除冰消色工艺过程，工况复杂，排放量大、含盐含粉尘量高、SOx和NOx含量高，事故性烟气高低温交变脉冲破坏性强，且烟气排放指标要求严格并强调实现“消雨除冰”，局部区域甚至要求对烟气“消色”。

现有的上述行业领域国内外不少企业，尤其是石油炼化行业国企在湿法脱硫烟气净化工艺中，多采用自1990年代引进国外工艺包自带简易配置的传统烟气处理工艺技术，如WGS工艺、EDV工艺和Bischoff工艺技术等。这些湿法脱硫烟气净化工艺存在的主要不足在于：1）工艺技术适用性差，装置长周期运行不流畅，堵塞频繁，排放烟气污染物强制性指标稳定性较差。2）对烟气流量高达每小时数十万方的大型装置烟囱排放烟气“消雨除冰”应用效果差，烟囱“晴空飘雨”、北方区域企业装置烟囱周边露天场地因烟囱“飘雨”而“结冰”而殃及运维操作。3）对烟囱周边居民和群众关注和投诉的烟囱排放烟气“消色”效果很差。4）系统内部冷热能转移应用效率低，系统内部自给比例过小而需要大比例消耗外部输入热能，烟气“消色”运行成本高昂，给企业造成过重的环保运行成本和负担。

国内外有一些公司也在尝试对目前国外湿法脱硫烟气工艺存在的烟气“飘雨”、“结冰” 甚至“有色烟羽”问题进行技术改造，凭经验进行改造试错，但由于本身缺乏全面系统把握， 也没有能力搭建精准动力学分离计算设计和组态系统工作平台，往往盲人摸象。

这些现有技术方案存在的主要缺陷是：运行压降高、烟气净化运行稳定性差，始终难以获得满意的长周期运行效果，且外源性能耗和运行维护费用高昂，业主不堪重负。因此，许多企业迫切需要获得一种能满意解决前述问题的湿法脱硫烟气消雨除冰消色工艺及装置。

发明内容

本发明的目的是提供含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺及装置，达到了使烟气达到排放标准，完成烟气消雨除冰消色过程的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，包括以下步骤：

移热：使用第一多态冷热能回收转移装置模块A1和第三多态冷热能回收转移装置模块A3对烟气进行降温获得常温湿烟气；

气液固分离：使用多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块以及多态羽叶分离装置模块对经过移热过程之后的烟气进行脱硫脱硝脱尘以及除湿，实现烟气消雨除冰，促进烟气消色，获得满足排放标准的冷干烟气的过程；

再热：使用第一多态冷热能回收转移装置模块A1对冷干烟气进行再热升温获得热干烟气，使用第四多态冷热能回收转移装置模块A4对热干烟气进行再热升温以最终实现烟气消色工艺目的的过程；

在移热过程中，使用第二多态冷热能回收转移装置模块A2对多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块、多态羽叶分离装置模块以及第三多态冷热能回收转移装置模块A3产生的循环热浆液进行中幅降温。

通过采用上述方案，高温原烟气经过移热之后温度降低，使烟气能够在多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块以及多态羽叶分离装置模块进行彻底的脱硫脱硝以及高效除湿，进而实现烟气消雨除冰，使烟气能够满足排放的标准；将得到的烟气通入到第一多态冷热能回收转移装置模块A1中作为载体与高温原烟气进行换热，这样可以减少使用第四多态冷热能回收转移装置模块A4对烟气直接升温所需要耗费的能源，烟气经过第一多态冷热能回收转移装置模块A1和第四多态冷热能回收转移装置模块A4的升温之后，再将烟气排放到空气中，使烟气消色，这样就完成了对烟气进行消雨除冰消色的整个工艺过程。

本发明进一步设置为，所述气液固分离过程包括：

预除湿过程：一次或者多次使用第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1内部的循环冷浆液对进入的烟气实施气液固分离、使用第一多态羽叶分离装置模块C1对经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1的烟气实施动力学要素分配及预除湿，最终获得第二中常温湿烟气；

高效除湿过程：一次或者多次经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1和第一多态羽叶分离装置模块C1的第二中常温湿烟气，经过第三多态冷热能回收转移装置模块A3之后， 与第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3补加液态冷媒乙而获得的喷淋冷媒乙进行洗脱和降温，然后进入到第三多态羽叶分离装置模块C3完成精细高效除湿，并且在抗堵塞、低压降下完成气液固分离获得冷干烟气。

通过采用上述方案，烟气经过第一多态冷热能回收转移装置模块A1之后获得中温烟气，对中温烟气进行热量再回收之后获得中常温烟气，然后人们可以根据中常温烟气中的硫氧化物、氮氧化物或者颗粒物的多少确定经过预除湿过程的次数；中常温烟气经过预除湿过程之后输送到第三多态羽叶分离装置模块C3中，人们向第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3中加入补加液态冷媒乙，第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3获得喷淋冷媒乙，喷淋冷媒乙在进入第三多态羽叶分离装置模块C3之前对烟气进行最后的洗脱和降温，进入第三多态羽叶分离装置模块C3之后，烟气喷淋对烟气进行精细高效除湿，并且在抗堵塞、低压降下完成气液固分离获得冷干烟气。

本发明进一步设置为，所述气液固分离过程还包括位于预除湿过程和高效除湿过程之间的预聚结除湿过程，一次或者多次经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1和第一多态羽叶分离装置模块C1以及一次或者多次经过第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2和第二多态羽叶分离装置模块C2的烟气，第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2以循环冷浆液对烟气实施气液固分离，第二多态羽叶分离装置模块C2对烟气实施预聚结除湿，获得第三常温湿烟气，之后烟气进入到第三多态冷热能回收转移装置模块A3。

通过采用上述方案，中常温烟气经过预除湿过程之后获得第二中常温湿烟气，人们可以根据第二中常温湿烟气中硫氧化物、氮氧化物或者颗粒物的多少使烟气经过预聚结除湿过程，然后再将烟气通入到第三多态冷热能回收转移装置模块A3中。

本发明进一步设置为，所述高温原烟气经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块A1降温之后获得中温烟气，中温烟气经热能再回收之后转变为中常温烟气，中常温烟气依次经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1、第一多态羽叶分离装置模块C1、第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2、第二多态羽叶分离装置模块C2和第三多态冷热能回收转移装置模块A3，然后在第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3的配合下经过第三多态羽叶分离装置模块C3，完成多次脱硫脱硝，移热，除湿并除去颗粒物形成冷干烟气，以实现工艺要求的烟气气液固分离目的。

通过采用上述方案，高温原烟气处理的工艺过程为高温原烟气经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块A1降温之后获得中温烟气，中温烟气经热能再回收之后转变为中常温烟气，中常温烟气经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1之后在经过重力沉降作用获得第一中常温湿烟气，第一中常温湿烟气经过第一多态羽叶分离装置模块C1之后获得第二中常温湿烟气，同时完成烟气的预除湿过程；第二中常温湿烟气经过第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2获得第一常温湿烟气，第一常温湿烟气经过第二多态羽叶分离装置模块C2获得第二常温湿烟气，完成烟气的预聚结除湿过程；第二常温湿烟气经过第三多态冷热能回收转移装置模块A3进行小幅度降温之后获得第三常温湿烟气，第三常温湿烟气进入到第三多态羽叶分离装置模块C3之前在第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3的配合下完成最后一步的洗脱和除湿，然后在第三多态羽叶分离装置模块C3内部完成高精度的气液固分离，这样就实现了烟气处理中气液固分离的目的。

本发明进一步设置为，烟气经过第二多态羽叶分离装置模块C2之后从第三多态冷热能回收转移装置模块A3的热程入口进入到第三多态冷热能回收转移装置模块A3内部，第三多态冷热能回收转移装置模块A3的冷程入口通入补加冷媒甲，补加冷媒甲与烟气在第三多态冷热能回收转移装置模块A3完成热交换之后转化成冷程出口的第一工艺冷媒甲进入第二多态冷热能回收转移装置模块A2。

通过采用上述方案，烟气经过第二多态羽叶分离装置模块C2之后会在第三多态冷热能回收转移装置模块A3内部进行进一步的降温，补加冷媒甲在第三多态冷热能回收转移装置模块A3内部升温之后形成第一工艺冷媒甲然后进入到第二多态冷热能回收转移装置模块A2的冷程入口。

本发明进一步设置为，由第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1、第一多态羽叶分离装置模块C1、第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2、第二多态羽叶分离装置模块C2、第三多态冷热能回收转移装置模块A3和第三多态羽叶分离装置模块C3形成的循环热浆液汇合流，进入第二多态冷热能回收转移装置模块A2的热程入口，与进入第二多态冷热能回收转移装置模块A2冷程中的第一工艺冷媒甲换热，冷程中的第一工艺冷媒甲吸热转变为第一工艺热媒甲和外排热媒甲，第一工艺热媒甲并入冷干烟气，而外排热媒甲外排热利用；第三多态羽叶分离装置模块C3气相出口的冷干烟气与第一工艺热媒甲混合后进入第一多态冷热能回收转移装置模块A1冷程，吸收热程中流动的高温原烟气热能升温转变为热干烟气。

通过采用上述方案，烟气经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1、第一多态羽叶分离装置模块C1、第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2、第二多态羽叶分离装置模块C2、第三多态冷热能回收转移装置模块A3和第三多态羽叶分离装置模块C3时均会产生循环热浆液，将循环热浆液通入到第二多态冷热能回收转移装置模块A2的热程入口能够与第二多态冷热能回收转移装置模块A2冷程入口的第一工艺冷媒甲进行换热，使循环冷浆液的温度下降，进而实现循环冷浆液的循环利用；第一工艺冷媒甲升温之后形成的外排热媒甲外排，形成的第一工艺热媒甲与冷干烟气混合，对冷干烟气进行初步的升温，第一工艺热媒甲与冷干烟气混合之后进入到第一多态冷热能回收转移装置模块A1中与高温原烟气换热，进行进一步的升温，这样可以对高温原烟气中的热量进行充分的利用。

本发明进一步设置为，高温原烟气处理的工艺过程受控于控制系统系统模块，控制系统系统模块包括：

DCS系统模块：用于调控系统运行参数；

CEMS烟气排放控制系统模块：用于监控排放烟气、第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1和浆液外排等节点，还可延伸应用到其它模块和工艺节点。

通过采用上述方案，对高温原烟气进行处理的过程中，DCS系统模块可以用来调控分配高温烟气旁路、冷媒甲节点，还可以根据工艺需要延伸应用到其他模块和工艺节点；CEMS烟气排放控制系统模块不仅可用于监控排放烟气、第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1和浆液外排等节点，还可以根据工艺需要延伸应用到其它模块和工艺节点。

含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色装置，包括与高温原烟气的入口处相连的第一多态冷热能回收转移装置模块A1和第四多态冷热能回收转移装置模块A4，与第一多态冷热能回收转移装置模块A1冷程入口连通的第三多态羽叶分离装置模块C3和第二多态冷热能回收转移装置模块A2，与第三多态羽叶分离装置模块C3入口连通的第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3和第三多态冷热能回收转移装置模块A3，与第三多态冷热能回收转移装置模块A3入口连通的第二多态羽叶分离装置模块C2，与第二多态羽叶分离装置模块C2入口连通的第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2，与第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2入口连通的第一多态羽叶分离装置模块C1，与第一多态羽叶分离装置模块C1入口连通的第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1，并且第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1与第一多态冷热能回收转移装置模块A1连接。

通过采用上述方案，第一多态冷热能回收转移装置模块A1的热程通入高温原烟气，冷程通入冷干烟气和第一工艺热媒甲，高温原烟气与冷干烟气和第一工艺热媒甲换热之后形成中温烟气；中温烟气经过热能回收之后转变为中常温烟气，中常温烟气进入到第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1内部与第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1内部的第二循环冷浆液进行喷淋洗脱，然后输出中常温气液混合流，中常温气液混合流在重力沉降的作用下分成第一中常温湿烟气和中常温循环热浆液两支物流。

中常温循环热浆液与来自第一多态羽叶分离装置模块C1的第三回收捕集液合并进入第二多态冷热能回收转移装置模块A2热程，与该装置冷程中的第一工艺冷媒甲换热后，输出循环冷浆液。循环冷浆液，切分成第一循环冷浆液和第二循环冷浆液两股液流分别对应输往第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2、第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1进行循环使用。

第一中常温湿烟气进入第一多态羽叶分离装置模块C1，完成对烟气动能、动量及其它动力学分离因素进行均一化分配，并与来自第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2的回流液进行传质传热，分别输出第三回收捕集液及初次除湿后的第二中常温湿烟气。

第二中常温湿烟气进入第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2，与循环冷浆液以及来自第二多态羽叶分离装置模块C2的第二回收捕集液进行喷淋洗脱传质传热后，分别输出回流液及第一常温湿烟气。

第一常温湿烟气进入第二多态羽叶分离装置模块C2，与来自第三多态冷热能回收转移装置模块A3的冷却工艺液进行传质传热并经过预聚结分离后，分别输出第二回收捕集液和二次除湿后的第二常温湿烟气。

第二常温湿烟气进入第三多态冷热能回收转移装置模块A3热程与进入冷程的补加冷媒甲以及来自第三多态羽叶分离装置模块C3的第一回收捕集液进行传质传热后，分别输出冷却工艺液和第三常温湿烟气，并将吸热后的第一工艺冷媒甲送入第二多态冷热能回收转移装置模块A2。第一工艺冷媒甲在第二多态冷热能回收转移装置模块A2冷程中吸热后转化为第一工艺热媒甲和外排热媒甲加以利用。

第三常温湿烟气进入第三多态羽叶分离装置模块C3之前，先与补加液态冷媒乙经第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3转化形成的密集喷淋冷媒乙进行喷淋洗脱降温，然后进入第三多态羽叶分离装置模块C3，在抗堵塞、低压降下完成对烟气最终高效精密除湿，分别输出第一回收捕集液和净化后的冷干烟气。

冷干烟气与来自第二多态冷热能回收转移装置模块A2的第一工艺热媒甲混合后，一并进入第一多态冷热能回收转移装置模块A1冷程，与该装置热程中的高温原烟气进行高效热能转移，分别输出显著降温后的中温烟气和显著升温后的热干烟气。

热干烟气与旁路高温烟气直接混合升温后，再进入第四多态冷热能回收转移装置模块A4中进行再次升温，从烟囱高空排放。

本发明进一步设置为，第一多态冷热能回收转移装置模块A1和第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1以及第一多态羽叶分离装置模块C1共设置有一组或者多组，第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1连通在第一多态冷热能回收转移装置模块A1的下游，第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1与第二多态冷热能回收转移装置模块A2的热程入口连通，第一多态羽叶分离装置模块C1连通在第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1的下游，第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2连通在第一多态羽叶分离装置模块C1的下游，第二多态羽叶分离装置模块C2连通在第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2的下游，第三多态冷热能回收转移装置模块A3连通在第二多态羽叶分离装置模块C2的下游，第三多态羽叶分离装置模块C3连通在第三多态冷热能回收转移装置模块A3的下游，第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3出口与第三多态羽叶分离装置模块C3液相入口连通。

通过采用上述方案，在对烟气进行处理的过程中，人们可以根据高温原烟气中硫氧化物、氮氧化物以及颗粒物的多少选用合适组数的第一多态冷热能回收转移装置模块A1和第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1以及第一多态羽叶分离装置模块C1，使烟气能够得到更加充分的处理。

本发明进一步设置为，第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2和第二多态羽叶分离装置模块C2共设置有一组或者多组。

通过采用上述方案，在对烟气进行处理的过程中，人们可以根据高温原烟气中硫氧化物、氮氧化物以及颗粒物的多少选用合适组数的二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2和第二多态羽叶分离装置模块C2，使烟气能够得到更加充分的处理。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

通过设置了含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺及装置，技术适用性强，具有长周期稳定运行、抗堵塞，烟气污染物排放强制性指标稳定达标；对不同烟气处理规模的装置烟囱排放烟气“消雨除冰”应用效果好，有效解决烟囱“晴空飘雨”、北方区域企业装置烟囱周边露天场地因烟囱“飘雨”而“结冰”而殃及运维操作的难题，系统内部冷热能回收转移应用效率高，系统内部自给比例大幅提高并大比例降低外部输入热能，烟气“消色”运行成本和负担大幅下降。

附图说明

图1是本发明烟气处理工艺的工艺流程图；

图2是实施例五的工艺流程图。

图中，1、高温原烟气；2、中温烟气；21、中常温烟气；22、外输热能；3、中常温气液混合流；31、第一中常温湿烟气；32、中常温循环热浆液；4、第二中常温湿烟气；5、第一常温湿烟气；6、第二常温湿烟气；7、第三常温湿烟气；8、冷干烟气；9、热干烟气；10、补加液态冷媒乙；101、喷淋冷媒乙；102、第一回收捕集液；103、冷却工艺液；104、第二回收捕集液；105、回流液；106、第三回收捕集液；107、外排中常温浆液；108、 循环冷浆液；109、第一循环冷浆液；110、第二循环冷浆液；11、补加冷媒甲；111、第一工艺冷媒甲；112、第一工艺热媒甲；113、外排热媒甲；12、旁路高温烟气。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“入口”、“出口”、“内”、“外”、“冷”、“热”、“常温”、“中常温”、“中温”、“高温”、“干”、“湿”、“垂直”、“水平”、“旋转”、“混合”等为基于附图所示的相对关系，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工艺或模块必须具有特定的方位、状态和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

参照图1，本发明提供了含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，包括移热过程、气液固分离过程和再热过程，气液固分离过程包括预除湿过程、预聚结除湿过程和高效除湿过程；实现以上烟气处理过程的装置包括第一多态冷热能回收转移装置模块A1、第二多态冷热能回收转移装置模块A2、第三多态冷热能回收转移装置模块A3、第四多态冷热能回收转移装置模块A4、第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1、第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2、第一多态羽叶分离装置模块C1、第二多态羽叶分离装置模块C2、控制系统模块以及两位一体撬装的第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3与第三多态羽叶分离装置模块C3。

控制系统模块包括DCS系统模块和CEMS烟气排放控制系统模块，DCS系统模块不仅可用于调控分配高温烟气旁路、冷媒节点，还可以根据工艺需要延伸应用到其它模块和工艺节点，CEMS烟气排放控制系统模块不仅可用于监控排放烟气、第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1和浆液外排等节点，还可以根据工艺需要延伸应用到其它模块和工艺节点。

使用该工艺对温度为198℃，烟气表压1.1kPaG,烟气流量435000 Nm^3/h，SOx含量453.7 mg/Nm^3,NOx含量26.5 mg/Nm^3，粉尘含量285.6 mg/Nm^3的高温原烟气1进行处理时：将高温原烟气1通入第一多态冷热能回收转移装置模块A1中，冷程通入第三多态羽叶分离装置模块C3产生的冷干烟气8和第二多态冷热能回收转移装置模块A2产生的第一工艺热媒甲112的混合气体，高温原烟气1与冷干烟气8和第一工艺热媒甲112换热之后形成中温烟气 2；中温烟气 2经过热能回收产生外输热能22并且转变为中常温烟气21；中常温烟气21进入到第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1，在CEMS烟气排放控制系统模块的控制下与第二循环冷浆液110进行喷淋洗脱，然后输出中常温气液混合流3，中常温气液混合流3在重力沉降的作用下分成第一中常温湿烟气31和中常温循环热浆液32两支物流。

中常温循环热浆液32与来自第一多态羽叶分离装置模块C1的第三回收捕集液106合并之后，一部分形成外排中常温浆液107并且在CEMS烟气排放控制系统模块的控制下外排处理，另一部分进入第二多态冷热能回收转移装置模块A2热程，与该装置冷程中的第一工艺冷媒甲111换热后，输出循环冷浆液。循环冷浆液切分成第一循环冷浆液109和第二循环冷浆液110两股液流分别对应输往第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2、第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1进行循环使用。

第一中常温湿烟气31进入第一多态羽叶分离装置模块C1，完成对烟气动能、动量及其它动力学分离因素进行均一化分配，并与来自第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2的回流液105进行传质传热，分别输出第三回收捕集液106及初次除湿后的第二中常温湿烟气4。

第二中常温湿烟气4进入第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2，与循环冷浆液以及来自第二多态羽叶分离装置模块C2的第二回收捕集液104进行喷淋洗脱传质传热后，分别输出回流液105及第一常温湿烟气5。

第一常温湿烟气5进入第二多态羽叶分离装置模块C2，与来自第三多态冷热能回收转移装置模块A3的冷却工艺液103进行传质传热并经过预聚结分离后，分别输出第二回收捕集液104和二次除湿后的第二常温湿烟气6。

第二常温湿烟气6进入第三多态冷热能回收转移装置模块A3热程，在DCS系统模块的控制下与进入冷程的补加冷媒甲11以及来自第三多态羽叶分离装置模块C3的第一回收捕集液102进行传质传热后，分别输出冷却工艺液103和第三常温湿烟气7，并将吸热后的第一工艺冷媒甲111送入第二多态冷热能回收转移装置模块A2。第一工艺冷媒甲111在第二多态冷热能回收转移装置模块A2冷程中吸热后转化为第一工艺热媒甲112和外排热媒甲113加以利用。

第三常温湿烟气7进入两位一体撬装的第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3与第三多态羽叶分离装置模块C3，DCS控制系统指令补加液态冷媒乙10进入到第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3中；补加液态冷媒乙10经第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3转化形成的密集喷淋冷媒乙101进行喷淋洗脱降温，然后进入第三多态羽叶分离装置模块C3，在抗堵塞、低压降下完成对烟气最终高效精密除湿，分别输出第一回收捕集液102和净化后的冷干烟气8。

冷干烟气8与来自第二多态冷热能回收转移装置模块A2的第一工艺热媒甲112混合后，一并进入第一多态冷热能回收转移装置模块A1冷程，与该装置热程中的高温原烟气1进行高效热能转移，分别输出显著降温后的中温烟气 2和显著升温后的热干烟气9。

热干烟气9与旁路高温烟气12直接混合升温后，再进入第四多态冷热能回收转移装置模块A4中进行再次升温，从烟囱高空排放。

CEMS烟气排放控制系统模块监控的烟囱排放烟气温度为129℃，压力0.16kPaG，SOx含量17.88 mg/Nm^3，NOx含量18.81 mg/Nm^3，粉尘颗粒物含量16.96 mg/Nm^3；在冬季环境温度-23℃下，烟囱周边500m半径范围内排放烟气无“飘雨”、无“白龙”且地面无“结冰”。

第一多态冷热能回收转移装置模块A1和第四多态冷热能回收转移装置模块A4的热能回收转移方式包含冷热烟气直接混合换热、冷热烟气通过换热设施进行换热、电加热或其他中间媒介间接进行冷热能量交换，这些媒介包括水、水蒸汽、空气、导热油、盐水及其多种型态组合，也可以是前述多种型态组合；在本实例中，高温原烟气1与冷干烟气8分别通过换热装置冷热两程通道在第一多态冷热能回收转移装置模块A1中进行热能交换、以及旁路高温烟气12与热干烟气9直接混合换热的两种型态组合；第四多态冷热能回收转移装置模块在多种再热能量型态中选用外输热能22转换为电能后输入该装置对冷干烟气8进行再热。

在本实例中，第二多态冷热能回收转移装置模块A2和第三多态冷热能回收转移装置模块A3，在多种换热设备型态中选用板换设备型态。在多种媒介型态中选用注入环境空气和循环冷却水作为补加冷媒甲11。

第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1、第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2和第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3完成对烟气洗涤除尘脱硫脱硝目的所对应的气液接触型态模式，可以是气液逆流接触，也可以是气液错流接触或顺流接触；其完成对烟气洗涤除尘脱硫脱硝目的所要求的气液混合流流型流态，可以是水平流型、竖直流型、旋转流型，或者是前述多种流型流态的混合。在本实例中，第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1，在多种型态中选用文丘里型态，气液两相流主要以错流旋转流型态进行旋喷激冷洗涤除尘和脱硫反应；第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2，在多种型态中选用复式错流旋喷型态；第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3，在多种型态中选用复式顺流旋喷型态，气液两相流主要以水平流型态错流喷淋洗涤，在完成对烟气最后一道洗涤脱除残留的SOx、NOx和粉尘颗粒物之同时，也对湿烟气进行最后一次淋洗降温以降低水蒸汽蒸汽分压。

在本发明中，第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1、第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2和第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3的具体结构可参考授权公告号为CN205664584U的实用新型专利。

在本实例中，补加液态冷媒乙10，在多种型态中选择为维持脱硫脱硝中和反应系统稳定进行而要求对系统补充添加的软水和碱液。

第一多态羽叶分离装置模块C1、第二多态羽叶分离装置模块C2以及第三多态羽叶分离装置模块C3所要求的气流流型，可以是水平流型、竖直流型、旋转流型，也可以是前述流态流型的组合，在本实例中，第一多态羽叶分离装置模块C1和第二多态羽叶分离装置模块C2，在多种型态中均选用水平型态。气流以垂直流态为主进入多态羽叶分离系统，不仅实现对气流动能动量、流态流型等动力学分离要素进行均一化分配，促使烟气携带的大尺寸重相携带质分散相通过重力沉降得以分离脱除，而中小尺寸的重相携带质分散相则通过预聚结长大为后续第三多态羽叶分离装置模块C3精密高效除湿创造动力学条件；第三多态羽叶分离装置模块C3，在多种型态中选用垂直型态，且与第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3组合成二位一体撬装结构。第三多态羽叶分离装置模块C3，不仅可以单独完成对烟囱排放烟气“消雨除冰”任务，又为多态冷热能回收转移系统模块对烟气再热节点大大节省设备投资、节省热能消耗及运行成本，并进一步协同提升烟气在烟囱中的拔升能力和烟气离开烟囱时的扩散速度以促进烟羽“消色”。

在本发明中，第一多态羽叶分离装置模块C1、第二多态羽叶分离装置模块C2以及第三多态羽叶分离装置模块C3的具体结构可以参考公开号为CN108211396A的中国发明专利。

特别的，所述第一多态羽叶分离装置模块C1、第二多态羽叶分离装置模块C2以及第三多态羽叶分离装置模块C3，是本发明必要的核心配置，须按照国际精准动力学分离计算和组态系统平台完成“一对一”工况定制设计，确保其实现抗堵塞、长周期、低压降、高效稳定分离运行技术要求。

实施例二

本实施例二提供的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，是对实施例一的进一步补充，在实施例一以及图1的基础上，本实施例二提供的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺用于热力站循环流化床燃煤锅炉烟气处理。

在本实例中，第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1，在多种型态中选用复式错流激冷喷淋型态。气液两相流主要以水平流逆流型态进行喷淋激冷洗涤除尘和脱硫反应；液态冷媒乙在多种型态中选择为维持脱硫脱硝中和反应系统稳定进行而要求对系统补加碱液，其它同实施例一。

在本实施例中，高温原烟气1温度为186℃，烟气表压0-1kPaG,烟气流量521000Nm^3/h，SOx含846mg/Nm^3,NOx含量33.6mg/Nm^3，粉尘含量406.8 mg/Nm^3。

烟囱排放烟气在CEMS烟气排放控制系统模块监控的排放烟气温度为107℃，压力0.1kPaG，SOx含量33.5mg/Nm^3，NOx含量27.71mg/Nm^3，粉尘颗粒物含量4.96 mg/Nm^3；在冬季环境温度-12℃下，烟囱周边500m半径范围内排放烟气无“飘雨”、无“白龙”且地面无“结冰”。

实施例三：

本实施例三提供的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，是对实施例一的进一步补充，在实施例一以及图1的基础上，本实施例三提供的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺用于硫磺装置尾气焚烧烟气处理。

在本实例中，第二多态冷热能回收转移装置模块A2和第三多态冷热能回收转移装置模块A3，在多种型态中选用注入循环冷却水作为单媒介冷媒甲。第四多态冷热能回收转移装置模块A4处于停开备用状态，没有对排放烟气进行二次再热，其他与实施例一相同。

在本实施例中，高温原烟气1温度为272℃，烟气表压-1.9kPaG,烟气流量46000Nm^3/h，SOx含1440mg/Nm^3,NOx含量28.7mg/Nm^3，粉尘含量48.2 mg/Nm^3。

烟囱排放烟气在CEMS监控的排放烟气温度为129℃，压力-2.0kPaG，SOx含量4.45mg/Nm^3，NOx含量22.12mg/Nm^3，粉尘颗粒物含量4.11 mg/Nm^3；在冬季环境温度-22℃下，烟囱周边500m半径范围内排放烟气无“飘雨”、无“白龙”且地面无“结冰”。

实施例四

含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色装置，包括与高温原烟气1的入口处相连的第一多态冷热能回收转移装置模块A1，与第一多态冷热能回收转移装置模块A1热程出口连通的第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1，与第一多态冷热能回收转移装置模块A1冷程出口连通的第四多态冷热能回收转移装置模块A4，与第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1出口连通的第二多态冷热能回收转移装置模块A2和第一多态羽叶分离装置模块C1，与第一多态羽叶分离装置模块C1气流出口连通的第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2，与第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2出口连通的第二多态羽叶分离装置模块C2，与第二多态羽叶分离装置模块C2出口连通的第三多态冷热能回收转移装置模块A3，与第三多态冷热能回收转移装置模块A3的热程出口连通的第三多态羽叶分离装置模块C3，与第三多态羽叶分离装置模块C3入口连通的第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3，第三多态羽叶分离装置模块C3与第一多态冷热能回收转移装置模块A1冷程入口连通，第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1与第二多态冷热能回收转移装置模块A2的热程入口连通。

第一多态冷热能回收转移装置模块A1和第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1以及第一多态羽叶分离装置模块C1共设置有一组或者多组，第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2和第二多态羽叶分离装置模块C2共设置有一组或者多组。在本实施例中，第一多态冷热能回收转移装置模块A1、第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1、第一多态羽叶分离装置模块、第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2以及第二多态羽叶分离装置模块C2均设置有一组。

实施例五

参照图2，含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，包括对烟气进行的移热过程、气液固分离过程以及再热过程，实现烟气处理过程的装置包括第一多态冷热能回收转移装置模块A1、第二多态冷热能回收转移装置模块A2、第三多态冷热能回收转移装置模块A3、第四多态冷热能回收转移装置模块A4、多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块以及多态羽叶分离装置模块。

高温原烟气1经过第一多态冷热能回收转移装置A1和第三多态冷热能回收转移装置A3之后会得到大幅度降温，经过降温之后的烟气在多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块以及多态羽叶分离装置模块内部完成脱硫脱硝除尘的过程，这样可以实现烟气的消雨除冰；之后烟气会再次进入到第一多态冷热能回收转移装置A1中作为载体与高温原烟气1进行换热，大幅度升温获得热干烟气9，热干烟气9进入第四多态冷热能回收转移装置模块A4的冷程，热干烟气9在第四多态冷热能回收转移装置模块A4中再次升温之后进行排放，第一多态冷热能回收转移装置A1以及第四多态冷热能回收转移装置模块A4能够实现烟气的消色过程，这样就完成了高温原烟气1的消除除冰消色的完整过程；烟气经过多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块以及多态羽叶分离装置模块之后会产生一些循环热浆液，将循环热浆液通入到第二多态冷热能回收转移装置模块A2中，能够实现对循环热浆液内部热量的回收。

本发明的实施效果：

1、关于烟气排放污染物强制指标达标稳定性：以重催装置烟气污染物排放为例，最新版国家标准《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）规定，重催装置烟气排放颗粒物含量≮30mg/Nm^3、SO2≮50mg/Nm^3、NOx≮100mg/Nm^3。但国内外为数不少的重催装置、硫磺装置、循环流化床燃煤锅炉烟气污染物排放不达标，有的装置烟气污染物指标不稳定时有超标。本发明通过含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色装置，不仅烟气排放污染物都能达标，且能实现长周期稳定达标，监控数据直接连续实时发送至环保监管部门接受监察。

2、关于烟囱排放烟气消雨除冰：本发明通过含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰 消色装置，不仅烟气排放污染物都能实现长周期稳定达标，且烟气消雨除冰效果好。检查考 核人员随时走到烟囱设施现场，地面干燥，对于北方区域企业在冬季烟囱装置周边地面、管 廊和仪表线路不见结冰或挂冰而存在危及人员作业安全和设备正常安全运行情形，满意解决 企业和现场操作人员心头之患。

3、关于烟囱排放烟气消色：与烟气消雨除冰类似，本发明通过含羽叶旋喷热转移技 术的烟气消雨除冰消色装置，不仅烟气排放污染物都能实现长周期稳定达标，烟气消雨除冰 效果好，并且烟气再热消耗的外源性热功占烟气再热总热功的比率均不到20％远低于目前国 内外对应40％-50％比率，在完全可以接受的外源性低能耗前提下有效实现烟气消色。工艺 考核人员在对采用本发明进行现场考核过程中，看到起烟囱口没有一丁点有色烟羽，仅凭视 觉尚以为装置处于停车状态；当走进装置现场听到设备隆隆运转声音，才能意识到装置处于 正常投运中，满意解决烟气消色问题，且外源性热耗远低于目前国内外烟气消色工艺能耗。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，其特征在于：包括以下步骤：

移热：使用第一多态冷热能回收转移装置模块A1、第二多态冷热能回收转移装置模块A2和第三多态冷热能回收转移装置模块A3对烟气进行降温；

气液固分离：使用多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块以及多态羽叶分离装置模块对经过移热过程之后的烟气进行脱硫脱硝脱尘以及除湿，实现烟气消雨除冰，促进烟气消色，获得满足排放标准的冷干烟气(8)的过程；

再热：使用第一多态冷热能回收转移装置模块A1对冷干烟气(8)进行再热升温获得热干烟气(9)，使用第四多态冷热能回收转移装置模块A4对热干烟气(9)进行再热升温以最终实现烟气消色工艺目的的过程。

2.根据权利要求1所述的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，其特征在于：所述气液固分离过程包括：

预除湿过程：一次或者多次使用第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1内部的循环冷浆液对进入的烟气实施气液固分离、使用第一多态羽叶分离装置模块C1对经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1的烟气实施动力学要素分配及预除湿，最终获得第二中常温湿烟气(4)；

高效除湿过程：一次或者多次经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1和第一多态羽叶分离装置模块C1的第二中常温湿烟气(4)，经过第三多态冷热能回收转移装置模块A3之后， 与第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3补加液态冷媒乙(10)而获得的喷淋冷媒乙(101)进行洗脱和降温，然后进入到第三多态羽叶分离装置模块C3完成精细高效除湿，并且在抗堵塞、低压降下完成气液固分离获得冷干烟气(8)。

3.根据权利要求2所述的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，其特征在于：所述气液固分离过程还包括位于预除湿过程和高效除湿过程之间的预聚结除湿过程，一次或者多次经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1和第一多态羽叶分离装置模块C1以及一次或者多次经过第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2和第二多态羽叶分离装置模块C2的烟气，第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2以循环冷浆液对烟气实施气液固分离，第二多态羽叶分离装置模块C2对烟气实施预聚结除湿，获得第三常温湿烟气(7)，之后烟气进入到第三多态冷热能回收转移装置模块A3。

4.根据权利要求3所述的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，其特征在于：所述高温原烟气(1)经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块A1降温之后获得中温烟气(2)，中温烟气(2)经热能再回收之后转变为中常温烟气(21)，中常温烟气(21)依次经过第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1、第一多态羽叶分离装置模块C1、第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2、第二多态羽叶分离装置模块C2和第三多态冷热能回收转移装置模块A3，然后在第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3的配合下经过第三多态羽叶分离装置模块C3，完成多次脱硫脱硝，移热，除湿并除去颗粒物形成冷干烟气(8)，以实现工艺要求的烟气气液固分离目的。

5.根据权利要求4所述的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，其特征在于：烟气经过第二多态羽叶分离装置模块C2之后从第三多态冷热能回收转移装置模块A3的热程入口进入到第三多态冷热能回收转移装置模块A3内部，第三多态冷热能回收转移装置模块A3的冷程入口通入补加冷媒甲(11)，补加冷媒甲(11)与烟气在第三多态冷热能回收转移装置模块A3完成热交换之后转化成冷程出口的第一工艺冷媒甲(111)进入第二多态冷热能回收转移装置模块A2。

6.根据权利要求5所述的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，其特征在于：由第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1、第一多态羽叶分离装置模块C1、第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2、第二多态羽叶分离装置模块C2、第三多态冷热能回收转移装置模块A3和第三多态羽叶分离装置模块C3形成的循环热浆液汇合流，进入第二多态冷热能回收转移装置模块A2的热程入口，与进入第二多态冷热能回收转移装置模块A2冷程中的第一工艺冷媒甲(111)换热，冷程中的第一工艺冷媒甲(111)吸热转变为第一工艺热媒甲(112)和外排热媒甲(113)，第一工艺热媒甲(112)并入冷干烟气(8)，而外排热媒甲(113)外排热利用；第三多态羽叶分离装置模块C3气相出口的冷干烟气(8)与第一工艺热媒甲(112)混合后进入第一多态冷热能回收转移装置模块A1冷程，吸收热程中流动的高温原烟气(1)热能升温转变为热干烟气(9)。

7.根据权利要求1所述的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色工艺，其特征在于：高温原烟气(1)处理的工艺过程受控于控制系统系统模块，控制系统系统模块包括：

DCS系统模块：用于调控系统运行参数；

CEMS烟气排放控制系统模块：用于监控排放烟气、第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1和浆液外排等节点，还可延伸应用到其它模块和工艺节点。

8.含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色装置，其特征在于：包括与高温原烟气(1)的入口处相连的第一多态冷热能回收转移装置模块A1和第四多态冷热能回收转移装置模块A4，与第一多态冷热能回收转移装置模块A1冷程入口连通的第三多态羽叶分离装置模块C3和第二多态冷热能回收转移装置模块A2，与第三多态羽叶分离装置模块C3入口连通的第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3和第三多态冷热能回收转移装置模块A3，与第三多态冷热能回收转移装置模块A3入口连通的第二多态羽叶分离装置模块C2，与第二多态羽叶分离装置模块C2入口连通的第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2，与第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2入口连通的第一多态羽叶分离装置模块C1，与第一多态羽叶分离装置模块C1入口连通的第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1，并且第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1与第一多态冷热能回收转移装置模块A1连接。

9.根据权利要求8所述的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色装置，其特征在于：第一多态冷热能回收转移装置模块A1、第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1以及第一多态羽叶分离装置模块C1共设置有一组或者多组，第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1连通在第一多态冷热能回收转移装置模块A1的下游，第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1与第二多态冷热能回收转移装置模块A2的热程入口连通，第一多态羽叶分离装置模块C1连通在第一多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B1的下游，第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2连通在第一多态羽叶分离装置模块C1的下游，第二多态羽叶分离装置模块C2连通在第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2的下游，第三多态冷热能回收转移装置模块A3连通在第二多态羽叶分离装置模块C2的下游，第三多态羽叶分离装置模块C3连通在第三多态冷热能回收转移装置模块A3的下游，第三多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B3出口与第三多态羽叶分离装置模块C3液相入口连通。

10.根据权利要求9所述的含羽叶旋喷热转移技术的烟气消雨除冰消色装置，其特征在于：第二多态旋喷洗涤除尘脱硫装置模块B2和第二多态羽叶分离装置模块C2共设置有一组或者多组。

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