CN112902208A - 利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统及方法，锅炉内的烟气经过一级省煤器降温后连接至空气预热器的烟气入口，空气预热器的烟气出口连接至除尘器的烟气入口，除尘器的烟气出口连接至溴化锂吸收制冷机组的烟气入口，溴化锂吸收制冷机组的烟气出口连接至烟气冷却洗涤塔下段的烟气入口，在烟气冷却洗涤塔内经上、下两段循环洗涤液喷淋冷却后的低温烟气由塔顶出来去后续吸附工段。本发明充分利用除尘后烟气携带的余热为溴化锂吸收制冷机组提供所需热量，制取的冷冻水用于烟气降温，能量利用充分，减少了电能消耗，从而降低了烟气环保处理的运行费用，具有显著的经济效益。

Description

利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统及方法
技术领域
本发明属于烟气污染物治理净化技术领域，具体涉及一种利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统及方法。
背景技术
常规的烟气多污染物脱除系统中烟气冷却一般可采用直接水冷、间接水冷或间接空冷及自然冷却等方式，直接水冷分为两种办法，一种直接向高温烟气中喷水，可采用专门的喷雾冷却塔，冷却塔的断面风速通常为2-3.5米/秒，还有一种办法是使用冷却水管路，安设于运送气体的管道中，这种办法冷却能力强，占用空间较小，但是直接水冷方法冷却水循环量大，能耗高，且不能将烟气冷却至更低的目标温度。
间接水冷或空冷方法一般是在烟气流通管道上安设换热器，一侧流通烟气，另外一侧流通冷却水或空气，这些冷却介质多采用泵或风机驱动形成强制对流换热，该方法冷却系数较小，换热端差大，占用空间较大，换热器对抗腐蚀性能要求高。
自然冷却一般加长运送气体的管道长度，管道与周围空气的对流与辐射散热效果而使气体冷却，多用于金属管道，为加长冷却面积烟气管道多设置为s型，这种办法简略，冷却更弱，占用的空间更大，通常用在对降温效果要求不高的场合。
发明内容
为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统及方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，包括锅炉、一级省煤器、空气预热器、除尘器、溴化锂吸收制冷机组、冷冻水调节阀、下段循环泵、下段冷却水换热器、下段冷冻水换热器、上段循环泵、上段低温制冷机组及烟气冷却洗涤塔；
所述锅炉的烟道中设置有一级省煤器，锅炉的烟道出口连接至空气预热器的烟气入口，所述空气预热器的烟气出口与除尘器的烟气入口连通，所述除尘器的烟气出口与溴化锂吸收制冷机组的烟气入口连通，所述溴化锂吸收制冷机组的烟气出口与烟气冷却洗涤塔下段的烟气入口连通，所述烟气冷却洗涤塔顶部的低温烟气出口连接至后续吸附工段；
所述烟气冷却洗涤塔的底部洗涤液出口与下段冷却水换热器的洗涤液入口连通，下段冷却水换热器的洗涤液出口与下段冷冻水换热器的洗涤液入口连通，下段冷冻水换热器的洗涤液出口与烟气冷却洗涤塔的下段洗涤液入口连通；
所述烟气冷却洗涤塔的上段喷淋液出口与上段低温制冷机组的喷淋液入口连通，上段低温制冷机组的喷淋液出口与烟气冷却洗涤塔的上段喷淋液入口连通；
冷冻水经溴化锂吸收制冷机组降温后分为两路，一路与下段冷冻水换热器的冷冻水入口连通，另外一路与上段低温制冷机组的冷冻水入口连通，上段低温制冷机组的冷冻水出口与下段冷冻水换热器的冷冻水出口汇总为一路与溴化锂吸收制冷机组的冷冻水入口连通。
进一步地，所述烟气冷却洗涤塔的底部洗涤液出口与下段循环泵的洗涤液入口连通，下段循环泵的洗涤液出口与下段冷却水换热器的洗涤液入口连通。
进一步地，所述烟气冷却洗涤塔的上段喷淋液出口与上段循环泵的喷淋液入口连通，上段循环泵的喷淋液出口与上段低温制冷机组的喷淋液入口连通。
进一步地，所述上段低温制冷机组设置有循环冷却水的进口与出口。
进一步地，所述烟气冷却洗涤塔采用填料塔。
进一步地，所述烟气冷却洗涤塔设置为两段，所述烟气冷却洗涤塔的两段之间采用升气帽连通。
进一步地，所述空气预热器上设置有冷空气进口及热空气出口。
进一步地，所述溴化锂吸收制冷机组的冷冻水出口与下段冷冻水换热器的冷冻水入口之间设置有冷冻水调节阀。
利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却方法，锅炉炉膛产生的烟气经过一级省煤器、空气预热器先后降温并经除尘器除尘后，进入溴化锂吸收制冷机组，为其提供制取冷冻水所需的热量，同时进一步降温后进入烟气冷却洗涤塔进行喷淋冷却、深度降温；冷冻水经溴化锂吸收制冷机组降温后分为两路，一路去下段冷冻水换热器用于将烟气冷却洗涤塔下段洗涤液降温至目标温度，另外一路去上段低温制冷机组用于冷却制冷剂，两路冷冻水汇总为一路返回溴化锂吸收制冷机组的冷冻水入口，烟气在烟气冷却洗涤塔中的深度降温分为上下两段，下段的洗涤液用于将烟气冷却至5～10℃，上段的喷淋液用于将烟气冷却至-20～-5℃，冷却后的低温烟气由烟气冷却洗涤塔顶部出来去后续吸附工段。
进一步地，所述上段低温制冷机组设置有循环冷却水的进口与出口，上段低温制冷机组所需的冷量由溴化锂吸收制冷机组富余的冷冻水和外界的循环冷却水配合提供。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明适用于燃煤电厂等烟气污染物的处理，锅炉炉膛产生的烟气经过一级省煤器、空气预热器先后降温并经除尘器除尘后，进入溴化锂吸收制冷机组，为其提供制取冷冻水所需的热量，同时进一步降温后进入烟气冷却洗涤塔进行喷淋冷却、深度降温，该方法充分利用了烟气携带的余热，具有显著的节能效果并能够减少装置的直接运行费用，冷冻水经溴化锂吸收制冷机组降温后分为两路，一路去下段冷冻水换热器用于将喷淋塔下段洗涤液降温至目标温度，另外一路去上段低温制冷机组用于冷却制冷剂，两路冷冻水汇总为一路返回溴化锂吸收制冷机组的冷冻水入口；烟气在烟气冷却洗涤塔中的深度降温分为上下两段，下段的洗涤液用于将烟气冷却至5～10℃，上段的喷淋液用于将烟气冷却至-20～-5℃，上下两段循环是独立的，动力分别由各自的循环泵提供。
进一步地，去下段冷冻水换热器的冷冻水量由冷冻水调节阀控制。
进一步地，上段低温制冷机组所需的冷量可由溴化锂吸收制冷机组富余的冷冻水和外界的循环冷却水配合提供。
附图说明
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统示意图。
其中，1、锅炉；2、一级省煤器；3、空气预热器；4、除尘器；5、溴化锂吸收制冷机组；6、冷冻水调节阀；7、下段循环泵；8、下段冷却水换热器；9、下段冷冻水换热器；10、上段循环泵；11、上段低温制冷机组；12、烟气冷却洗涤塔。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式做进一步详细描述：
如图1所示，一种利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，包括锅炉1、一级省煤器2、空气预热器3、除尘器4、溴化锂吸收制冷机组5、冷冻水调节阀6、下段循环泵7、下段冷却水换热器8、下段冷冻水换热器9、上段循环泵10、上段低温制冷机组11及烟气冷却洗涤塔12。
所述锅炉1炉膛产生的烟气经过一级省煤器2降温后连接至空气预热器3的烟气入口，空气预热器3的烟气出口连接至除尘器4的烟气入口，除尘器4的烟气出口连接至溴化锂吸收制冷机组5的烟气入口，溴化锂吸收制冷机组5的烟气出口连接至烟气冷却洗涤塔12下段的烟气入口连通，烟气冷却洗涤塔12顶部出来的低温烟气去后续吸附工段；所述烟气冷却洗涤塔12的底部洗涤液出口连接至下段循环泵7的洗涤液入口，下段循环泵7的洗涤液出口连接至下段冷却水换热器8的洗涤液入口，下段冷却水换热器8的洗涤液出口连接至下段冷冻水换热器9的洗涤液入口，下段冷冻水换热器9的洗涤液出口连接至烟气冷却洗涤塔12的下段洗涤液入口；所述烟气冷却洗涤塔12的上段喷淋液出口连接至上段循环泵10的喷淋液入口，上段循环泵10的喷淋液出口连接至上段低温制冷机组11的喷淋液入口，上段低温制冷机组11的喷淋液出口连接至烟气冷却洗涤塔12的上段喷淋液入口；所述冷冻水经溴化锂吸收制冷机组5降温后分为两路，一路经过冷冻水调节阀6连接至下段冷冻水换热器9的冷冻水入口，另外一路连接至上段低温制冷机组11的冷冻水入口，上段低温制冷机组11的冷冻水出口连接至下段冷冻水换热器9的冷冻水出口，两路冷冻水汇总为一路后连接至溴化锂吸收制冷机组5的冷冻水入口；所述上段低温制冷机组11设置有循环冷却水的进口与出口；所述烟气冷却洗涤塔12一般采用填料塔，设置为两段，两段之间采用升气帽连通。
工作时，锅炉1炉膛产生的烟气经过一级省煤器2、空气预热器3先后降温并经除尘器4除尘后，进入溴化锂吸收制冷机组5，为其提供制取冷冻水所需的热量，同时进一步降温后进入烟气冷却洗涤塔12进行喷淋冷却、深度降温；冷冻水经溴化锂吸收制冷机组5降温后分为两路，一路去下段冷冻水换热器9用于将烟气冷却洗涤塔12下段洗涤液降温至目标温度，另外一路去上段低温制冷机组11用于冷却制冷剂，两路冷冻水汇总为一路返回溴化锂吸收制冷机组5的冷冻水入口，烟气在烟气冷却洗涤塔12中的深度降温分为上下两段，下段的洗涤液用于将烟气冷却至5～10℃，上段的喷淋液用于将烟气冷却至-20～-5℃，冷却后的低温烟气由烟气冷却洗涤塔12顶部出来去后续吸附工段。
本发明适用于电力等行业产生燃煤烟气中污染物包括SO2、SO3、NO、NO2、HCl、HF、Hg和VOCs等的联合脱除，溴化锂吸收制冷机组5利用除尘后的烟气余热作为热源，获取的冷冻水主要用于将喷淋塔下段先由循环冷却水冷却后的洗涤液降温至目标温度，富余部分用于上段低温制冷机组制冷剂的冷却，充分利用了烟气余热、减少了电能消耗，从而降低了烟气环保处理的运行费用，具有显著的经济效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，其特征在于，包括锅炉(1)、一级省煤器(2)、空气预热器(3)、除尘器(4)、溴化锂吸收制冷机组(5)、冷冻水调节阀(6)、下段循环泵(7)、下段冷却水换热器(8)、下段冷冻水换热器(9)、上段循环泵(10)、上段低温制冷机组(11)及烟气冷却洗涤塔(12)；
所述锅炉(1)的烟道中设置有一级省煤器(2)，锅炉(1)的烟道出口连接至空气预热器(3)的烟气入口，所述空气预热器(3)的烟气出口与除尘器(4)的烟气入口连通，所述除尘器(4)的烟气出口与溴化锂吸收制冷机组(5)的烟气入口连通，所述溴化锂吸收制冷机组(5)的烟气出口与烟气冷却洗涤塔(12)下段的烟气入口连通，所述烟气冷却洗涤塔(12)顶部的低温烟气出口连接至后续吸附工段；
所述烟气冷却洗涤塔(12)的底部洗涤液出口与下段冷却水换热器(8)的洗涤液入口连通，下段冷却水换热器(8)的洗涤液出口与下段冷冻水换热器(9)的洗涤液入口连通，下段冷冻水换热器(9)的洗涤液出口与烟气冷却洗涤塔(12)的下段洗涤液入口连通；
所述烟气冷却洗涤塔(12)的上段喷淋液出口与上段低温制冷机组(11)的喷淋液入口连通，上段低温制冷机组(11)的喷淋液出口与烟气冷却洗涤塔(12)的上段喷淋液入口连通；
冷冻水经溴化锂吸收制冷机组(5)降温后分为两路，一路与下段冷冻水换热器(9)的冷冻水入口连通，另外一路与上段低温制冷机组(11)的冷冻水入口连通，上段低温制冷机组(11)的冷冻水出口与下段冷冻水换热器(9)的冷冻水出口汇总为一路与溴化锂吸收制冷机组(5)的冷冻水入口连通。
2.根据权利要求1所述的利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，其特征在于，所述烟气冷却洗涤塔(12)的底部洗涤液出口与下段循环泵(7)的洗涤液入口连通，下段循环泵(7)的洗涤液出口与下段冷却水换热器(8)的洗涤液入口连通。
3.根据权利要求1所述的利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，其特征在于，所述烟气冷却洗涤塔(12)的上段喷淋液出口与上段循环泵(10)的喷淋液入口连通，上段循环泵(10)的喷淋液出口与上段低温制冷机组(11)的喷淋液入口连通。
4.根据权利要求1所述的利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，其特征在于，所述上段低温制冷机组(11)设置有循环冷却水的进口与出口。
5.根据权利要求1所述的利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，其特征在于，所述烟气冷却洗涤塔(12)采用填料塔。
6.根据权利要求5所述的利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，其特征在于，所述烟气冷却洗涤塔(12)设置为两段，所述烟气冷却洗涤塔(12)的两段之间采用升气帽连通。
7.根据权利要求1所述的利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，其特征在于，所述空气预热器(3)上设置有冷空气进口及热空气出口。
8.根据权利要求1所述的利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，其特征在于，所述溴化锂吸收制冷机组(5)的冷冻水出口与下段冷冻水换热器(9)的冷冻水入口之间设置有冷冻水调节阀(6)。
9.利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却方法，采用权利要求1所述的利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却系统，其特征在于，锅炉(1)炉膛产生的烟气经过一级省煤器(2)、空气预热器(3)先后降温并经除尘器(4)除尘后，进入溴化锂吸收制冷机组(5)，为其提供制取冷冻水所需的热量，同时进一步降温后进入烟气冷却洗涤塔(12)进行喷淋冷却、深度降温；冷冻水经溴化锂吸收制冷机组(5)降温后分为两路，一路去下段冷冻水换热器(9)用于将烟气冷却洗涤塔(12)下段洗涤液降温至目标温度，另外一路去上段低温制冷机组(11)用于冷却制冷剂，两路冷冻水汇总为一路返回溴化锂吸收制冷机组(5)的冷冻水入口，烟气在烟气冷却洗涤塔(12)中的深度降温分为上下两段，下段的洗涤液用于将烟气冷却至5～10℃，上段的喷淋液用于将烟气冷却至-20～-5℃，冷却后的低温烟气由烟气冷却洗涤塔(12)顶部出来去后续吸附工段。
10.根据权利要求9所述的利用烟气余热的多污染物一体化脱除冷却方法，其特征在于，所述上段低温制冷机组(11)设置有循环冷却水的进口与出口，上段低温制冷机组(11)所需的冷量由溴化锂吸收制冷机组(5)富余的冷冻水和外界的循环冷却水配合提供。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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