CN204395730U - 一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统 - Google Patents
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Abstract
一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统,该系统包括吸收塔、SO2再生器、CO2再生塔、CO2分离器、SO2分离器、脱硫脱碳溶液热交换器、脱硫液贫富换热器、脱碳液贫富换热器、脱碳液冷却器、脱硫液冷却器和CO2冷却器;吸收塔内部从下向上依次分为脱硫区域、脱碳区域和尾气洗涤区域;该系统可用于电站锅炉和化工领域同时含SO2和CO2烟气的酸性气体收集,具有同时实现SO2和CO2脱除的功能;该工艺系统利用SO2与CO2再生过程的温度差,在系统内部实现温度的梯级利用,同时利用CO2再生过程的余热作为SO2再生热源,利用CO2再生分离后的液态水作为SO2再生后的气液分离冷源,该系统最终分别获得高纯度的SO2和CO2气体。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气脱硫及温室气体减排技术领域,具体涉及一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统。
背景技术
目前,燃煤锅炉均要求加装烟气脱硫设施,绝大部分采用石灰石湿法脱硫技术,脱硫效率能达到90%以上,SO2排放一般为50~100mg/Nm3。随着环保标准的不断提高和近期国家发改委关于“煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)”的出台,要求我国东部地区新建燃煤机组SO2排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,SO2排放浓度不高于35mg/Nm3),中部地区原则上也要达到或接近该限值。为达到该指标,必须采用更加高效的脱硫装置,一方面可以在现有石灰石湿法脱硫技术基础上实施增容改造,采用单塔双循环或双塔双循环的方式,一方面则是采用其它更高效的脱硫技术。
在传统污染物不断提高环保标准,污染物控制系统广泛得到应用的同时,主要温室气体CO2的减排近年来也日益得到重视。很多西方国家已经开始推动实质性的电厂脱碳工作。但是由于燃煤锅炉烟气具有气量大的特点,而其CO2的含量是SO2含量的数十倍以上,使得CO2的捕集系统投资大。由于CO2与SO2均是酸性气体,具备采用类似脱除技术的先天条件,可以实现联合脱除。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题,本实用新型的目的在于提供一种烟气 联合脱硫脱碳的工艺系统,能够在一个系统单元内实现SO2和CO2的脱除,且各自的脱除过程并非独立而是互为补充,最终实现一种完全集成化的脱硫脱碳系统。
为了实现上述实用新型目的,本实用新型采取的技术方案是:
一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统,包括吸收塔1,所述吸收塔1内部从下向上依次分为脱硫区域1A、脱碳区域1B和尾气洗涤区域1C,所述脱硫区域1A底部依次通过脱硫脱碳溶液热交换器6和脱硫液贫富换热器7与SO2再生器2的上部连通,所述脱碳区域1B底部通过脱碳液贫富换热器8与CO2再生塔3的上部连通,所述尾气洗涤区域1C的顶部与大气连通;所述CO2再生塔3底部通过脱碳液贫富换热器8、脱硫脱碳溶液热交换器6和脱碳液冷却器9与脱碳区域1B上部连通;所述SO2再生器2的底部与CO2再生塔3的顶部连通,同时通过脱硫液贫富换热器7和脱硫液冷却器10与脱硫区域1A的上部连通,还通过CO2冷却器11与CO2分离器4上部连通,所述SO2再生器2的顶部与SO2分离器5的上部连通;所述SO2分离器5底部分别与SO2再生器2和CO2再生塔3的上部连通;所述CO2分离器4底部与SO2分离器5的上部连通。
本实用新型和现有技术相比,具有如下优点:
1)由于吸收塔1内实现了SO2和CO2的脱除,节省了需要分别建造两个吸收塔分别进行SO2和CO2的吸收,同时利用SO2与CO2再生过程的温度差,在系统内部实现温度的梯级利用,同时利用CO2再生过程的余热作为SO2的再生热源,利用CO2再生分离后的液态水作为SO2再生后的气液分离冷源,该系统最终分别获得高纯度的SO2和CO2气体。
2)利用脱硫液与脱碳液在再生阶段的温度差(脱碳液比脱硫液再生温度高约20℃),在吸收塔1的脱硫区域1A底部出口的脱硫液首先经过脱硫脱碳溶液 热交换器6,回收部分脱碳再生液的热量后再通过脱硫液贫富换热器7,回收脱硫液自身再生后的热量,实现了温度的梯级利用。
3)考虑脱硫与脱碳再生阶段的温度差及再生出的SO2与CO2的量差,将从CO2再生塔3顶部排出的脱碳液再生出的CO2混合气体导入SO2再生器2中,作为脱硫液再生热源,既满足了脱硫液再生用热,同时也降低了CO2冷却器11中需要的冷却水用量。
4)将CO2分离器4中CO2再生气分离后低温液态水导入SO2分离器5中喷淋,将从SO2再生器2顶部离开并进入SO2分离器5中的SO2再生气直接冷却,从而实现SO2再生气中SO2气体与水分的分离。
附图说明
附图为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例,对本实用新型作进一步的详细描述。
如附图所示,本实用新型一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统,包括吸收塔1,所述吸收塔1内部从下向上依次分为脱硫区域1A、脱碳区域1B和尾气洗涤区域1C,所述脱硫区域1A底部依次通过脱硫脱碳溶液热交换器6和脱硫液贫富换热器7与SO2再生器2的上部连通,所述脱碳区域1B底部通过脱碳液贫富换热器8与CO2再生塔3的上部连通,所述尾气洗涤区域1C的顶部与大气连通;所述CO2再生塔3底部通过脱碳液贫富换热器8、脱硫脱碳溶液热交换器6和脱碳液冷却器9与脱碳区域1B上部连通;所述SO2再生器2的底部与CO2再生塔3的顶部连通,同时通过脱硫液贫富换热器7和脱硫液冷却器10与脱硫区域1A的上部连通,还通过CO2冷却器11与CO2分离器4上部连通,所述SO2再生器2的顶部与SO2分离器5的上部连通;所述SO2分离器5底部分别与SO2再生器2 和CO2再生塔3的上部连通;所述CO2分离器4底部与SO2分离器5的上部连通。
如附图所示,本实用新型的工作原理为:含SO2和CO2的烟气从吸收塔1的底部进入,首先在吸收塔1的脱硫区域1A内与从脱硫区域1A上部喷淋进入的脱硫液逆流接触,吸收SO2的脱硫液即脱硫富液从脱硫区域1A底部排出,脱硫富液首先通过脱硫脱碳溶液热交换器6,回收部分脱碳再生液的热量后再通过脱硫液贫富换热器7,回收脱硫液自身再生后的热量,最后从SO2再生器2的上部进入SO2再生器2;吸收塔1内的烟气通过脱硫区域1A后随即进入脱碳区域1B,与从脱碳区域1B上部喷淋进入的脱碳液逆流接触,吸收CO2的脱碳液即脱碳富液从脱碳区域1B底部排出,脱碳富液经过脱碳液贫富换热器8,回收脱碳富液自身再生后的热量,最后从CO2再生塔3的上部进入CO2再生塔3;吸收塔1内的烟气通过脱碳区域1B后随即进入尾气洗涤区域1C,在尾气洗涤区域1C内烟气通过循环的洗涤水洗涤后从吸收塔1顶部即尾气洗涤区域1C排入大气;从CO2再生塔3上部进入的脱碳富液从上至下喷淋,通过外部热源加热脱碳富液,使脱碳富液再生分离出CO2后从CO2再生塔3底部流出,流出的脱碳再生液即脱碳贫液经过脱碳液贫富换热器8,与脱碳富液换热后再通过脱硫脱碳溶液热交换器6,进一步利用脱碳贫液的热量加热脱硫富液,降温后的脱碳贫液通过脱碳液冷却器9降温,最后从脱碳区域1B上部进入吸收塔1,开始新一轮的CO2吸收过程;从SO2再生器2上部进入的脱硫富液,通过从CO2再生塔3引入的CO2混合气体提供热源来加热,使脱硫液再生分离出SO2后从SO2再生器2底部流出,流出的脱硫再生液即脱硫贫液经过脱硫液贫富换热器7,与脱硫富液换热降温,降温后的脱硫贫液通过脱硫液冷却器10降温,最后从脱硫区域1A上部进入吸收塔1,开始新一轮的SO2吸收过程;从CO2再生塔3顶部排出的脱碳液 再生出的CO2混合气体,进入SO2再生器2中,作为脱硫液再生的热源,换热降温后的CO2混合气体(含气液混合相的水)从SO2再生器2底部流出,通过CO2冷却器11冷却降温,然后进入CO2分离器4中,分离后的CO2从CO2分离器4顶部排出进入后续工段,分离出的液态水从CO2分离器4底部导入SO2分离器5中喷淋,将从SO2再生器2顶部离开并进入SO2分离器5中的SO2再生气直接冷却,从而实现SO2再生气中SO2气体与水分的分离,分离后的SO2从SO2分离器5顶部排出进入后续工段,分离出的液态水分为两路,通过流量控制分别注入SO2再生器2和CO2再生塔3上部,分别维持SO2吸收再生和CO2吸收再生回路的水平衡。
Claims (1)
1.一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统,其特征在于:包括吸收塔(1),所述吸收塔(1)内部从下向上依次分为脱硫区域(1A)、脱碳区域(1B)和尾气洗涤区域(1C),所述脱硫区域(1A)底部依次通过脱硫脱碳溶液热交换器(6)和脱硫液贫富换热器(7)与SO2再生器(2)的上部连通,所述脱碳区域(1B)底部通过脱碳液贫富换热器(8)与CO2再生塔(3)的上部连通,所述尾气洗涤区域(1C)的顶部与大气连通;所述CO2再生塔(3)底部通过脱碳液贫富换热器(8)、脱硫脱碳溶液热交换器(6)和脱碳液冷却器(9)与脱碳区域(1B)上部连通;所述SO2再生器(2)的底部与CO2再生塔(3)的顶部连通,同时通过脱硫液贫富换热器(7)和脱硫液冷却器(10)与脱硫区域(1A)的上部连通,还通过CO2冷却器(11)与CO2分离器(4)上部连通,所述SO2再生器(2)的顶部与SO2分离器(5)的上部连通;所述SO2分离器(5)底部分别与SO2再生器(2)和CO2再生塔(3)的上部连通;所述CO2分离器(4)底部与SO2分离器(5)的上部连通。
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CN104511228A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-15 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统及方法 |
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