CN113371772A - 一种兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，包括脱硫塔、第一、第二热交换器、吸收式热泵、闪蒸器、冷凝器、废液循环泵、导热油循环泵以及多个电动阀门；工作时，利用高温烟气加热导热油，将导热油加热至高温后作为吸收式热泵的高温热源，降温后的烟气进入脱硫塔，脱硫产生的废液一部分作为吸收式热泵的低温热源；高温导热油驱动吸收式热泵制备供热热水，降温后的的导热油加热另一部分废液，加热后的废液进入闪蒸器进行闪蒸提浓，闪蒸过后的高温蒸汽将吸收式热泵制备的热水二次加热，加热后的水作为供热用水。本发明布局紧凑，可实现高温烟气的有效回收，并用于提浓脱硫废水与供热，既降低了脱硫废水处理的成本，又降低了供热的成本。
Description
技术领域
本发明涉及电厂环保设备领域，尤其涉及一种兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统。
背景技术
目前，多数电厂采用的都是湿法脱硫。在湿法脱硫过程中将会产生脱硫废水，国内的脱硫废水浓缩处理主要采用膜浓缩、热法浓缩和烟气浓缩技术路线。其中膜浓缩方式膜易堵塞、其更换和投资成本高。热法浓缩的MED和MVR技术需要采用高品质生蒸汽作为热源，且MVR技术需要消耗大量电能，运行成本极高。烟气浓缩技术因采用高温烟气，蒸发量不宜过大，不适用于处理大水量的场合。同时，电厂在发电过程中存在大量的余废热，譬如锅炉的烟气，烟气的温度大概在150℃左右，有很高的利用价值。
所以本发明在解决上述电厂所存在的问题，提出了一种兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，本发明有效的回收高温烟气余热，即可起到提浓脱硫废水的目的，又可以起到供热的目的，发明将余热回收和环保有机的结合在一起，一方面降低了脱硫废水处理的成本，另一方面降低了供热的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，以高沸点的导热油作为载热介质，利用高温烟气加热导热油，高温导热油可作为吸收式热泵的高温热源，脱硫废液作为低温热源，高温导热油驱动吸收式热泵制备热水，降温后的导热油来加热脱硫废液，加热后的脱硫废液进入闪蒸器可以更好地进行低温闪蒸提浓，闪蒸产生的高温蒸汽将吸收式热泵制备的热水进一步加热，本发明一方面降低了脱硫废水处理的成本，另一方面降低了供热的成本；解决上述脱硫废水处理工艺复杂且能耗高的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，包括脱硫塔、第一热交换器、吸收式热泵、第二热交换器、闪蒸器和冷凝器，所述第一热交换器高温侧的烟气进口侧与原烟气管道相连，第一热交换器高温侧的烟气出口侧与所述脱硫塔的烟气入口相连，所述脱硫塔的净烟气出口与净烟气管道相连，所述脱硫塔的废液出口与废液管道相连，所述废液管道分别与所述第二热交换器和所述吸收式热泵相连，所述吸收式热泵的蒸发器废液出口与废液排出管道相连；所述第一热交换器的低温侧、所述吸收式热泵的发生器与所述第二热交换器的高温侧通过管道连通形成一个散热循环；
所述吸收式热泵的冷凝器进水口与供热回水管道相连，吸收式热泵的吸收器出水口与所述冷凝器的进水口相连，冷凝器的出水口与供热供水管道相连；
所述废液管道与所述第二热交换器连接的管道上安装有废液循环泵，所述废液循环泵与第二热交换器低温侧的进液口相连，第二热交换器低温侧的废液出口与所述闪蒸器的进液口相连，所述闪蒸器的废液出口和废液循环泵相连，所述闪蒸器的排污口与浓浆液排出管道相连；
所述闪蒸器的蒸汽出口与所述冷凝器的水蒸气进口相连，所述冷凝器的排气口与室外空气管道相连，冷凝器的冷凝水出液口与凝结水排出管道相连。
进一步的，所述第一热交换器和所述第二热交换器的连通管道上设置有导热油循环泵，所述导热油循环泵与第一热交换器低温侧的进油口相连，第一热交换器低温侧的出油口与吸收式热泵的发生器的进油口相连，吸收式热泵的发生器出油口与第二热交换器高温侧的进油口相连，第二热交换器高温侧的出油口与所述导热油循环泵相连。
进一步的，所述浓浆液排出管道上安装有电动阀门，所述凝结水排出管道上安装有电动阀门。
进一步的，所述室外空气管道上安装有真空泵，所述真空泵为所述冷凝器的排气提供动力。
进一步的，所述第一热交换器采用烟气-导热油热交换器，所述第二热交换器采用导热油-废液热交换器。
进一步的，所述脱硫塔出来的脱硫废液一部分作为吸收式热泵的低温热源对供热回水进行第一次加热，另一部分脱硫废液通过所述第二热交换器进行加热后进入所述闪蒸器中闪蒸提浓。
进一步的，所述第一热交换器、吸收式热泵、第二热交换器和导热油循环泵形成一个导热油自循环通道，导热油经导热油管道进入第一换热器中，高温烟气对导热油进行加热，高温导热油作为的高温热源进入所述吸收式热泵中并释放热量，降温后的导热油经过第二热交换器、导热油循环泵回流至第一热交换器中；经过所述第二热交换器时对另一部分脱硫废液进行加热，加热后的脱硫废液进入所述闪蒸器中进行闪蒸提浓处理；所述闪蒸器内的闪蒸过程产生浓浆液、高浓度溶液和高温蒸汽：其中浓浆液通过所述浓浆液排出管道排出，高浓度溶液通过废液管道回流至所述废液循环泵中再次循环，高温蒸汽从顶部流出通过管道进入所述冷凝器中，并进一步加热从吸收式热泵出来的供热回水，冷凝后的凝结液通过所述凝结水排出管道排出，冷却后的空气在真空泵的作用下通过室外空气管道排到室外；从管道进来的供热回水在所述冷凝器中第二次加热加热后通过供热供水管道流出至供热端。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明提出了一种兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，首先，采用高沸点导热油作为热源载热质，在常压下可以获得很高的操作温度，可以大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性。
其次，该系统用加热后的导热油作为吸收式热泵的高温热源，脱硫废液作为其低温热源，高温导热油驱动吸收式热泵制备热水，降低了供热成本；同时，用降温后的导热油的来加热另一部分脱硫废液，加热后的脱硫废液提高闪蒸效果，便于降低脱硫废液的处理成本，实现了高能高用、低能低用、温度对口的能量梯级利用的节能理念。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统示意图；
附图标记说明：1、脱硫塔；2、第一热交换器；3、吸收式热泵；4、第二热交换器；5、闪蒸器；6、冷凝器；7、真空泵；8、废液循环泵；9、导热油循环泵；5-1、电动阀门；6-1、电动阀门；13、高温烟气管道；12、净烟气管道；11、废液排除管道；14、供热回水管道；15、供热供水管道；16、浓浆液排出管道；17、凝结水排出管道；18、室外空气管道；10、废液管道。
具体实施方式
如图1所示，一种兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，包括脱硫塔1、第一热交换器2、吸收式热泵3、第二热交换器4、闪蒸器5和冷凝器6，所述第一热交换器2高温侧的烟气进口侧与原烟气管道13相连，第一热交换器2高温侧的烟气出口侧与所述脱硫塔1的烟气入口相连，所述脱硫塔1的净烟气出口与净烟气管道12相连，所述脱硫塔1的废液出口与废液管道10相连，所述废液管道10分别与所述第二热交换器4和所述吸收式热泵3相连，所述吸收式热泵3的蒸发器废液出口与废液排出管道11相连；
所述第一热交换器2的低温侧、所述吸收式热泵3的发生器与所述第二热交换器4的高温侧通过管道连通形成一个散热循环；
所述吸收式热泵3的冷凝器进水口与供热回水管道14相连，吸收式热泵3的吸收器出水口与所述冷凝器6的进水口相连，冷凝器6的出水口与供热供水管道15相连；具体的，吸收式热泵3上包括冷凝器、蒸发器、发生器和吸收器，工作时，供热回水先进入吸收式热泵的冷凝器然后进入吸收式热泵的吸收器，最后再从吸收器里出来。
所述废液管道10与所述第二热交换器4连接的管道上安装有废液循环泵8，所述废液循环泵8与第二热交换器4低温侧的进液口相连，第二热交换器4低温侧的废液出口与所述闪蒸器5的进液口相连，所述闪蒸器5的废液出口和废液循环泵8相连，所述闪蒸器5的排污口与浓浆液排出管道16相连；
所述闪蒸器5的蒸汽出口与所述冷凝器6的水蒸气进口相连，所述冷凝器6的排气口与室外空气管道18相连，冷凝器6的冷凝水出液口与凝结水排出管道17相连。具体的，所述第一热交换器2采用烟气-导热油热交换器，所述第二热交换器4采用导热油-废液热交换器。
所述第一热交换器2和所述第二热交换器4的连通管道上设置有导热油循环泵9，所述导热油循环泵9与第一热交换器2低温侧的进油口相连，第一热交换器2低温侧的出油口与吸收式热泵3的发生器的进油口相连，吸收式热泵3的发生器出油口与第二热交换器4高温侧的进油口相连，第二热交换器4高温侧的出油口与所述导热油循环泵9相连。
所述浓浆液排出管道16上安装有电动阀门5-1，所述凝结水排出管道17上安装有电动阀门6-1。所述室外空气管道18上安装有真空泵7，所述真空泵7为所述冷凝器6的排气提供动力。
具体的，所述脱硫塔1出来的脱硫废液一部分作为吸收式热泵3的低温热源对供热回水进行第一次加热，另一部分脱硫废液通过所述第二热交换器4进行加热后进入所述闪蒸器5中闪蒸提浓。
本发明的工作过程如下：
首先，高温烟气的余热回收和脱硫过程，高温烟气经高温烟气管道13进入第一换热器2即烟气-导热油热交换器的高温侧，在烟气-导热油热交换器的高温侧充分加热导热油，降温后的烟气通过烟气管道进入脱硫塔1中，烟气在脱硫塔1中充分脱硫形成脱硫废液与净烟气，净烟气通过净烟气管道12排出，脱硫废液通过废液管道10排出；
其次，脱硫废液的利用一：一部分废液的余热利用，所述脱硫塔1排出一部分废液进入所述吸收式热泵3的蒸发器中，作为吸收式热泵3的低温热源，该部分废液换完热后经废液排出管道11排出；
再有，导热油的循环过程，导热油经导热油管道进入第一换热器2(烟气-导热油热交换器)的低温侧并被高温烟气加热，加热后的高温导热油作为吸收式热泵3的高温热源驱动吸收式热泵3制备热水，从所述吸收式热泵3出来的降温后的导热油经导热油管道进入所述第二换热器4(导热油-废液热交换器)中并加热另一部分废液，加热完废液的导热油进入所述导热油循环泵9中，从所述导热油循环泵9出来的导热油再次返回所述烟气/导热油热交换器2中，以此形成一个循环。
然后，脱硫废液的利用二：通过废液管道10排出的另一部分废液通过所述废液循环泵8、相连通的管道进入第二换热器4(导热油/废液热交换器)的低温侧中被导热油加热，加热后的废液通过管道进入闪蒸器5；
闪蒸器的工作过程，加热的废液在闪蒸器5中进行闪蒸，被加热的废液可以在闪蒸器5中更好地闪蒸，闪蒸过程后产生浓浆液、高浓度溶液和高温蒸汽：其中浓浆液通过闪蒸器5底部的浓浆液排出管道16排出，高浓度溶液通过废液管道回流至所述废液循环泵8中再次循环，高温蒸汽从顶部流出通过管道进入冷凝器6中，并进一步加热从吸收式热泵3出来的热水，冷凝后的凝结液通过凝结水排出管道17排出，而产生的冷却后的空气在真空泵7的作用下通过室外空气管道18排到室外。
其中，吸收式热泵3出来的热水的流动过程，供热回水通过供热回水管道14进入吸收式热泵3中进行换热，供热回水在吸收式热泵3首次换完热后，通过管道进入冷凝器6中被闪蒸器产生的高温蒸汽二次加热，两次加热后的供热水通过供热供水管道15输出，并用于供热作业。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，其特征在于：包括脱硫塔(1)、第一热交换器(2)、吸收式热泵(3)、第二热交换器(4)、闪蒸器(5)和冷凝器(6)，所述第一热交换器(2)高温侧的烟气进口侧与原烟气管道(13)相连，第一热交换器(2)高温侧的烟气出口侧与所述脱硫塔(1)的烟气入口相连，所述脱硫塔(1)的净烟气出口与净烟气管道(12)相连，所述脱硫塔(1)的废液出口与废液管道(10)相连，所述废液管道(10)分别与所述第二热交换器(4)和所述吸收式热泵(3)相连，所述吸收式热泵(3)的蒸发器废液出口与废液排出管道(11)相连；
所述第一热交换器(2)的低温侧、所述吸收式热泵(3)的发生器与所述第二热交换器(4)的高温侧通过管道连通形成一个散热循环；
所述吸收式热泵(3)的冷凝器进水口与供热回水管道(14)相连，吸收式热泵(3)的吸收器出水口与所述冷凝器(6)的进水口相连，冷凝器(6)的出水口与供热供水管道(15)相连；
所述废液管道(10)与所述第二热交换器(4)连接的管道上安装有废液循环泵(8)，所述废液循环泵(8)与第二热交换器(4)低温侧的进液口相连，第二热交换器(4)低温侧的废液出口与所述闪蒸器(5)的进液口相连，所述闪蒸器(5)的废液出口和废液循环泵(8)相连，所述闪蒸器(5)的排污口与浓浆液排出管道(16)相连；
所述闪蒸器(5)的蒸汽出口与所述冷凝器(6)的水蒸气进口相连，所述冷凝器(6)的排气口与室外空气管道(18)相连，冷凝器(6)的冷凝水出液口与凝结水排出管道(17)相连。
2.根据权利要求1所述的兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，其特征在于：所述第一热交换器(2)和所述第二热交换器(4)的连通管道上设置有导热油循环泵(9)，所述导热油循环泵(9)与第一热交换器(2)低温侧的进油口相连，第一热交换器(2)低温侧的出油口与吸收式热泵(3)的发生器的进油口相连，吸收式热泵(3)的发生器出油口与第二热交换器(4)高温侧的进油口相连，第二热交换器(4)高温侧的出油口与所述导热油循环泵(9)相连。
3.根据权利要求1所述的兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，其特征在于：所述浓浆液排出管道(16)上安装有电动阀门(5-1)，所述凝结水排出管道(17)上安装有电动阀门(6-1)。
4.根据权利要求1所述的兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，其特征在于：所述室外空气管道(18)上安装有真空泵(7)，所述真空泵(7)为所述冷凝器(6)的排气提供动力。
5.根据权利要求1所述的兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，其特征在于：所述第一热交换器(2)采用烟气-导热油热交换器，所述第二热交换器(4)采用导热油-废液热交换器。
6.根据权利要求1所述的兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，其特征在于：所述脱硫塔(1)出来的脱硫废液一部分作为吸收式热泵(3)的低温热源对供热回水进行第一次加热，另一部分脱硫废液通过所述第二热交换器(4)进行加热后进入所述闪蒸器(5)中闪蒸提浓。
7.根据权利要求6所述的兼备烟气余热回收功能的提浓脱硫废水系统，其特征在于：所述第一热交换器(2)、吸收式热泵(3)、第二热交换器(4)和导热油循环泵(9)形成一个导热油自循环通道，导热油经导热油管道进入第一换热器(2)中，高温烟气对导热油进行加热，高温导热油作为的高温热源进入所述吸收式热泵(3)中并释放热量，降温后的导热油经过第二热交换器(4)、导热油循环泵(9)回流至第一热交换器(2)中；经过所述第二热交换器(4)时对另一部分脱硫废液进行加热，加热后的脱硫废液进入所述闪蒸器(5)中进行闪蒸提浓处理；
所述闪蒸器(5)内的闪蒸过程产生浓浆液、高浓度溶液和高温蒸汽：其中浓浆液通过所述浓浆液排出管道(16)排出，高浓度溶液通过废液管道回流至所述废液循环泵(8)中再次循环，高温蒸汽从顶部流出通过管道进入所述冷凝器(6)中，并进一步加热从吸收式热泵(3)出来的供热回水，冷凝后的凝结液通过所述凝结水排出管道(17)排出，冷却后的空气在真空泵(7)的作用下通过室外空气管道(18)排到室外；从管道进来的供热回水在所述冷凝器(6)中第二次加热加热后通过供热供水管道(15)流出至供热端。
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