CN220779641U - 一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，包括：烟气净化冷却系统、地坑和封闭式循环冷却系统；所述烟气净化冷却系统具有冷却液输出端和冷却液输入端；所述地坑一端与所述冷却液输出端相连，以收集所述烟气净化冷却系统排出的烟气冷凝水以及冷却液，另一端通过所述封闭式循环冷却系统与所述冷却液输入端相连；所述封闭式循环冷却系统具有对所述地坑收集的烟气冷凝水和冷却液进行冷却，并输入所述烟气净化冷却系统的冷却供液状态，具有减少冷却液系统占地面积以及冷却液冷却过程中水分蒸发的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气处理的技术领域，特别是涉及一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统。
背景技术
火力发电企业目前基本完成超低排放改造，净烟气污染物中SO2浓度≤35mg/m3、NOx浓度≤50mg/m3、烟尘浓度≤10mg/m3，净烟气温度约50℃。若实现碳捕集，目前成熟的技术为胺法脱碳，其中，胺液对脱碳烟气烟温及酸性气体较为敏感，采用胺法脱碳时，SO2维持在10mg/m3以下，烟温维持在40℃左右较为合理，即采用胺法脱碳需进行烟气深度净化降温处理。
但现有的烟气净化系统的冷却液通常采用露天晾晒的方式进行散热，散热占地面积大且容易导致水液流失。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，包括：烟气净化冷却系统、地坑和封闭式循环冷却系统；所述烟气净化冷却系统具有冷却液输出端和冷却液输入端；所述地坑一端与所述冷却液输出端相连，以收集所述烟气净化冷却系统排出的烟气冷凝水以及冷却液，另一端通过所述封闭式循环冷却系统与所述冷却液输入端相连；所述封闭式循环冷却系统具有对所述地坑收集的烟气冷凝水和冷却液进行冷却，并输入所述烟气净化冷却系统的冷却供液状态。
优选地，所述烟气净化冷却系统包括填料塔和引风机；所述烟气净化冷却系统还具有烟气输入端和烟气输出端，所述烟气输入端与所述引风机相连。
优选地，所述封闭式循环冷却系统包括热交换器、第一循环冷却泵、机力冷却塔和第二循环冷却泵；所述热交换器一端与所述地坑相连，另一端与所述第一循环冷却泵相连，且所述第一循环冷却泵的出口端与所述冷却液输入端相连；所述热交换器、所述机力冷却塔和第二循环冷却泵串联以形成闭合式冷却水循环管路。
优选地，所述闭合式冷却水循环管路还连接有补水管；所述补水管与所述第二循环冷却泵的入口端相连通。
优选地，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、温度检测仪和流量检测仪；所述控制器与所述温度检测仪、所述流量检测仪、所述第一循环冷却泵、所述机力冷却塔以及所述第二循环冷却泵电连接；所述温度检测仪位于所述烟气输出端，以检测所述填料塔排出烟气温度；所述流量检测仪位于所述引风机与所述烟气输入端之间，以检测所述引风机的抽气量；所述引风机设置为变频引风机。
优选地，所述冷却液输出端和所述烟气输出端设置于所述填料塔上部，所述冷却液输入端和所述烟气输入端设置于所述填料塔上部，以使烟气和冷却液在所述填料塔内逆向对流。
优选地，还包括冷却液排出系统；所述冷却液排出系统包括输送泵和脱硫工业水箱；所述输送泵输入端与所述地坑相连，输出端与所述脱硫工业水箱相连，以将所述地坑中过剩的冷却液输出至所述脱硫工业水箱。
优选地，所述冷却液排出系统还包括液位检测仪和控制模块；所述液位检测仪位于所述地坑内，以检测所述地坑水液高度；所述控制模块与所述液位检测仪和所述输送泵电连接。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：相比于现有冷却系统对冷却液晾晒降温而言，本方案提供的一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，通过地坑和封闭式循环冷却系统的相互配合，能够减少晾晒方式时冷却系统占地面积大的缺陷，且封闭式循环冷却系统不会与外部对流，地坑与外部接触面积小，进而可减少冷却液本身降温过程中水分的蒸发，避免需要经常往冷却液和封闭式循环冷却系统中补水，以节水的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统的连接示意图。
图2为图1中控制器与温度检测仪、流量检测仪、第一循环冷却泵、机力冷却塔和第二循环冷却泵的电连接示意图。
图3为本实用新型系统的控制框架流程示意图。
附图标记说明：
1、烟气净化冷却系统；11、冷却液输出端；12、冷却液输入端；13、填料塔；14、引风机；15、烟气输入端；16、烟气输出端；2、地坑；3、封闭式循环冷却系统；31、热交换器；311、冷却液进口；312、冷却液出口；313、冷却水进口；314、冷却水出口；32、第一循环冷却泵；33、机力冷却塔；34、第二循环冷却泵；35、补水管；4、控制系统；41、控制器；42、温度检测仪；43、流量检测仪；5、冷却液排出系统；51、输送泵；52、脱硫工业水箱；53、液位检测仪；54、控制模块。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
参见图1，本实用新型实施例提供了一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，包括烟气净化冷却系统1、地坑2和封闭式循环冷却系统3。其中，烟气净化冷却系统1具有冷却液输出端11和冷却液输入端12；地坑2一端与冷却液输出端11相连，以收集烟气净化冷却系统1排出的烟气冷凝水以及冷却液，地坑2的另一端通过封闭式循环冷却系统3与冷却液输入端12相连，以使地坑2内的暂时存储的冷却液(混有烟气冷凝水)能够经过封闭式循环冷却系统3冷却后再通过冷却液输入端12输入烟气净化冷却系统1。即在烟气净化冷却系统1内对烟气进行降温后的冷却液能够通过冷却液输出端11排入地坑2，由于烟气通常为饱和烟气或近饱和烟气，因此降温过程中，烟气中有水析出，故地坑2除了收集冷却液输出端11排出的冷却液外，还会收集烟气冷凝水，烟气冷凝水与冷却液混合还能实现对冷却液补水，进而实现系统节水。而封闭式循环冷却系统3能够对地坑2收集的烟气冷凝水和冷却液进行冷却，并将冷却后的冷却液再从冷却液输入端12输入烟气净化冷却系统1，对烟气进行冷却降温。相比于现有冷却系统对冷却液晾晒降温而言，本方案通过地坑2和封闭式循环冷却系统3的相互配合，能够减少晾晒方式时冷却系统占地面积大的缺陷，且封闭式循环冷却系统3不会与外部对流，地坑2与外部接触面积小，进而可减少冷却液本身降温过程中水分的蒸发，避免需要经常往冷却液和封闭式循环冷却系统3中补水，以节水的效果。
具体地说，冷却液可采用多种溶液，能够实现对烟气内杂质的处理即可，在本实施例中冷却液设置为碳酸氢钠溶液，以降低烟气中SO2含量。由于烟气冷凝水可实现补水，可直接往地坑2内加入碳酸氢钠粉末与烟气冷凝水混合，当然，当烟气冷凝水不足时，也可通过管路往地坑2内补水。
进一步地说，为了避免地坑2内碳酸氢钠溶液的水分蒸发，地坑2上端可设置固定盖板，并在盖板上设置开口，用于添加碳酸氢钠粉末和水，当然，也可将盖板设置为可拆卸整板，需要添加碳酸氢钠粉末和水时，将盖板拆下即可。
为了增加烟气与冷却液的换热效果，在本实施例中，烟气净化冷却系统1包括填料塔13和引风机14；烟气净化冷却系统1还具有烟气输入端15和烟气输出端16，烟气输入端15与引风机14相连，进而利用填料塔13进行气液接触实现烟气的降温与酸性气体捕集。
进一步地说，冷却液输出端11和烟气输出端16设置于填料塔13上部。冷却液输入端12和烟气输入端15设置于填料塔13下部。具体地，冷却液输出端11可连接于填料塔13一侧，烟气输出端16可设置于填料塔13最顶端位置，冷却液输入端12和烟气输入端15可分别位于填料塔13下部的两侧，当然，冷却液输入端12和烟气输入端15也可都位于填料塔13最底端位置，或其中之一位于填料塔13最底端位置。此设置使得气体能够在填料塔13内自下向上运动，而冷却液则在填料塔13内自上向下运动，进而实现烟气和冷却液的逆向对流，以增加烟气冷却和净化效果。
参见图1，在本实施例中，封闭式循环冷却系统3包括热交换器31、第一循环冷却泵32、机力冷却塔33和第二循环冷却泵34。其中，热交换器31可采用间壁式换热，热交换器31一端与地坑2相连，另一端与第一循环冷却泵32相连，且第一循环冷却泵32的出口端与冷却液输入端12相连；热交换器31、机力冷却塔33和第二循环冷却泵34串联以形成闭合式冷却水循环管路。具体地，热交换器31包括冷却液进口311、冷却液出口312、冷却水进口313和冷却水出口314，冷却液从冷却液进口311输入再从冷却液出口312输出，冷却水自冷却水进口313进入再从冷却水出口314输出，进而冷却水与冷却液热交换，以对冷却液进行降温。其中，冷却液进口311与地坑2的输出端相连，冷却液出口312连接第一循环冷却泵32，通过第一循环冷却泵32将冷却后的冷却液输送至冷却液输入端12，进而供给填料塔13。冷却水进口313和冷却水出口314之间串联有机力冷却塔33和第二循环冷却泵34，利用机力冷却塔33对冷却水降温备用，利用第二循环冷却泵34将冷却水供给热交换器31。进一步地说，为了保证冷却水的充足，闭合式冷却水循环管路还连接有补水管35；补水管35可直接连接于第二循环冷却泵34的输入端，以使补充的冷却水直接供给热交换器31，当然，在其他实施例中，补水管35也可连接于机力冷却塔33一端。
参见图1至图3，在本实施例中，还包括控制系统4，控制系统4包括控制器41、温度检测仪42和流量检测仪43；控制器41与温度检测仪42、流量检测仪43、第一循环冷却泵32、机力冷却塔33以及第二循环冷却泵34电连接；温度检测仪42位于烟气输出端16，以检测填料塔13排出烟气温度；流量检测仪43位于引风机14与烟气输入端15之间，以检测引风机14的抽气量；引风机14设置为变频引风机。
具体地，可根据预补集二氧化碳量控制变频引风机频率变化，进而控制变频引风机的风量，例如：二氧化碳捕集量增加时，利用控制器41控制变频引风机的风量增大，以增加抽气量，而流量检测仪43检测到抽气量增大后，可将信号传递至控制器41，进而通过控制器41控制增加第一循环冷却泵32、机力冷却塔33以及第二循环冷却泵34出力，增加对冷却液的冷却效果，进一步增加对烟气的冷却效果；二氧化碳捕集量增加时，利用控制器41控制变频引风机的风量减小，以减小抽气量，而流量检测仪43检测到抽气量减小后，可将信号传递至控制器41，进而通过控制器41控制减小第一循环冷却泵32、机力冷却塔33以及第二循环冷却泵34出力，既能达到对冷却液和烟气的冷却效果，又可避免资源的浪费。同理，还可通过温度检测仪42检测排出烟气的温度，当温度较高时(例如大于45℃时)，可通过控制器41控制增加第一循环冷却泵32、机力冷却塔33以及第二循环冷却泵34出力，增加对冷却液的冷却效果，进一步增加对烟气的冷却效果；当温度较低时(例如小于35℃时)，可通过控制器41控制减小第一循环冷却泵32、机力冷却塔33以及第二循环冷却泵34出力，既能达到对冷却液和烟气的冷却效果，又可避免能源的浪费。通过上述方案，进而可通过碳捕集规模的前馈对变频引风机、第一循环冷却泵32、机力冷却塔33以及第二循环冷却泵34进行前馈调整，通过温度检测仪42对烟气输出端16进行温度监测并通过检测的温度实时对第一循环冷却泵32、机力冷却塔33以及第二循环冷却泵34进行反馈调节，实现系统不同二氧化碳搜集规模的及时且精确调节；此外，通过控制系统4对系统动力设备(如变频引风机、第一循环冷却泵32、机力冷却塔33以及第二循环冷却泵34等)的精确控制，能够实现系统的节能降耗。
参见图1，进一步地说，由于烟气冷凝水和冷却液均具有暂存于地坑2内的状态，为了避免地坑2内液体过多溢出，在本实施例中，还包括冷却液排出系统5；冷却液排出系统5包括输送泵51和脱硫工业水箱52；输送泵51输入端与地坑2相连，输出端与脱硫工业水箱52相连，以将地坑2中过剩的冷却液输出至脱硫工业水箱52。当然，在其他实施例中，也可不设置输送泵51，而是将脱硫工业水箱52设置于低于地坑2平面，通过重力进而气压，使地坑2内多余的水液转移至脱硫工业水箱52。
进一步地，为了实现精准自动控制，在本实施例中，冷却液排出系统5还包括液位检测仪53和控制模块54；液位检测仪53位于地坑2内，以检测地坑2水液高度；控制模块54与液位检测仪53和输送泵51电连接。具体地，可根据实际需求在地坑2内设置警戒线，并在警戒线位置安装液位检测仪53，当液位检测仪53检测到水位超过警戒线时，将检测信号传递至控制模块54，控制模块54再控制输送泵51启动或关闭。当然，在其他实施例中，也可不设置控制模块54和液位检测仪53，而是通过手动调节，还可只设置液位检测仪53，并将液位检测仪53和输送泵51与控制器41电连接，通过控制器41控制输送泵51的启闭。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，其特征在于，包括：烟气净化冷却系统(1)、地坑(2)和封闭式循环冷却系统(3)；
所述烟气净化冷却系统(1)具有冷却液输出端(11)和冷却液输入端(12)；
所述地坑(2)一端与所述冷却液输出端(11)相连，以收集所述烟气净化冷却系统(1)排出的烟气冷凝水以及冷却液，另一端通过所述封闭式循环冷却系统(3)与所述冷却液输入端(12)相连；
所述封闭式循环冷却系统(3)具有对所述地坑(2)收集的烟气冷凝水和冷却液进行冷却，并输入所述烟气净化冷却系统(1)的冷却供液状态。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，其特征在于，所述烟气净化冷却系统(1)包括填料塔(13)和引风机(14)；
所述烟气净化冷却系统(1)还具有烟气输入端(15)和烟气输出端(16)，所述烟气输入端(15)与所述引风机(14)相连。
3.根据权利要求2所述的一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，其特征在于，所述封闭式循环冷却系统(3)包括热交换器(31)、第一循环冷却泵(32)、机力冷却塔(33)和第二循环冷却泵(34)；
所述热交换器(31)一端与所述地坑(2)相连，另一端与所述第一循环冷却泵(32)相连，且所述第一循环冷却泵(32)的出口端与所述冷却液输入端(12)相连；
所述热交换器(31)、所述机力冷却塔(33)和第二循环冷却泵(34)串联以形成闭合式冷却水循环管路。
4.根据权利要求3所述的一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，其特征在于，所述闭合式冷却水循环管路还连接有补水管(35)；
所述补水管(35)与所述第二循环冷却泵(34)的入口端相连通。
5.根据权利要求3或4所述的一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，其特征在于，还包括控制系统(4)，所述控制系统(4)包括控制器(41)、温度检测仪(42)和流量检测仪(43)；
所述控制器(41)与所述温度检测仪(42)、所述流量检测仪(43)、所述第一循环冷却泵(32)、所述机力冷却塔(33)以及所述第二循环冷却泵(34)电连接；
所述温度检测仪(42)位于所述烟气输出端(16)，以检测所述填料塔(13)排出烟气温度；
所述流量检测仪(43)位于所述引风机(14)与所述烟气输入端(15)之间，以检测所述引风机(14)的抽气量；
所述引风机(14)设置为变频引风机。
6.根据权利要求2所述的一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，其特征在于，所述冷却液输出端(11)和所述烟气输出端(16)设置于所述填料塔(13)上部，所述冷却液输入端(12)和所述烟气输入端(15)设置于所述填料塔(13)上部，以使烟气和冷却液在所述填料塔(13)内逆向对流。
7.根据权利要求1所述的一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，其特征在于，还包括冷却液排出系统(5)；
所述冷却液排出系统(5)包括输送泵(51)和脱硫工业水箱(52)；所述输送泵(51)输入端与所述地坑(2)相连，输出端与所述脱硫工业水箱(52)相连，以将所述地坑(2)中过剩的冷却液输出至所述脱硫工业水箱(52)。
8.根据权利要求7所述的一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统，其特征在于，所述冷却液排出系统(5)还包括液位检测仪(53)和控制模块(54)；
所述液位检测仪(53)位于所述地坑(2)内，以检测所述地坑(2)水液高度；
所述控制模块(54)与所述液位检测仪(53)和所述输送泵(51)电连接。
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| CN202322497177.4U CN220779641U (zh) | 2023-09-14 | 2023-09-14 | 一种火电机组二氧化碳捕集烟气净化系统 |
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2023
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