CN115738634A - 一种气动氨法脱硫脱碳一体化系统、方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动氨法脱硫脱碳一体化系统，所述系统包括脱硫脱碳塔、解析塔、MGGH换热系统、稀氨水储存罐、氧化罐、一级水洗水箱和二级水洗水箱，所述脱硫脱碳塔与解析塔、MGGH换热系统、稀氨水储存罐、氧化罐、一级水洗水箱和二级水洗水箱均相连接设置，所述MGGH换热系统、稀氨水储存罐均还与解析塔相连接设置。本系统利用氨水在同一装置内即可实现高效脱硫又可实现高效脱碳，使得SO2、CO2能同时被高效脱除，且系统之间无相互不利影响；另外，稀氨水吸收CO2过程会产生大量氨逃逸，逃逸氨随烟气进入脱硫系统水洗段，被水吸收，含有少量氨的水作为补水进入脱硫吸收系统，可减少吸收系统氨耗量。

Description

一种气动氨法脱硫脱碳一体化系统、方法及应用

技术领域

本发明属于环保设备技术领域，尤其是一种气动氨法脱硫脱碳一体化系统、方法及应用。

背景技术

根据国家“双碳”奋斗目标，急需研究有效减少碳排放和碳捕集技术。然而，锅炉、烧结等装置烟气排放CO₂量占据首位。我国需研究烟气中CO2捕集技术。但现有烟气排放系统均已建设湿法脱硫，而再新增建设CO₂捕集装置，将可能出现脱硫系统与脱碳系统相互影响情况发生。

稀氨水具有高效吸收CO₂能力，但因其较高氨逃逸原因，导致CO₂吸收溶液不选择物美价廉的稀氨水。因此亟需一种或多种相关的设备。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种气动氨法脱硫脱碳一体化系统、方法及应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种气动氨法脱硫脱碳一体化系统，所述系统包括脱硫脱碳塔、解析塔、MGGH换热系统、稀氨水储存罐、氧化罐、一级水洗水箱和二级水洗水箱，所述脱硫脱碳塔与解析塔、MGGH 换热系统、稀氨水储存罐、氧化罐、一级水洗水箱和二级水洗水箱均相连接设置，所述MGGH 换热系统、稀氨水储存罐均还与解析塔相连接设置。

进一步地，所述脱硫脱碳塔能够对待处理烟气进行脱硫和脱碳操作；所述解析塔能够对吸收CO₂后的氨水进行解析操作，释放出CO₂；所述MGGH换热系统能够给解析塔提供热量，且MGGH换热系统能够对待处理烟气进行降温操作；所述稀氨水储存罐内储存有稀氨水；所述氧化罐内能够储存SO2吸收液，并完成吸收液氧化操作；所述一级水洗水箱和二级水洗水箱内均储存有待使用水洗液。

进一步地，所述脱硫脱碳塔包括入口烟道、塔体、浓缩段、脱硫段、气动脱碳段、逃逸氨气一级水洗段、逃逸氨气二级水洗段和气动除尘除雾段和气体出口，所述塔体沿竖直方向设置，该塔体内由下至上依次相连接同轴设置浓缩段、脱硫段、气动脱碳段、逃逸氨气一级水洗段、逃逸氨气二级水洗段和气动除尘除雾段，入口烟道的输入端与待处理烟气相连接设置，入口烟道的输出端与浓缩段相连接设置，塔体的顶端同轴相连接设置气体出口；

所述脱硫段与氧化罐相连接设置，所述逃逸氨气一级水洗段与一级水洗水箱相连接设置，所述逃逸氨气二级水洗段与二级水洗水箱相连接设置；

所述气动脱碳段与解析塔、稀氨水储存罐相连接设置，所述MGGH换热系统与入口烟道的输入端、解析塔相连接设置。

进一步地，所述浓缩段包括浓缩池和喷淋层，浓缩段的下部相连通设置有浓缩池，浓缩段的顶部相连接设置喷淋层，浓缩池内能够盛装浓缩段浆液，浓缩段浆液通过浓缩循环泵与喷淋层的输入端相连接设置，喷淋层的输出端能够向下喷淋浓缩段浆液；

所述入口烟道的输入端设置于浓缩池和喷淋层之间的塔体上；

所述脱硫段包括间隔设置的升气帽和喷淋层，脱硫段的下部同轴设置有升气帽，脱硫段的上部同轴设置有喷淋层，该喷淋层的输入端通过脱硫循环泵与氧化罐的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向下喷淋氧化罐内SO2吸收液；升气帽下方的脱硫段的底部输出端与氧化罐的输入端相连接设置；

所述逃逸氨气一级水洗段包括由下至上依次间隔同轴设置的升气帽、填料和喷淋层，所述喷淋层的输入端通过一级水洗泵与一级水洗水箱的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向填料喷淋一级水洗水箱中水洗液，升气帽下方的逃逸氨气一级水洗段的底部输出端与一级水洗水箱的输入端相连接设置；

所述逃逸氨气二级水洗段包括由下至上依次间隔同轴设置的升气帽、气动单元和喷淋层，所述喷淋层的输入端通过二级水洗泵与二级水洗水箱的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向气动单元喷淋二级水洗水箱中水洗液，升气帽下方的逃逸氨气二级水洗段的底部输出端与二级水洗水箱的输入端相连接设置；

所述解析塔包括解析塔体，解析塔体沿竖直方向设置，解析塔体内能够盛装吸收CO₂后的氨水，解析塔体的顶部设置有气体CO₂输出端，解析塔体的底部通过贫液输送泵能够将解析后的贫液与稀氨水储存罐的输入端相连接设置；

所述气动脱碳段包括由下至上依次间隔同轴设置的升气帽、气动单元和喷淋层，所述喷淋层的输入端通过稀氨水循环泵与稀氨水储存罐的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向气动单元喷淋稀氨水，气动单元能够吸收CO₂，升气帽下方的气动脱碳段的底部输出端与解析塔体的中上部相连接设置，能够向解析塔体内输入吸收CO₂后的氨水。

进一步地，所述氧化罐还与浓缩段的输入端、一级水洗水箱的输出端相连接设置，一级水洗水箱的输入端还与二级水洗水箱的输出端相连接设置。在使用时，根据一级水洗水箱液位高度将二级水洗段水补充至一级水洗段，一级水洗段水根据氧化罐液位高度，将一级水洗浆液补充至氧化罐，氧化罐浆液根据浓缩池液位高度将氧化罐内浆液补充至浓缩段。一级水洗段水位可以由气动除尘除雾段的除雾器冲洗水补充；

或者，所述升气帽下方的脱硫段的底部同轴设有集液盘，集液盘的输出端与氧化罐的输入端相连接设置；

或者，升气帽下方的气动脱碳段的底部同轴设有集液盘，集液盘的输出端与解析塔体的中上部相连接设置；

或者，升气帽下方的逃逸氨气一级水洗段的底部同轴设有集液盘，集液盘的输出端与一级水洗水箱的输入端相连接设置；

或者，升气帽下方的逃逸氨气二级水洗段的底部同轴设有集液盘，集液盘的输出端与二级水洗水箱的输入端相连接设置。

进一步地，所述MGGH换热系统能够将待处理烟气的入口烟温进行换热，利用原烟气热量将解析塔体内的吸收CO₂后的氨水进行升温操作。

进一步地，所述MGGH换热系统包括MGGH冷却器、MGGH加热器和MGGH循环泵，所述MGGH冷却器与入口烟道的输入端相连接设置，该MGGH冷却器能够对待处理烟气进行降温操作，所述MGGH加热器与解析塔体相连接设置，该MGGH加热器能够对解析塔体内的吸收CO₂后的氨水进行升温操作。

进一步地，所述稀氨水的质量浓度为6％-10％；

或者，所述入口烟道的待处理热烟气经浓缩段的喷淋层喷淋、冷却后降温至45-50℃之间。

利用如上所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统进行脱硫脱碳的方法，包括如下步骤：

(1)原烟气经MGGH换热器降温后，进入脱硫脱碳塔的浓缩段，完成对硫铵溶液浓缩；浓缩段设有浓缩池，通过浓缩循环泵将硫铵溶液循环喷淋，热烟气与硫铵溶液接触蒸发，完成浓缩；

(2)烟气进入脱硫段进行脱硫，脱除烟气中含有的SO2；氧化罐通过脱硫循环泵将含有少量氨水的溶液输送至脱硫段的喷淋层，对烟气中的SO2进行吸收，吸收后的溶液回流至氧化罐，完成循环；

(3)烟气完成脱硫后进入气动脱碳段，气动脱碳段设有喷淋层与气动单元，稀氨水储存罐的稀氨水在稀氨水循环泵的作用下，输送至气动脱碳段的喷淋层，喷淋的稀氨水与烟气在气动单元作用下，高效掺混，脱除CO2，溶液最后通过回流至稀氨水罐，完成循环；

(4)气动脱碳段产生氨逃逸与烟气混合进入两级水洗段即逃逸氨气一级水洗段、逃逸氨气二级水洗段，两级水洗段分别逐级对烟气中逃逸氨进行水洗；水洗液经过水洗泵输送至水洗段，对烟气进行水洗，吸收逃逸氨。逃逸氨被水吸收，并随水溶液一起进入氧化罐，进一步脱硫；

(5)将吸收CO2稀氨水输送至解析塔，解析塔内设有MGGH换热器，换热器对解析塔内富液升温，升温后的富液解析出CO2收集储存，解析后的稀氨水输送至稀氨水储存罐，完成循环。

如上所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统在脱硫脱碳方面中的应用。

本发明取得的优点和效果是：

1、本一体化系统包括脱硫脱碳塔、解析塔、MGGH换热系统、稀氨水储存罐、氧化罐、一级水洗水箱和二级水洗水箱，脱硫脱碳塔能够对待处理烟气进行脱硫和脱碳操作，本系统利用氨水在同一装置内即可实现高效脱硫又可实现高效脱碳，使得SO2、CO2能同时被高效脱除，且系统之间无相互不利影响；另外，稀氨水吸收CO2过程会产生大量氨逃逸，逃逸氨随烟气进入脱硫系统水洗段，被水吸收，含有少量氨的水作为补水进入脱硫吸收系统，可减少吸收系统氨耗量。

2、本系统首先利用物美价廉的稀氨水进行脱碳，与氨法脱硫系统进行耦合，通过脱硫系统水洗段吸收氨逃逸，有效解决稀氨水作为CO2吸收剂而产生的氨逃逸问题，节约脱碳系统运行费用。脱碳系统与氨法脱硫系统耦合，有效节约投资，减少用地。

3、本系统利用脱硫系统入口烟气废热对CO₂进行解析，减少能源消耗，同时降低氨法脱硫废水蒸发。本一体化系统通过MGGH换热系统将脱硫系统入口烟气废热转移至解析塔内，对富液升温解析(吸收CO2的溶液称为富液，解析后的溶液成为贫液)释放CO2收集。MGGH换热系统降低脱硫系统入口烟气温度，降低了进入脱碳系统烟气温度，有利于提高脱碳效率。 MGGH换热系统降低脱硫系统入口烟气温度，减少了脱硫系统水蒸发量，节约水耗。同时，利用原烟气废热对富液进行升温解析，减少其他热源消耗，节约运行费用。另外，本系统将气动单元应用于CO2脱除段，可减少液气比，增加脱除效率。

4、本系统利用稀氨水作为吸收剂，将脱硫与脱碳系统进行耦合，两种系统均可减少物耗，解决了以醇氨溶液为CO2吸收剂对脱硫系统产生的影响。

5、本系统投资成本低，运行费用低，较适合电力、冶金、化工等行业CO2捕集。本发明系统是以“双碳”为背景，在氨法脱硫基础上开发出氨法脱硫脱碳一体化系统，可应用于锅炉、烧结、球团、催化裂化、高炉等采用氨法脱硫的装置。

6、本系统利用稀氨水作为吸收剂，同时与氨法脱硫吸收塔进行耦合，不但实现了高效脱硫脱碳目的，同时解决了以氨水作为CO2吸收剂而产生的氨逃逸问题。

7、本系统中设置了浓缩段，用于将氧化后的硫酸铵进行蒸发浓缩，产生结晶硫酸铵或浓度较高的硫酸铵；本系统中设置了脱硫段，脱硫段主要通过氨水吸收烟气中SO2，由于氨法脱硫效率较高，无需在脱硫段增加增效装置，脱硫段与塔外氧化罐内浆液进行循环，并进行氧化；本系统中设置了一级水洗、二级水洗段，由于氨法脱硫氨逃逸较高，因此在吸收塔上部设有一级水洗、二级水洗段，目的通过水洗来吸收逃逸的氨气，一级水洗设有填料、二级水洗设有气动单元装置，气动单元装置因高效吸收效果，可高效去除氨逃逸。同时二级水洗段设有气动高效除尘除雾装置，除去烟气中夹带液滴及气溶胶颗粒。本系统在氨法脱硫装置系统内，即脱硫段及一级水洗段中间增加气动脱碳段。

附图说明

图1为本发明系统的一种结构连接示意图。

具体实施方式

下面结合通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规市售产品，本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法，本发明所用各物质质量均为常规使用质量。本发明中未详细描述的结构、连接关系等，可以理解为本领域的常规技术手段。

一种气动氨法脱硫脱碳一体化系统，如图1所示，所述系统包括脱硫脱碳塔、解析塔25、 MGGH换热系统、稀氨水储存罐17、氧化罐12、一级水洗水箱10和二级水洗水箱8，所述脱硫脱碳塔与解析塔、MGGH换热系统、稀氨水储存罐、氧化罐、一级水洗水箱和二级水洗水箱均相连接设置，所述MGGH换热系统、稀氨水储存罐均还与解析塔相连接设置。

本一体化系统包括脱硫脱碳塔、解析塔、MGGH换热系统、稀氨水储存罐、氧化罐、一级水洗水箱和二级水洗水箱，脱硫脱碳塔能够对待处理烟气进行脱硫和脱碳操作，本系统利用氨水在同一装置内即可实现高效脱硫又可实现高效脱碳，使得SO2、CO2能同时被高效脱除，且系统之间无相互不利影响；另外，稀氨水吸收CO2过程会产生大量氨逃逸，逃逸氨随烟气进入脱硫系统水洗段，被水吸收，含有少量氨的水作为补水进入脱硫吸收系统，可减少吸收系统氨耗量。

在本实施例中，所述脱硫脱碳塔能够对待处理烟气进行脱硫和脱碳操作；

所述解析塔能够对吸收CO₂后的氨水进行解析操作，释放出CO₂；

所述MGGH换热系统能够给解析塔提供热量，且MGGH换热系统能够对待处理烟气进行降温操作；

所述稀氨水储存罐内储存有稀氨水；

所述氧化罐内能够储存SO2吸收液，并完成吸收液氧化操作；

所述一级水洗水箱和二级水洗水箱内均储存有待使用水洗液。

在本实施例中，所述脱硫脱碳塔包括入口烟道18、塔体2、浓缩段15、脱硫段7、气动脱碳段6、逃逸氨气一级水洗段5、逃逸氨气二级水洗段4、气动除尘除雾段3和气体出口1，所述塔体沿竖直方向设置，该塔体内由下至上依次相连接同轴设置浓缩段、脱硫段、气动脱碳段、逃逸氨气一级水洗段、逃逸氨气二级水洗段和气动除尘除雾段，入口烟道的输入端与待处理烟气相连接设置，入口烟道的输出端与浓缩段相连接设置，塔体的顶端同轴相连接设置气体出口；

所述脱硫段与氧化罐相连接设置，所述逃逸氨气一级水洗段与一级水洗水箱相连接设置，所述逃逸氨气二级水洗段与二级水洗水箱相连接设置；

所述气动脱碳段与解析塔、稀氨水储存罐相连接设置，所述MGGH换热系统与入口烟道的输入端、解析塔相连接设置。

在本实施例中，所述浓缩段包括浓缩池1502和喷淋层1501，浓缩段的下部相连通设置有浓缩池，浓缩段的顶部相连接设置喷淋层，浓缩池内能够盛装浓缩段浆液，浓缩段浆液通过浓缩循环泵14与喷淋层的输入端相连接设置，喷淋层的输出端能够向下喷淋浓缩段浆液；

所述入口烟道的输入端设置于浓缩池和喷淋层之间的塔体上；

所述脱硫段包括间隔设置的升气帽702和喷淋层701，脱硫段的下部同轴设置有升气帽，脱硫段的上部同轴设置有喷淋层，该喷淋层的输入端通过脱硫循环泵13与氧化罐的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向下喷淋氧化罐内SO2吸收液；升气帽下方的脱硫段的底部输出端与氧化罐的输入端相连接设置；

所述逃逸氨气一级水洗段包括由下至上依次间隔同轴设置的升气帽503、填料502和喷淋层501，所述喷淋层的输入端通过一级水洗泵11与一级水洗水箱的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向填料喷淋一级水洗水箱中水洗液，升气帽下方的逃逸氨气一级水洗段的底部输出端与一级水洗水箱的输入端相连接设置；

所述逃逸氨气二级水洗段包括由下至上依次间隔同轴设置的升气帽403、气动单元402 (该气动单位为本领域内公知的结构，例如可以为专利公开文献200710175802.6所公开的气动单元。)和喷淋层401，所述喷淋层的输入端通过二级水洗泵9与二级水洗水箱的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向气动单元喷淋二级水洗水箱中水洗液，升气帽下方的逃逸氨气二级水洗段的底部输出端与二级水洗水箱的输入端相连接设置；

所述解析塔包括解析塔体24，解析塔体沿竖直方向设置，解析塔体内能够盛装吸收CO₂后的氨水23，解析塔体的顶部设置有气体CO₂输出端26，气体CO₂输出端可以与CO₂处理系统27相连接设置，以便于对CO₂进行下一步处理；解析塔体的底部通过贫液输送泵19能够将解析后的贫液与稀氨水储存罐的输入端相连接设置；

所述气动脱碳段包括由下至上依次间隔同轴设置的升气帽603、气动单元602(该气动单元为本领域内公知的结构，例如可以为专利公开文献200710175802.6所公开的气动单元。) 和喷淋层601，所述喷淋层的输入端通过稀氨水循环泵16与稀氨水储存罐的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向气动单元喷淋稀氨水，气动单元能够吸收CO₂，升气帽下方的气动脱碳段的底部输出端与解析塔体的中上部相连接设置，能够向解析塔体内输入吸收CO₂后的氨水。

本系统首先利用物美价廉的稀氨水进行脱碳，与氨法脱硫系统进行耦合，通过脱硫系统水洗段吸收氨逃逸，有效解决稀氨水作为CO2吸收剂而产生的氨逃逸问题，节约脱碳系统运行费用。脱碳系统与氨法脱硫系统耦合，有效节约投资，减少用地。

在本实施例中，所述氧化罐还与浓缩段的输入端、一级水洗水箱的输出端相连接设置，一级水洗水箱的输入端还与二级水洗水箱的输出端相连接设置。在使用时，根据一级水洗水箱液位高度将二级水洗段水补充至一级水洗段，一级水洗段水根据氧化罐液位高度，将一级水洗浆液补充至氧化罐，氧化罐浆液根据浓缩池液位高度将氧化罐内浆液补充至浓缩段。一级水洗段水位可以由气动除尘除雾段的除雾器冲洗水补充。

在本实施例中，所述MGGH换热系统能够将待处理烟气的入口烟温进行换热，利用原烟气热量将解析塔体内的吸收CO₂后的氨水进行升温操作。

较优地，所述MGGH换热系统包括MGGH冷却器20、MGGH加热器22和MGGH循环泵21，所述MGGH冷却器与入口烟道的输入端相连接设置，该MGGH冷却器能够对待处理烟气进行降温操作，所述MGGH加热器与解析塔体相连接设置，该MGGH加热器能够对解析塔体内的吸收CO₂后的氨水进行升温操作。

本一体化系统通过MGGH换热系统将脱硫系统入口烟气废热转移至解析塔内，对富液升温解析(吸收CO2的溶液称为富液，解析后的溶液成为贫液)释放CO2收集。MGGH换热系统降低脱硫系统入口烟气温度，降低了进入脱碳系统烟气温度，有利于提高脱碳效率。MGGH换热系统降低脱硫系统入口烟气温度，减少了脱硫系统水蒸发量，节约水耗。同时，利用原烟气废热对富液进行升温解析，减少其他热源消耗，节约运行费用。另外，本系统将气动单元应用于CO2脱除段，可减少液气比，增加脱除效率。

本系统中吸收CO₂后的富液，在升温至约60℃时即可释放氨气，本发明利用原烟气余热对解析塔内的富液进行升温，解析出CO2，无需使用其他热源，节约了能源消耗。另外，因原烟气温度降低，可降低脱硫系统水的蒸发，节约水耗。

在本实施例中，所述升气帽下方的脱硫段的底部同轴设有集液盘(图中未标号)，集液盘的输出端与氧化罐的输入端相连接设置；

或者，升气帽下方的气动脱碳段的底部同轴设有集液盘(图中未标号)，集液盘的输出端与解析塔体的中上部相连接设置；

或者，升气帽下方的逃逸氨气一级水洗段的底部同轴设有集液盘(图中未标号)，集液盘的输出端与一级水洗水箱的输入端相连接设置；

或者，升气帽下方的逃逸氨气二级水洗段的底部同轴设有集液盘(图中未标号)，集液盘的输出端与二级水洗水箱的输入端相连接设置。

集液盘的设置，便利集液更为方便，安装及使用便捷，成本低。

在本实施例中，所述稀氨水的质量浓度为6％-10％，较优地为8％。稀氨水的质量浓度为 6％-10％具有较高的CO2吸收能力，提高吸收效率。

在本实施例中，所述入口烟道的待处理热烟气经浓缩段的喷淋层喷淋、冷却后降温至 45-50℃之间。对于CO₂吸收，烟气温度越低，吸收率越高，本发明因利用原烟气废热进行热解析，原烟气温度降低，则经脱硫后的烟气温度也随之降低，进入脱碳系统温度降低，有利于提高CO2吸收率。

利用上述气动氨法脱硫脱碳一体化系统进行脱硫脱碳的方法，包括如下步骤：

1、原烟气经MGGH换热器降温后，进入脱硫脱碳塔的浓缩段，完成对硫铵溶液浓缩。浓缩段设有浓缩池，通过浓缩循环泵将硫铵溶液循环喷淋，热烟气与硫铵溶液接触蒸发，完成浓缩。

2、烟气进入脱硫段进行脱硫，脱除烟气中含有的SO2。氧化罐通过脱硫循环泵将含有少量氨水的溶液输送至脱硫段的喷淋层，对烟气中的SO2进行吸收，吸收后的溶液回流至氧化罐，完成循环。

3、烟气完成脱硫后进入气动脱碳段，气动脱碳段设有喷淋层与气动单元，稀氨水储存罐的稀氨水在稀氨水循环泵的作用下，输送至气动脱碳段的喷淋层，喷淋的稀氨水与烟气在气动单元作用下，高效掺混，脱除CO2，溶液最后通过回流至稀氨水罐，完成循环。

4、气动脱碳段产生氨逃逸与烟气混合进入两级水洗段即逃逸氨气一级水洗段、逃逸氨气二级水洗段，两级水洗段分别逐级对烟气中逃逸氨进行水洗。水洗液经过水洗泵输送至水洗段，对烟气进行水洗，吸收逃逸氨。逃逸氨被水吸收，并随水溶液一起进入氧化罐，进一步脱硫。

5、将吸收CO2稀氨水输送至解析塔，解析塔内设有MGGH换热器，换热器对解析塔内富液升温，升温后的富液解析出CO2收集储存。解析后的稀氨水输送至稀氨水储存罐，完成循环。

本气动氨法脱硫脱碳一体化系统的一种工作原理可以如下：

烟气经MGGH冷却器降温后进入脱硫脱碳塔，浓缩段设有一层喷淋层，热烟气经喷淋层冷却后降温至45-50℃之间，浓缩段浆液经循环蒸发实现结晶；烟气进入脱硫段，在喷淋作用下，SO2被吸收，喷淋浆液经升气帽收集自流至氧化罐，完成循环。烟气进入气动脱碳段，稀氨水喷淋经过气动单元，在气动单位强烈掺混作用下，完成高效吸收CO₂，吸收CO₂后的氨水即富液经升气帽流入解析塔。烟气再依次进入逃逸氨气一级水洗段、逃逸氨气二级水洗段，逃逸氨气一级水洗段设有填料，逃逸氨气二级水洗段设有气动单元，重点对气动脱碳段产生的氨逃逸进行吸收，根据一级水洗段箱罐液位高度将二级水洗段水补充至一级水洗段，一级水洗段水根据氧化罐液位高度，将一级水洗浆液补充至氧化罐，氧化罐浆液根据浓缩池液位高度将氧化罐内浆液补充至浓缩段。一级水洗段水位由除雾器冲洗水补充。

吸收CO₂后的氨水(简称:富液)经加热后在解析塔内完成解析，释放出CO2，其加热热源可通过MGGH，将脱硫塔入口烟温进行换热，利用原烟气热量将富液进行升温，解析后的贫液经贫液输送泵输送至稀氨水储存罐，进行下一步CO2吸收，完成系统循环。

本发明系统具有如下优势：

1、因现有脱碳方法对原有脱硫系统具有一定不利影响，本发明是采用稀氨水，实现了同一套装置上即能脱硫又能脱碳的目标，且相互之间无效率影响。与现有技术中常规的脱硫脱碳设备相比，本发明系统在原有氨法脱硫装置里耦合了脱碳装置，解决了利用物美价廉稀氨水因氨逃逸问题无法作为CO₂吸收剂难题，同时解决了其他CO₂吸收剂与脱硫系统同时投运产生的相互不利影响。

2、通过增加脱碳装置，降低了原烟气温度，减少了脱硫系统水蒸发量，节约能耗。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种气动氨法脱硫脱碳一体化系统，其特征在于：所述系统包括脱硫脱碳塔、解析塔、MGGH换热系统、稀氨水储存罐、氧化罐、一级水洗水箱和二级水洗水箱，所述脱硫脱碳塔与解析塔、MGGH换热系统、稀氨水储存罐、氧化罐、一级水洗水箱和二级水洗水箱均相连接设置，所述MGGH换热系统、稀氨水储存罐均还与解析塔相连接设置。

2.根据权利要求1所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统，其特征在于：所述脱硫脱碳塔能够对待处理烟气进行脱硫和脱碳操作；所述解析塔能够对吸收CO₂后的氨水进行解析操作，释放出CO₂；所述MGGH换热系统能够给解析塔提供热量，且MGGH换热系统能够对待处理烟气进行降温操作；所述稀氨水储存罐内储存有稀氨水；所述氧化罐内能够储存SO2吸收液，并完成吸收液氧化操作；所述一级水洗水箱和二级水洗水箱内均储存有待使用水洗液。

3.根据权利要求1所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统，其特征在于：所述脱硫脱碳塔包括入口烟道、塔体、浓缩段、脱硫段、气动脱碳段、逃逸氨气一级水洗段、逃逸氨气二级水洗段、气动除尘除雾段和气体出口，所述塔体沿竖直方向设置，该塔体内由下至上依次相连接同轴设置浓缩段、脱硫段、气动脱碳段、逃逸氨气一级水洗段、逃逸氨气二级水洗段和气动除尘除雾段，入口烟道的输入端与待处理烟气相连接设置，入口烟道的输出端与浓缩段相连接设置，塔体的顶端同轴相连接设置气体出口；

所述脱硫段与氧化罐相连接设置，所述逃逸氨气一级水洗段与一级水洗水箱相连接设置，所述逃逸氨气二级水洗段与二级水洗水箱相连接设置；

所述气动脱碳段与解析塔、稀氨水储存罐相连接设置，所述MGGH换热系统与入口烟道的输入端、解析塔相连接设置。

4.根据权利要求3所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统，其特征在于：所述浓缩段包括浓缩池和喷淋层，浓缩段的下部相连通设置有浓缩池，浓缩段的顶部相连接设置喷淋层，浓缩池内能够盛装浓缩段浆液，浓缩段浆液通过浓缩循环泵与喷淋层的输入端相连接设置，喷淋层的输出端能够向下喷淋浓缩段浆液；

所述入口烟道的输入端设置于浓缩池和喷淋层之间的塔体上；

所述脱硫段包括间隔设置的升气帽和喷淋层，脱硫段的下部同轴设置有升气帽，脱硫段的上部同轴设置有喷淋层，该喷淋层的输入端通过脱硫循环泵与氧化罐的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向下喷淋氧化罐内SO2吸收液；升气帽下方的脱硫段的底部输出端与氧化罐的输入端相连接设置；

所述逃逸氨气一级水洗段包括由下至上依次间隔同轴设置的升气帽、填料和喷淋层，所述喷淋层的输入端通过一级水洗泵与一级水洗水箱的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向填料喷淋一级水洗水箱中水洗液，升气帽下方的逃逸氨气一级水洗段的底部输出端与一级水洗水箱的输入端相连接设置；

所述逃逸氨气二级水洗段包括由下至上依次间隔同轴设置的升气帽、气动单元和喷淋层，所述喷淋层的输入端通过二级水洗泵与二级水洗水箱的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向气动单元喷淋二级水洗水箱中水洗液，升气帽下方的逃逸氨气二级水洗段的底部输出端与二级水洗水箱的输入端相连接设置；

所述解析塔包括解析塔体，解析塔体沿竖直方向设置，解析塔体内能够盛装吸收CO₂后的氨水，解析塔体的顶部设置有气体CO₂输出端，解析塔体的底部通过贫液输送泵能够将解析后的贫液与稀氨水储存罐的输入端相连接设置；

所述气动脱碳段包括由下至上依次间隔同轴设置的升气帽、气动单元和喷淋层，所述喷淋层的输入端通过稀氨水循环泵与稀氨水储存罐的输出端相连接设置，喷淋层的输出端能够向气动单元喷淋稀氨水，气动单元能够吸收CO₂，升气帽下方的气动脱碳段的底部输出端与解析塔体的中上部相连接设置，能够向解析塔体内输入吸收CO₂后的氨水。

5.根据权利要求4所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统，其特征在于：所述氧化罐还与浓缩段的输入端、一级水洗水箱的输出端相连接设置，一级水洗水箱的输入端还与二级水洗水箱的输出端相连接设置。在使用时，根据一级水洗水箱液位高度将二级水洗段水补充至一级水洗段，一级水洗段水根据氧化罐液位高度，将一级水洗浆液补充至氧化罐，氧化罐浆液根据浓缩池液位高度将氧化罐内浆液补充至浓缩段；

或者，所述升气帽下方的脱硫段的底部同轴设有集液盘，集液盘的输出端与氧化罐的输入端相连接设置；

或者，升气帽下方的气动脱碳段的底部同轴设有集液盘，集液盘的输出端与解析塔体的中上部相连接设置

或者，升气帽下方的逃逸氨气一级水洗段的底部同轴设有集液盘，集液盘的输出端与一级水洗水箱的输入端相连接设置；

或者，升气帽下方的逃逸氨气二级水洗段的底部同轴设有集液盘，集液盘的输出端与二级水洗水箱的输入端相连接设置。

6.根据权利要求1所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统，其特征在于：所述MGGH换热系统能够将待处理烟气的入口烟温进行换热，利用原烟气热量将解析塔体内的吸收CO₂后的氨水进行升温操作。

7.根据权利要求1所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统，其特征在于：所述MGGH换热系统包括MGGH冷却器、MGGH加热器和MGGH循环泵，所述MGGH冷却器与入口烟道的输入端相连接设置，该MGGH冷却器能够对待处理烟气进行降温操作，所述MGGH加热器与解析塔体相连接设置，该MGGH加热器能够对解析塔体内的吸收CO₂后的氨水进行升温操作。

8.根据权利要求4所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统，其特征在于：所述稀氨水的质量浓度为6％-10％；

或者，所述入口烟道的待处理热烟气经浓缩段的喷淋层喷淋、冷却后降温至45-50℃之间。

9.利用如权利要求1至8任一项所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统进行脱硫脱碳的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)原烟气经MGGH换热器降温后，进入脱硫脱碳塔的浓缩段，完成对硫铵溶液浓缩；浓缩段设有浓缩池，通过浓缩循环泵将硫铵溶液循环喷淋，热烟气与硫铵溶液接触蒸发，完成浓缩；

(2)烟气进入脱硫段进行脱硫，脱除烟气中含有的SO2；氧化罐通过脱硫循环泵将含有少量氨水的溶液输送至脱硫段的喷淋层，对烟气中的SO2进行吸收，吸收后的溶液回流至氧化罐，完成循环；

(3)烟气完成脱硫后进入气动脱碳段，气动脱碳段设有喷淋层与气动单元，稀氨水储存罐的稀氨水在稀氨水循环泵的作用下，输送至气动脱碳段的喷淋层，喷淋的稀氨水与烟气在气动单元作用下，高效掺混，脱除CO2，溶液最后通过回流至稀氨水罐，完成循环；

(4)气动脱碳段产生氨逃逸与烟气混合进入两级水洗段即逃逸氨气一级水洗段、逃逸氨气二级水洗段，两级水洗段分别逐级对烟气中逃逸氨进行水洗；水洗液经过水洗泵输送至水洗段，对烟气进行水洗，吸收逃逸氨。逃逸氨被水吸收，并随水溶液一起进入氧化罐，进一步脱硫；

(5)将吸收CO2稀氨水输送至解析塔，解析塔内设有MGGH换热器，换热器对解析塔内富液升温，升温后的富液解析出CO2收集储存，解析后的稀氨水输送至稀氨水储存罐，完成循环。

10.如权利要求1至8任一项所述的气动氨法脱硫脱碳一体化系统在脱硫脱碳方面中的应用。

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