CN1626271A

CN1626271A - 一种冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置

Info

Publication number: CN1626271A
Application number: CN 200310124006
Authority: CN
Inventors: 徐宝安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-14
Filing date: 2003-12-14
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2023-12-14
Also published as: CN100361731C

Abstract

一种冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置，由烟道、烟气换热器、热管蒸发器、扩容器、烟气加热蒸馏器、喷淋洗烟除尘器、水冷烟气器、冷水溶解烟气脱硫器、冷水喷淋器、收水器、引风机、气体压缩冷凝器、冷却器、换热器、电解阳极槽、电解阴极槽、沉淀器、二氧化碳气体注入器、储氢器、直流电源、电导线、热管冷凝器、气液分离器、气体冷却器、制冷机、冷却塔、烟囱、沉淀过滤器、储灰水池、泵、集水池、管道等装置连接组成。其利用冷水对二氧化硫气体有强大的溶解能力，电解阴极槽内的水显碱性，可增加水对二氧化硫气体的吸收；电解阳极槽内的水显酸性，可使亚硫酸变为二氧化硫气体，而加热溶解有二氧化硫气体的水，二氧化硫气体会从水中释出。

Description

一种冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置

所属技术领域

本发明涉及分离提取烟气中二氧化硫(SO₂)等气体，利用烟气热量，加热水，生产蒸馏水的方法及装置。属于环保领域。

背景技术

目前，电力工业是造成SO₂污染和酸雨的主要行业，SO₂的大量排放导致中国城市的空气污染十分严重。SO₂排放造成了严重的酸雨污染和生态损害，因而其环境影响受到了极大关注。世界银行的一份报告《碧水蓝天——展望21世纪的中国环境》估算了中国大气污染和水污染对环境的影响。根据支付意愿价值法估算，中国目前(1995)大气和水污染的损失约占GDP的8％；若采用人力资本估值法，其损失相当于GDP的3.5％。随着SO₂排放量的增加，所导致的损失成本迅速增加。根据有关研究，1995年我国由于酸雨和SO₂污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损失为1100多亿元，已接近当年国民生产总值的2.0％，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。因此，对SO₂排放的控制已势在必行。

由于对排放到大气中的二氧化硫(SO₂)，环境监控不断加强，所以为从烟气中除去这些气体，开发更有效和更经济的装置的工作一直继续着。特别是在燃煤发电厂中，施加了不少限制，这些限制总是要求提高烟气中除去二氧化硫(SO₂)的效能。

烟气二氧化硫(SO₂)除去系统一般分为(a)干式洗涤系统和(b)湿式洗涤系统，干式洗涤系统中，试剂的溶液或浆液被喷撒在热烟气中，使其水分被蒸发，然后收集相当干的有利于处理的副产品；在湿式洗涤系统中，使试剂例如碱试剂或碱土试剂的溶液或浆液与气体接触，然后收集和处理湿淤泥。

干式洗涤系统一般又分为两类。一类是干式喷射装置或垂直反应器，在这种装置中吸附剂被喷撒在含二氧化硫(SO₂)的烟气流中，在接触之前可选择地除去飞灰。另一类是干吸附剂喷射法，其中，在可能含有催化剂的吸附剂被喷射在穿过气体的水平输送管道中，然后在排放大气之前除去气体中的干的固体反应物和过量的吸附剂。垂直反应器型的干式系统主要适合用在二氧化硫(SO₂)含量低的气体，可以得到较高的二氧化硫(SO₂)除去百分数，而用干吸附剂喷射型的干式系统，一般从气体中除去二氧化硫(SO₂)的百分数比较低。因此，目前公知的烟气脱硫技术均是化学法，费用均较高，处理难度都较大，对于烟气的资源化，减少二次污染都有一定的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种将锅炉烟气中的二氧化硫(SO₂)、水蒸汽(H₂O)及废热资源化的装置和方法，此装置和方法是利用化学法实现烟气的净化，利用烟气中二氧化硫(SO₂)气体在冷水中有强大的溶解能力，电解阴极槽内的水显碱性，可增加水对二氧化硫气体的吸收；电解阳极槽内的水显酸性，可使亚硫酸变为二氧化硫气体，而加热溶解有二氧化硫气体的水，二氧化硫气体会从水中释出，即二氧化硫气体，随温度不同而溶解度不同的特点，用物理溶解法实现各种气体的分离提取，使其资源化的方法。

二氧化硫(亚硫酸酐)理化性质：

无色气体。有强烈刺激性气味。分子式：SO₂。分子量64.07。相对密度2.264(0℃)。熔点-72.7℃。沸点-10℃。蒸气压338.32kPa(2538mmHg 21.11℃)。在水中溶解度8.5％(25℃)。在1大气压，0℃，1升水，二氧化硫气体的溶解量为：79.789升。在1大气压，20℃，1升水，二氧化硫气体的溶解量为：40升。

二氧化硫在水中的溶解度：

温度(℃)	0	5	10	15	20	25	30	40
温度(℃)	0	5	10	15	20	25	30	40	溶解度(gso2/100gH2O)	22.83	18.31	16.21	13.54	11.29	9.41	7.86	6.47

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置，由烟道、烟气换热器、热管蒸发器、扩容器、烟气加热蒸馏器、喷淋洗烟除尘器、水冷烟气器、冷水溶解烟气脱硫器、冷水喷淋器、收水器、引风机、气体压缩冷凝器、冷却器、换热器、电解阳极槽、电解阴极槽、沉淀器、二氧化碳气体注入器、储氢器、直流电源、电导线、热管冷凝器、气液分离器、气体冷却器、制冷机、冷却塔、烟囱、沉淀过滤器、储灰水池、泵、集水池、管道等装置连接组成。一种冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置，其方法原理是：冷水对二氧化硫气体有强大的溶解能力，电解阴极槽内的水显碱性，可增加水对二氧化硫气体的吸收。电解阳极槽内的水显酸性，可使亚硫酸变为二氧化硫气体，而加热溶解有二氧化硫气体的水，二氧化硫气体会从水中释出。一种冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置，其工艺流程是：用换热器冷却烟气，使烟气中的水蒸汽冷凝脱除，用扩容器、水喷淋装置将烟气除尘，用水冷烟气器降低烟温，用冷水喷淋，溶解烟气中的二氧化硫气体，对溶解有二氧化硫气体的冷水加热，使二氧化硫气体从水中释出。其工艺系统包括：由烟道、烟气换热器、热管蒸发器、扩容器、烟气加热蒸馏器、喷淋洗烟除尘器、水冷烟气器、冷水溶解烟气脱硫器、冷水喷淋器、收水器、引风机、气体压缩冷凝器、冷却器、烟气换热器、烟囱等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的烟气系统。由收水器、冷水喷淋器、冷水溶解烟气脱硫器、集水池、管道、水泵、水冷烟气器、沉淀过滤器、冷却器、换热器、热管冷凝器、气液分离器、换热器、冷却塔、制冷机、冷水喷淋器等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的工艺水系统。由电解阳极槽、电解阴极槽、沉淀器、二氧化碳气体注入器、储氢器、直流电源、电导线等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的电解除硬加碱工艺系统；由气液分离器、气体冷却器、气体压缩冷凝器等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的二氧化硫气体收集系统。由烟气加热蒸馏器、冷却塔等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的烟气降温热回收水处理脱盐系统。由喷淋洗烟除尘器、灰水收集池、灰水泵、沉淀过滤器、循环泵、喷淋洗烟除尘器等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的洗烟除尘系统。由沉淀过滤器、灰浆泵、灰浆池、排灰管道等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的湿排灰系统。烟气换热器、热管蒸发器、烟气加热蒸馏器等装置配有清排灰装置，扩容腔体底部有清灰冲洗布水管等装置，扩容腔体底部有汇水槽，汇水槽与沉淀池连接；整套装置具有耐腐蚀、保温、密封特性。

烟气系统是利用烟气中的水蒸汽、二氧化硫气体、氯化氢气体、二氧化碳气体的物理特性，通过烟道将烟气引入烟气换热器、热管蒸发器、扩容器、烟气加热蒸馏器，对烟气换热降温，使烟气中的水蒸汽放热冷凝，结露雾化，烟气中的酸性气体形成酸溶液，酸溶液与烟气中的碱性粉尘产生化学反应，生成酸盐混合物，将烟气扩容，降低烟气的流速，使烟气中的粉尘沉降，将烟气引入喷淋洗烟除尘器，使烟气洗涤除尘，将烟气引入水冷烟气器，使烟气进一步降温，将烟气引入冷水溶解烟气脱硫器，用冷水喷淋器喷淋的冷水，溶解烟气中的二氧化硫气体，脱硫后的烟气，经收水器脱水，通过引风机、经冷却器、烟气换热器加热，通过烟囱排出。

工艺水系统是将冷水引到冷水喷淋器，喷淋于冷水溶解烟气脱硫器上，汇同经收水器脱除的烟气夹带水一起，将溶解有二氧化硫气体的工艺水汇集于集水池，通过管道、水泵，将水泵入水冷烟气器，对烟气冷却，吸热后的工艺水，引入沉淀过滤器，过滤澄清的工艺水，进入冷却器、换热器，将换热器加热的工艺水引入电解阳极槽，使水显酸性，再进入热管冷凝器加热后进入气液分离器，气液分离器工艺出水引出，进入二氧化碳气体注入器，加入二氧化碳气体，引到电解阴极槽，电解放出氢气，受集于储氢器中，工艺水引入沉淀器，经沉淀处理的工艺水，接入热交换器，再接入冷却塔冷却，经中间蓄水池、水泵，将工艺水泵入制冷机冷却降温后，引入冷水喷淋器，对冷水溶解烟气脱硫器喷淋，构成循环；制冷机为电动热泵，或溴化锂吸收式制冷机，热源为蒸汽，或是热管传送的烟气热量，或是热源为蒸汽和热管传送的烟气热量共同加热，排热可先加热工艺水、冷烟气后，经冷却塔排放，或直接经冷却塔排放。

二氧化硫气体收集系统，是将气液分离器分离出的二氧化硫气体和水蒸汽、二氧化碳等气体的混合物，经气体冷却器冷却，使水蒸汽结露，成为亚硫酸提取，二氧化硫气体通过气体压缩冷凝器使其冷凝液化，形成二氧化硫液体；气体压缩冷凝器的排热可加热工艺水、冷烟气后，经冷却塔排放，或直接经冷却塔排放。

烟气降温热回收水处理脱盐系统，通过烟气加热蒸馏器、冷却塔等部件顺序布置装配组成的冷水溶解法烟气脱硫装置烟气降温热回收水处理脱盐系统；烟气加热蒸发器为平行六面体结构，烟气加热蒸发器的顶部出水口连接倾斜管道，倾斜管道上面有管口连接安装不冷凝性气体排放装置，倾斜管道连接纵向布置的热虹吸管，热虹吸管上端出口连接上置蒸发器，蒸发器底部连接有下水管道与烟气加热蒸发器的底部进水管连接，蒸发器顶部连接有排汽管道，与烟气加热蒸馏器的蒸馏装置连接，蒸馏装置内有冷凝器，与循环冷却水泵、管道和冷却塔连接，烟气加热蒸发器进水管与出水管为对角线等流径布置，烟气加热蒸发器的顶部安装有清灰装置；烟气加热蒸发器的横向截面为矩形结构或其它形状结构，纵向截面为平行四边形结构或其它形状结构，烟气加热蒸发器的底部与腔体的底部平行一致或有一定空间，上顶部和腔体的顶部盖板平面逐步顺延，宽度逐渐增加，或有一定空间，形成烟气汇集腔，烟气加热蒸发器有足够的表面积，耐腐蚀。

冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的电解除硬加碱工艺系统，是将换热器加热的工艺水引入电解阳极槽，使水显酸性，再进入热管冷凝器加热后进入气液分离器，气液分离器工艺出水引出，进入二氧化碳气体注入器，加入二氧化碳气体，引到电解阴极槽，电解放出氢气，受集于储氢器中，工艺水引入沉淀器，经沉淀处理的工艺水，接入热交换器，直流电源的正极通过电导线与电解阳极槽阳极连接，直流电源的负极通过电导线与电解阴极槽阴极连接，电解阳极槽内的电隔板与电解阴极槽内的电隔板之间为同一块导体，或通过电导线互相连接的导体；电解阴极槽阴极为弹性金属电极，通过与除垢装置的相对运动实现除垢。

当电解质溶解在水中时，便离解成带电的微粒——离子，这种过程称为电离。例如Ca(HCO₃)₂溶解在水中时，便离解为Ca²⁺离子和HCO₃ ^-离子

在水中也同样有少量的水分子离解：

因此，在水溶液中，除了电解质的离子外，还含有若干数量的氢离子(H⁺)与氢氧离(OH^-)子。

离子是在溶液中运动着的，当直流电通过电解质水溶液时，离子便按照同性相斥，异性相吸的原理来运动，带正电荷的阳离子向阴极迁移，带负电荷的阴离子向阳极迁移。阳离子到达阴极时在阴极上放电，结果失掉了所带的正电荷而变成不带电的原子。同理，阴离子到达阳极时便在阳极上放电，结果失掉了所带的负电荷也变成了不带电的原子。

当电解原水时，OH^-离子在阳极上放电变成了氧原子，随后变成了氧分子而逸出。

即：

在阳极产生氧气、氯气。阴极产生氢气。反应式如下：

水分解：

在阳极：

在阳极由于水电解使的OH^-减少，故水呈酸性。

从汽液分离器出来的水注入二氧化碳(CO₂)后，二氧化碳(CO₂)生成碳酸(H₂CO₃)

在阴极：

在阴极，由于水电解使的H⁺消失，故水呈碱性。

当水中有HCO₃ ^-、Ca⁺⁺、Mg⁺⁺离子时，在电极上会形成沉淀，原因是阴极水电解成OH^-与水中的HCO₃ ^-和Ca⁺⁺、Mg⁺⁺起作用，形成CaCO₃和Mg(OH)₂沉淀。

在阴、阳极上的两个反应是同时进行的，而溶液中不放电的钠离子和氢氧根离子则在阴极附近结合成氢氧化钠，即：

当水中含有CaCl₂时还会发生以下反应：

显碱性的工艺水在经冷水喷淋器喷淋于冷水溶解烟气脱硫器上将发生如下反应：

阴极出水富含氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等强碱和强碱弱酸生成的盐。水解后，显碱性，有利于对烟气中二氧化硫气体的吸收。

洗烟除尘系统是经烟气加热蒸发器降温的烟气，通过喷淋洗烟除尘器对经过烟气加热蒸发器降温的烟气喷淋洗烟除尘，灰水经汇集槽，汇集于灰水收集池，经灰水泵泵入沉淀过滤器澄清，经循环泵引入洗烟喷淋器构成循环，喷淋洗烟除尘器和冷水溶解烟气脱硫器的水可直接雾化喷淋，或将水雾化喷淋于耐腐蚀，耐高温，大表面积，有好的烟气和水的流动特性的填料上。

烟气换热器、热管换热器、烟气加热蒸馏器等装置配有清排灰装置，扩容腔体底部有清灰冲洗布水管等装置，扩容腔体底部有汇水槽，汇水槽与沉淀池连接。整套装置具有耐腐蚀、保温、密封特性；灰装置安装在烟气换热器、热管蒸发器和烟气加热蒸发器的顶部，用水、水蒸汽或压缩空气喷淋冲洗，清灰装置具有耐腐蚀特性。

热管蒸发器和热管冷凝器为毛吸重力式自然循环热管装置，热管装置吸热端热管蒸发器在下，放热端热管冷凝器在上，热管蒸发器与热管冷凝器通过垂直或可使液体自流的管道连接；扩容腔体可为六面体结构，扩容腔体的底可为同一连续倾斜底面，扩容腔体底面为从高到底以一定的斜度延伸的平面，扩容腔体的底部有沿坡度方向的，平行于坡面的波纹沟槽，腔体的壁面均为防腐耐酸材料制作，扩容腔体底面从高到低以次布置有清灰冲洗布水管装置，汇水槽；清灰装置冲洗水布水管，从排烟气腔体的底部的高端沿扩容腔体底部流下，汇入扩容腔体底部后端处的汇水槽，汇水槽有一定斜度，通过置于汇水槽终端底部的管道引出，与沉淀过滤器连接。

此方法可以非常简单的没有任何公害的实现烟气的资源化，解决烟气脱硫这一困扰世界的难题，同时充分回收了烟气中的能量，通过对废水如城市污水的蒸发，制取电厂所需循环水及锅炉补水，而所收集的灰可根据不同电厂的情况湿排或干湿分别排放，使之实现资源化。此系统利用烟气的物理特性，不添加任何化学成份，利用自身的热量将水蒸发，将烟气的有害成份资源化，用最简单的方法实现了烟气的脱硫提纯，废热的再利用，废水的蒸馏脱盐等一系列工作，代表了清洁生产的发展方向，意义重大。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明制冷机为蒸汽型的除尘、脱硫，干、湿灰分别排放的系统图。

图2是本发明制冷机为电动热泵型的除尘、脱硫，干、湿灰分别排放的系统图。

图3是本发明制冷机为蒸汽型的除尘、脱硫，湿排灰系统图。

图4是本发明制冷机为电动热泵型的除尘、脱硫，湿排灰系统图。

图5是本发明制冷机为蒸汽、热管复合型，多效用热的除尘、脱硫，干、湿灰分别排放的系统图。

图6是本发明制冷机为电动热泵型，多效用热的除尘、脱硫，干、湿灰分别排放的系统图。

图7是本发明制冷机为蒸汽、热管复合型，多效用热的除尘、脱硫，湿排灰系统图。

图8是本发明制冷机为电动热泵型，多效用热的除尘、脱硫，湿排灰系统图。

图中：1灰水泵、2洗烟喷淋器、3工艺水循环泵、4灰浆泵、5工艺水管道、6灰浆管道、7灰浆排放管、8储灰水池、9工艺水积水池、10工艺水排水管、11灰浆泵、12灰浆管道、13沉淀过滤器、14滤水器、15水冷烟气器、16冷却塔补水管、17冷却塔蓄水池、18工艺水中间蓄水池、19工艺水循环泵、20制冷机冷凝冷却器、21制冷机加热器、22制冷机蒸发冷却器、23冷水溶解烟气脱硫器、24工艺水旁路联络管、25冷工艺水喷淋器、26收水器、27引风机、28工艺水管、29制冷机、30加热蒸汽管、31沉淀器、32制冷机循环冷却水管、33换热器、34储氢器、35冷却塔、36冷却水喷淋器、37电解阴极槽、38工艺水循环冷却管道、39直流电源、40二氧化硫液体储罐、41二氧化碳气体注入器、42二氧化碳气体管道、43二氧化硫气体压缩冷凝器、44电导线、45电解阳极槽、46二氧化硫气体压缩机、47热管冷凝器、48二氧化硫气体管道、49冷却器、50气液分离器工艺水排水管、51气液分离器、52气液分离器排气管道、53气体冷却器、54亚硫酸收集罐、55烟道、56工艺水加热热管联络管道、57烟囱、58清灰喷淋器、59清灰介质管道、60烟气换热器、61热虹吸蒸馏蒸发器、62热管蒸发器、63烟气加热蒸馏器、64不凝性气体排气器、65蒸馏浓水排放器、66冷凝水积水井、67扩容器、68集灰器、69冲灰喷水头、70热虹吸烟气加热蒸发器、71冲灰水管、72原水补水管、73原水蓄水池、74蒸馏器循环冷却器、75原水给水泵、76制冷机循环冷却管、77喷淋洗烟除尘器、78循环冷却水泵、79洗烟清水泵、80洗烟清水管、81洗烟水沉淀过滤器、82洗烟水积水槽、83制冷剂节流装置、84制冷压缩机、85除尘器、86制冷热管冷凝器、87二氧化碳气体压缩冷凝器、88制冷热管联络管、89制冷热管蒸发器、90中温烟气换热器、91高温烟气加热蒸发器、92高温洗烟喷淋水管、93低温烟气换热器、94热虹吸烟气加热低温蒸发器、95低温洗烟喷淋水管、96工艺水二级冷却塔

冷水溶解法烟气脱硫装置的系统运行流程：

图1中：通过烟道55将烟气引入烟气换热器60、热管蒸发器62、扩容器67、热虹吸烟气加热蒸发器70，对烟气换热降温，使烟气中的水蒸汽放热冷凝，结露雾化，烟气中的酸性气体形成酸溶液，酸溶液与烟气中的碱性粉尘产生化学反应，生成酸盐混合物，将烟气扩容，降低烟气的流速，使烟气中的粉尘沉降，将烟气引入喷淋洗烟除尘器77，使烟气洗涤除尘，将烟气引入水冷烟气器15，使烟气进一步降温，将烟气引入冷水溶解烟气脱硫器23，用冷水喷淋器25喷淋的冷水，溶解烟气中的二氧化硫气体，脱硫后的烟气，经收水器26脱水，通过引风机27、经换热器33、烟气换热器60加热，通过烟囱57排出。

烟气换热器60、热管蒸发器62积灰影响热交换，通过清灰介质管道59输送的高压空气或蒸汽，通过清灰喷淋器58吹灰清扫。

制冷机29或冬季冷却塔35制备的低温冷水引到冷工艺水喷淋器25，喷淋于冷水溶解烟气脱硫器23上，汇同经收水器26脱除的烟气夹带水一起，将溶解有二氧化硫气体的工艺水汇集于工艺水积水池9，通过工艺水管道5、工艺水循环泵3，将水泵入水冷烟气器15，对烟气冷却，吸热后的工艺水，引入沉淀过滤器13，经过滤水器14过滤澄清的工艺水，进入换热器33、热管冷凝器47加热，在气液分离器51实现二氧化硫气体和工艺水的分离。工艺水进入换热器33降温后再进入冷却塔35冷却，经工艺水中间蓄水池18、工艺水循环泵19，将工艺水泵入制冷机29冷却降温后，引入冷工艺水喷淋器25，对冷水溶解烟气脱硫器23喷淋，构成循环。制冷机29为电动热泵，或溴化锂吸收式制冷机，热源为蒸汽，或是热管传送的烟气热量，或是热源为蒸汽和热管传送的烟气热量共同加热，排热可先加热工艺水、冷烟气后，经冷却塔排放，或直接经冷却塔排放。

气液分离器51分离出的二氧化硫气体和水蒸汽、二氧化碳等气体的混合物，经气液分离器排气管道52气体冷却器53冷却，使水蒸汽结露，成为亚硫酸提取收集于亚硫酸收集罐54，二氧化硫气体通过二氧化硫气体压缩机46，二氧化硫气体压缩冷凝器43使其冷凝液化，形成二氧化硫液体，收集于二氧化硫液体储罐40内；二氧化硫气体压缩冷凝器43的排热经冷却塔35排放，或加热工艺水、冷烟气后，经冷却塔35排放。

冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的电解除硬加碱工艺系统，是将换热器33加热的工艺水引入电解阳极槽45，使水显酸性，再进入热管冷凝器47加热后进入气液分离器51，气液分离器51工艺出水引出，进入二氧化碳气体注入器41，加入二氧化碳气体，引到电解阴极槽37，电解放出氢气，收集于储氢器34中，工艺水引入沉淀器31，经沉淀处理的工艺水，接入换热器33，直流电源39的正极通过电导线44与电解阳极槽阳极连接，直流电源39的负极通过电导线44与电解阴极槽37阴极连接，电解阳极槽45内的电隔板与电解阴极槽内的电隔板之间为同一块导体，或通过电导线44互相连接的导体；电解阴极槽37阴极为弹性金属电极，通过与除垢装置的相对运动实现除垢。

需蒸馏脱盐的原水经原水补水管72，补入原水蓄水池73，通过原水给水泵75，给入热虹吸烟气加热蒸发器70，烟气加热的原水内的不凝性气体经不凝性气体排气器64排出，热水通过热虹吸管上升，进入热虹吸蒸馏蒸发器61，放出蒸汽后，水经下降管回流热虹吸烟气加热蒸发器62构成循环。热虹吸蒸馏蒸发器61放出的蒸汽进入烟气加热蒸馏器63，获得蒸馏水汇入冷凝水积水井66，废热经蒸馏器循环冷却器74，通过冷却塔35内的冷却水喷淋器36冷却，浓水经蒸馏浓水排放器65排放。

经热虹吸烟气加热蒸发器70降温的烟气，通过喷淋洗烟除尘器77对经过热虹吸烟气加热蒸发器70降温的烟气喷淋洗烟除尘，灰水经汇集槽，汇集于洗烟水积水槽82，经洗烟灰水泵1泵入洗烟水沉淀过滤器81澄清，经洗烟清水泵79引入洗烟喷淋器2构成循环。喷淋洗烟除尘器77和冷水溶解烟气脱硫器23的水可直接雾化喷淋，或将水雾化喷淋于耐腐蚀，耐高温，大表面积，有好的烟气和水的流动特性的填料上。

冷水溶解法烟气脱硫装置的湿排灰系统，由工艺水沉淀过滤器13、洗烟水沉淀过滤器81，洗烟灰浆泵4、工艺水灰浆泵11、储灰水池8、洗烟灰浆管道6、工艺水灰浆管道12、灰浆排放管7等部件顺序布置装配组成。沉淀过滤器连接有灰浆泵，灰浆泵连接储灰水池8，沉淀过滤器连接有水泵，与配水装置连接分别连接腔体底部冲灰水管71、冲灰喷水头69和洗烟喷淋器2。

热管蒸发器62和热管冷凝器47，为毛吸重力式自然循环热管装置，热管装置吸热端热管蒸发器在下，放热端热管冷凝器在上，热管蒸发器与热管冷凝器通过垂直或可使液体自流的工艺水加热热管联络管道56连接。

扩容器67的底可为同一连续倾斜底面，扩容器67底面为从高到底以一定的斜度延伸的面，扩容腔体的底部有沿坡度方向的，平行于坡面的波纹沟槽，腔体的壁面均为防腐耐酸材料制作，扩容器67底面从高到低以次布置有冲灰水管71，冲灰喷水头69汇水槽。清灰装置冲洗水布水管，从排烟气腔体的底部的高端沿扩容腔体底部流下，汇入扩容器67底部后端处的洗烟水积水槽82，积水槽有一定斜度，通过置于积水槽终端底部的管道引出，经洗烟灰水泵1与洗烟水沉淀过滤器81连接。

图2运行过程等同于图1。其区别是制冷机为电动热泵型。

图3运行过程等同于图1。其区别是装置为复合除尘器的湿排灰系统。

图4运行过程等同于图1。其区别是制冷机为电动热泵型，装置为复合除尘器的湿排灰系统。

图5运行过程等同于图1。其区别是制冷机为蒸汽、热管复合型，多效用热系统。

图6运行过程等同于图1。其区别是制冷机为电动热泵型，多效用热系统。

图7运行过程等同于图1。其区别是制冷机为蒸汽、热管复合型，多效用热，复合除尘器的湿排灰系统。

图8运行过程等同于图1。其区别是制冷机为电动热泵型，多效用热，复合除尘器的湿排灰系统。

Claims

1、一种冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置，由烟道、烟气换热器、热管蒸发器、扩容器、烟气加热蒸馏器、喷淋洗烟除尘器、水冷烟气器、冷水溶解烟气脱硫器、冷水喷淋器、收水器、引风机、气体压缩冷凝器、冷却器、换热器、电解阳极槽、电解阴极槽、沉淀器、二氧化碳气体注入器、储氢器、直流电源、电导线、热管冷凝器、气液分离器、气体冷却器、制冷机、冷却塔、烟囱、沉淀过滤器、储灰水池、泵、集水池、管道等装置连接组成，其特征是：一种冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置，其方法原理是：冷水对二氧化硫气体有强大的溶解能力，电解阴极槽内的水显碱性，可增加水对二氧化硫气体的吸收；电解阳极槽内的水显酸性，可使亚硫酸变为二氧化硫气体，而加热溶解有二氧化硫气体的水，二氧化硫气体会从水中释出；一种冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置，其工艺流程是：用换热器冷却烟气，使烟气中的水蒸汽冷凝脱除，用扩容器、水喷淋装置将烟气除尘，用水冷烟气器降低烟温，用冷水喷淋，溶解烟气中的二氧化硫气体，对溶解有二氧化硫气体的冷水加热，使二氧化硫气体从水中释出；其工艺系统包括：由烟道、烟气换热器、热管蒸发器、扩容器、烟气加热蒸馏器、喷淋洗烟除尘器、水冷烟气器、冷水溶解烟气脱硫器、冷水喷淋器、收水器、引风机、气体压缩冷凝器、冷却器、烟气换热器、烟囱等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的烟气系统；由收水器、冷水喷淋器、冷水溶解烟气脱硫器、集水池、管道、水泵、水冷烟气器、沉淀过滤器、冷却器、换热器、热管冷凝器、气液分离器、换热器、冷却塔、制冷机、冷水喷淋器等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的工艺水系统；由电解阳极槽、电解阴极槽、沉淀器、二氧化碳气体注入器、储氢器、直流电源、电导线等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的电解除硬加碱工艺系统；由气液分离器、气体冷却器、气体压缩冷凝器等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的二氧化硫气体收集系统；由烟气加热蒸馏器、冷却塔等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的烟气降温热回收水处理脱盐系统；由喷淋洗烟除尘器、灰水收集池、灰水泵、沉淀过滤器、循环泵、喷淋洗烟除尘器等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的洗烟除尘系统；由沉淀过滤器、灰浆泵、灰浆池、排灰管道等部件顺序布置装配组成冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的湿排灰系统；烟气换热器、热管蒸发器、烟气加热蒸馏器等装置配有清排灰装置，扩容腔体底部有清灰冲洗布水管等装置，扩容腔体底部有汇水槽，汇水槽与沉淀池连接；整套装置具有耐腐蚀、保温、密封特性。

2、根据权利要求1所述的冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的烟气系统，其特征是：烟气系统是利用烟气中的水蒸汽、二氧化硫气体、氯化氢气体、二氧化碳气体的物理特性，通过烟道将烟气引入烟气换热器、热管蒸发器、扩容器、烟气加热蒸馏器，对烟气换热降温，使烟气中的水蒸汽放热冷凝，结露雾化，烟气中的酸性气体形成酸溶液，酸溶液与烟气中的碱性粉尘产生化学反应，生成酸盐混合物，将烟气扩容，降低烟气的流速，使烟气中的粉尘沉降，将烟气引入喷淋洗烟除尘器，使烟气洗涤除尘，将烟气引入水冷烟气器，使烟气进一步降温，将烟气引入冷水溶解烟气脱硫器，用冷水喷淋器喷淋的冷水，溶解烟气中的二氧化硫气体，脱硫后的烟气，经收水器脱水，通过引风机、经冷却器、烟气换热器加热，通过烟囱排出。

3、根据权利要求1所述的冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的工艺水系统，其特征是：工艺水系统，是将冷水引到冷水喷淋器，喷淋于冷水溶解烟气脱硫器上，汇同经收水器脱除的烟气夹带水一起，将溶解有二氧化硫气体的工艺水汇集于集水池，通过管道、水泵，将水泵入水冷烟气器，对烟气冷却，吸热后的工艺水，引入沉淀过滤器，过滤澄清的工艺水，进入冷却器、换热器，将换热器加热的工艺水引入电解阳极槽，使水显酸性，再进入热管冷凝器加热后进入气液分离器，气液分离器工艺出水引出，进入二氧化碳气体注入器，加入二氧化碳气体，引到电解阴极槽，电解放出氢气，受集于储氢器中，工艺水引入沉淀器，经沉淀处理的工艺水，接入热交换器，再接入冷却塔冷却，经中间蓄水池、水泵，将工艺水泵入制冷机冷却降温后，引入冷水喷淋器，对冷水溶解烟气脱硫器喷淋，构成循环；制冷机为电动热泵，或溴化锂吸收式制冷机，热源为蒸汽，或是热管传送的烟气热量，或是热源为蒸汽和热管传送的烟气热量共同加热，排热可先加热工艺水、冷烟气后，经冷却塔排放，或直接经冷却塔排放。

4、根据权利要求1所述的冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的二氧化硫气体收集系统，其特征是：二氧化硫气体收集系统，是将气液分离器分离出的二氧化硫气体和水蒸汽、二氧化碳等气体的混合物，经气体冷却器冷却，使水蒸汽结露，成为亚硫酸提取，二氧化硫气体通过气体压缩冷凝器使其冷凝液化，形成二氧化硫液体；气体压缩冷凝器的排热可加热工艺水、冷烟气后，经冷却塔排放，或直接经冷却塔排放。

5、根据权利要求1所述的冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的烟气降温热回收水处理脱盐系统，其特征是：烟气降温热回收水处理脱盐系统，通过烟气加热蒸馏器、冷却塔等部件顺序布置装配组成的冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置烟气降温热回收水处理脱盐系统；烟气加热蒸发器为平行六面体结构，烟气加热蒸发器的顶部出水口连接倾斜管道，倾斜管道上面有管口连接安装不冷凝性气体排放装置，倾斜管道连接纵向布置的热虹吸管，热虹吸管上端出口连接上置蒸发器，蒸发器底部连接有下水管道与烟气加热蒸发器的底部进水管连接，蒸发器顶部连接有排汽管道，与烟气加热蒸馏器的蒸馏装置连接，蒸馏装置内有冷凝器，与循环冷却水泵、管道和冷却塔连接，烟气加热蒸发器进水管与出水管为对角线等流径布置，烟气加热蒸发器的顶部安装有清灰装置；烟气加热蒸发器的横向截面为矩形结构，纵向截面为平行四边形结构，烟气加热蒸发器的底部与腔体的底部平行一致，上顶部和腔体的顶部盖板平面逐步顺延，宽度逐渐增加，形成烟气汇集腔，烟气加热蒸发器有足够的表面积，耐腐蚀。

6、根据权利要求1所述的冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的电解除硬加碱工艺系统，其特征是：冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的电解除硬加碱工艺系统，是将换热器加热的工艺水引入电解阳极槽，使水显酸性，再进入热管冷凝器加热后进入气液分离器，气液分离器工艺出水引出，进入二氧化碳气体注入器，加入二氧化碳气体，引到电解阴极槽，电解放出氢气，受集于储氢器中，工艺水引入沉淀器，经沉淀处理的工艺水，接入热交换器，直流电源的正极通过电导线与电解阳极槽阳极连接，直流电源的负极通过电导线与电解阴极槽阴极连接，电解阳极槽内的电隔板与电解阴极槽内的电隔板之间为同一块导体，或通过电导线互相连接的导体；电解阴极槽阴极为弹性金属电极，通过与除垢装置的相对运动实现除垢。

7、根据权利要求1所述的冷水溶解电解除硬加碱法烟气脱硫装置的洗烟除尘系统，其特征是：洗烟除尘系统，是经烟气加热蒸发器降温的烟气，通过喷淋洗烟除尘器对经过烟气加热蒸发器降温的烟气喷淋洗烟除尘，灰水经汇集槽，汇集于灰水收集池，经灰水泵泵入沉淀过滤器澄清，经循环泵引入洗烟喷淋器构成循环，喷淋洗烟除尘器和冷水溶解烟气脱硫器的水可直接雾化喷淋，或将水雾化喷淋于耐腐蚀，耐高温，大表面积，有好的烟气和水的流动特性的填料上。

8、根据权利要求1所述的清排灰装置，其特征是：清排灰装置，烟气换热器、热管换热器、烟气加热蒸馏器等装置配有清排灰装置，扩容腔体底部有清灰冲洗布水管等装置，扩容腔体底部有汇水槽，汇水槽与沉淀池连接；整套装置具有耐腐蚀、保温、密封特性；灰装置安装在烟气换热器、热管蒸发器和烟气加热蒸发器的顶部，用水、水蒸汽或压缩空气喷淋冲洗，清灰装置具有耐腐蚀特性。

9、根据权利要求1所述的清排灰装置，其特征是：清排灰装置，烟气换热器、热管换热器、烟气加热蒸馏器等装置配有清排灰装置，扩容腔体底部有清灰冲洗布水管等装置，扩容腔体底部有汇水槽，汇水槽与沉淀池连接；整套装置具有耐腐蚀、保温、密封特性；灰装置安装在烟气换热器、热管蒸发器和烟气加热蒸发器的顶部，用水、水蒸汽或压缩空气喷淋冲洗，清灰装置具有耐腐蚀特性。

10、根据权利要求1所述的热管蒸发器、热管冷凝器和扩容腔体，其特征是：热管蒸发器和热管冷凝器为毛吸重力式自然循环热管装置，热管装置吸热端热管蒸发器在下，放热端热管冷凝器在上，热管蒸发器与热管冷凝器通过垂直或可使液体自流的管道连接；扩容腔体可为六面体结构，扩容腔体的底可为同一连续倾斜底面，扩容腔体底面为从高到底以一定的斜度延伸的平面，扩容腔体的底部有沿坡度方向的，平行于坡面的波纹沟槽，腔体的壁面均为防腐耐酸材料制作，扩容腔体底面从高到低以次布置有清灰冲洗布水管装置，汇水槽；清灰装置冲洗水布水管，从排烟气腔体的底部的高端沿扩容腔体底部流下，汇入扩容腔体底部后端处的汇水槽，汇水槽有一定斜度，通过置于汇水槽终端底部的管道引出，与沉淀过滤器连接。