脫硫煙氣水回收系統的製作方法
2023-12-03 07:50:31 2
本發明涉及脫硫煙氣水回收系統。
背景技術：
石灰石-石膏溼法煙氣脫硫技術是目前應用最廣泛、最成熟的火電廠煙氣脫硫技術。該技術自身原理決定了其巨大的用水量。據了解，煙氣溼法脫硫系統用水量超過了機組總用水量的50%。1臺600MW機組一般用水量為120t/h，年耗水量為80萬噸，這對缺水地區的水資源和環境構成嚴重影響。而煙氣幹法或半乾法脫硫技術存在短板，且造價是煙氣溼法脫硫系統的5倍以上。因此，如何減少煙氣溼法脫硫系統的耗水量，試驗煙氣溼法脫硫系統零水耗或超低水耗是目前的重要研究課題。
關於火電廠節水技術的研究一直是國內外科研機構、技術企業所關注的熱門方向，也是「資源節約型」發展方式的重要組成。目前國內外對於火電廠節水方式的研究重點放在了冷凝換熱器以及低溫省煤器上。
在冷凝換熱技術中，鍋爐煙氣餘熱與水分聯合回收是通過冷凝換熱器實現的，通過冷凝換熱器將鍋爐的排煙溫度降低到足夠低的水平，煙氣中的水蒸氣就會凝結而放出氣化潛熱，將氣化潛熱加以利用提高能源利用效率，同時收集冷凝水加以利用，減少系統水耗。煙氣冷凝換熱技術最先由西方發達國家研究及應用，20世紀以來，荷蘭、法國、英國、奧地利、德國和美國相繼進行了研製，在鍋爐中增設各型冷凝換熱器，回收並利用煙氣中水蒸氣冷凝時放出的汽化潛熱，使得鍋爐效率可提高10%～15%。但是冷凝換熱技術處理煙氣量小，設備規模小，難以實現大型火電廠的推廣應用，成為制約該技術發展的桎梏。
鍋爐尾部煙氣中含有硫氧化物，當排煙溫度低於酸露點時，硫氧化物與水蒸氣凝結形成硫酸腐蝕換熱器。正是為了防止低溫酸露腐蝕，排煙溫度一般需高於120℃，造成大量能源浪費。除非有合適的耐腐蝕換熱設備，否則排煙溫度受腐蝕問題的限制而難以降低。為解決這一問題，人們嘗試採用合金、陶瓷等特種材料換熱器，但研究和實踐表明這些換熱器的性能或性價比不夠理想，還需要繼續尋找其他技術方案。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種脫硫煙氣水回收系統，其可回收煙氣中的水，並儘可能的回收煙氣系統的熱量。
為實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種脫硫煙氣水回收系統，包括：煙氣脫硫吸收塔，煙氣水吸收塔，吸收液再生塔，吸收液冷卻器，蒸汽換熱器，以及真空泵；
所述煙氣脫硫吸收塔的頂部外接有淨煙氣輸出管，煙氣水吸收塔設有淨煙氣輸入口，煙氣脫硫吸收塔通過淨煙氣輸出管與煙氣水吸收塔的淨煙氣輸入口連接；
所述煙氣水吸收塔的頂部外接有幹煙氣輸出管；煙氣水吸收塔內部由上至下依次設有第一除霧器、第一噴淋器和湍流混合器；煙氣水吸收塔的底部設有第一出液口；上述淨煙氣輸入口位於湍流混合器下方，且位於第一出液口上方；
所述吸收液再生塔的頂部外接有低壓飽和蒸汽輸出管；吸收液再生塔內部由上至下依次設有第二除霧器、布氣板、第二噴淋器和吸收液換熱器；吸收液再生塔的底部設有第二出液口，且吸收液再生塔還設有吸收液輸入口；
所述吸收液換熱器位於吸收液再生塔底部，吸收液換熱器用於再生吸收液與煙氣的換熱；吸收液換熱器包括供煙氣流通的換熱管，該換熱管的輸入端外接有原煙氣輸入管，該換熱管的輸出端外接有換熱煙氣輸出管，換熱管的輸出端通過該換熱煙氣輸出管連接至煙氣脫硫吸收塔的煙氣輸入端；
所述第一出液口通過第一輸液管與吸收液輸入口連接，該第一輸液管上設有第一輸液泵；
所述第二出液口通過第二輸液管與第一噴淋器的輸入端連接，該第二輸液管上設有第二輸液泵，且第二輸液管上還設有吸收液冷卻器；第二輸液管還通過輸液支管與第二噴淋器的輸入端連接，該輸液支管與第二輸液管的連接部位於第二輸液泵的下遊；
所述吸收液再生塔通過低壓飽和蒸汽輸出管連接蒸汽換熱器，該蒸汽換熱器設有蒸汽冷卻倉，該蒸汽冷卻倉內設有供冷卻介質流通的換熱管；所述蒸汽冷卻倉通過抽氣管連接上述真空泵；所述蒸汽冷卻倉底部外接有蒸汽冷凝水回收管，且該蒸汽冷凝水回收管連接至蒸汽冷凝水回收罐，該蒸汽冷凝水回收罐底部外接有工藝用水輸送管，該工藝用水輸送管上設有第三輸液泵；
所述吸收液再生塔向煙氣水吸收塔提供吸收液，該吸收液用於吸收淨煙氣內的水蒸汽。
優選的，所述蒸汽換熱器選自間接空氣換熱器、熱泵和冷卻器中的一種或幾種。
優選的，所述第一除霧器、第二除霧器選自管束式除塵除霧器、過濾式除塵除霧器、平板式除霧器、屋脊式除霧器、旋流板除霧器中的一種或幾種。
優選的，所述吸收液輸入口位於第二噴淋器下方。
優選的，所述煙氣脫硫吸收塔配有脫硫循環泵。
優選的，所述吸收液為LiCl、LiBr或CaCl2的水溶液。
優選的，CaCl2水溶液中CaCl2的濃度為5%～50%；LiBr水溶液中LiBr的濃度為5%～60%。
優選的，CaCl2的水溶液中CaCl2的濃度為42%～46%。
本發明提供一種脫硫煙氣水回收系統，可解決系統工藝水耗水量大的難題，可最大限度的回收飽和淨煙氣中的水，同時也可以最大限度的利用飽和煙氣中的熱。
煙氣脫硫吸收塔頂端排出的淨煙氣經淨煙氣輸出管送入煙氣水吸收塔，吸收液再生塔底部的吸收液通過第二輸液泵泵入第一噴淋器（且吸收液經過吸收液冷卻器降溫），經第一噴淋器噴淋後，吸收液在煙氣水吸收塔內與煙氣脫硫吸收塔送來的飽和淨煙氣進行傳質傳熱過程，飽和淨煙氣內的水蒸汽被吸收液吸收後，隨吸收液一起落入煙氣水吸收塔的塔底，煙氣水吸收塔上部安裝的第一除霧器能除去大量的細小霧滴，減少吸收液的損失並提高水的回收效率；煙氣水吸收塔內的湍流混合器能實現吸收液與淨煙氣的高效傳質傳熱，最大限度的吸收煙氣中的水蒸氣。
第二輸液泵將煙氣水吸收塔塔底的吸收液泵入吸收液再生塔，未脫硫的原煙氣流經吸收液再生塔塔底的吸收液換熱器，並加熱吸收液，吸收液溫度升高，並經真空泵抽吸，使吸收液在低壓下沸騰蒸發，沸騰蒸發的低壓蒸汽經蒸汽換熱器冷卻後冷凝成回收水（蒸汽冷凝水），回收水存入冷凝水回收罐，並可通過第三輸液泵泵送至用水工序。
本發明具有如下特點：
1、採用低飽和氣壓的吸收液（如CaCl2水溶液、LiBr水溶液等）吸收飽和淨煙氣中的水蒸氣，能大幅度提高飽和淨煙氣中的水回收效率。採用採用低飽和氣壓的吸收液吸收煙氣中的水蒸氣吸收效果好，特別適合我國北方缺水地區，該工藝技術適應性強。
2、可以通過調整吸收液的濃度、吸收液的溫度、吸收液的噴淋量來調整煙氣水回收的量。
3、回收水（蒸汽冷凝水）水質好。採用CaCl2水溶液為吸收液時回收水中的懸浮物含量<15mg/L，回收水pH值在4.5～6.0之間，總可溶鹽含量<25mg/L，Ca2+含量<5mg/L，Cl-含量<5mg/L。回收水可直接應用於其他工藝系統作為一般工藝水使用，也可處理後作為鍋爐用水。採用閃蒸塔（吸收液再生塔）閃蒸後的冷凝水，懸浮物含量僅為5～10mmg/L，處理後還可應用在純水製備等方面。採用LiBr水溶液為吸收液時，水質基本上相同，其中的Li+含量<5mg/L,其中的Br-含量<5mg/L。
附圖說明
圖1是本發明的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
本發明具體實施的技術方案是：
如圖1所示，一種脫硫煙氣水回收系統，包括：煙氣脫硫吸收塔1，煙氣水吸收塔2，吸收液再生塔3，吸收液冷卻器4，蒸汽換熱器6，以及真空泵5；
所述煙氣脫硫吸收塔1的頂部外接有淨煙氣輸出管C，煙氣水吸收塔2設有淨煙氣輸入口，煙氣脫硫吸收塔1通過淨煙氣輸出管C與煙氣水吸收塔2的淨煙氣輸入口連接；
所述煙氣水吸收塔2的頂部外接有幹煙氣輸出管D；煙氣水吸收塔2內部由上至下依次設有第一除霧器2a、第一噴淋器2b和湍流混合器2c；煙氣水吸收塔2的底部設有第一出液口；上述淨煙氣輸入口位於湍流混合器2c下方，且位於第一出液口上方；
所述吸收液再生塔3的頂部外接有低壓飽和蒸汽輸出管F；吸收液再生塔3內部由上至下依次設有第二除霧器3a、布氣板3b、第二噴淋器3c和吸收液換熱器3d；吸收液再生塔3的底部設有第二出液口，且吸收液再生塔3還設有吸收液輸入口；
所述吸收液換熱器3d位於吸收液再生塔3底部，吸收液換熱器3d用於再生吸收液與煙氣的換熱；吸收液換熱器3d包括供煙氣流通的換熱管，該換熱管的輸入端外接有原煙氣輸入管A，該換熱管的輸出端外接有換熱煙氣輸出管B，換熱管的輸出端通過該換熱煙氣輸出管B連接至煙氣脫硫吸收塔1的煙氣輸入端；
所述第一出液口通過第一輸液管a1與吸收液輸入口連接，該第一輸液管a1上設有第一輸液泵9；
所述第二出液口通過第二輸液管a2與第一噴淋器2b的輸入端連接，該第二輸液管a2上設有第二輸液泵10，且第二輸液管a2上還設有吸收液冷卻器4；第二輸液管a2還通過輸液支管a4與第二噴淋器3c的輸入端連接，該輸液支管a4與第二輸液管a2的連接部位於第二輸液泵10的下遊；
所述吸收液再生塔3通過低壓飽和蒸汽輸出管F連接蒸汽換熱器6，該蒸汽換熱器6設有蒸汽冷卻倉，該蒸汽冷卻倉內設有供冷卻介質E流通的換熱管；所述蒸汽冷卻倉通過抽氣管連接上述真空泵5；所述蒸汽冷卻倉底部外接有蒸汽冷凝水回收管a3，且該蒸汽冷凝水回收管a3連接至蒸汽冷凝水回收罐7，該蒸汽冷凝水回收罐7底部外接有工藝用水輸送管，該工藝用水輸送管上設有第三輸液泵8；
所述吸收液再生塔3向煙氣水吸收塔2提供吸收液，該吸收液用於吸收淨煙氣內的水蒸汽。
優選的，所述蒸汽換熱器6選自間接空氣換熱器、熱泵和冷卻器中的一種或幾種。
優選的，所述第一除霧器2a、第二除霧器3a選自管束式除塵除霧器、過濾式除塵除霧器、平板式除霧器、屋脊式除霧器、旋流板除霧器中的一種或幾種。
優選的，所述吸收液輸入口位於第二噴淋器3c下方。
優選的，所述煙氣脫硫吸收塔1配有脫硫循環泵。
優選的，所述吸收液為LiCl、LiBr或CaCl2的水溶液。
優選的，CaCl2水溶液中CaCl2的濃度為5%～50%；LiBr水溶液中LiBr的濃度為5%～60%。
優選的，CaCl2的水溶液中CaCl2的濃度為42%～46%。
煙氣脫硫吸收塔1頂端排出的淨煙氣經淨煙氣輸出管C送入煙氣水吸收塔2，吸收液再生塔3底部的吸收液通過第二輸液泵10泵入第一噴淋器2b（且吸收液經過吸收液冷卻器4降溫），經第一噴淋器2b噴淋後，吸收液在煙氣水吸收塔2內與煙氣脫硫吸收塔1送來的飽和淨煙氣進行傳質傳熱過程，飽和淨煙氣內的水蒸汽被吸收液吸收後，隨吸收液一起落入煙氣水吸收塔2的塔底，煙氣水吸收塔2上部安裝的第一除霧器2a能除去大量的細小霧滴，減少吸收液的損失並提高水的回收效率；煙氣水吸收塔2內的湍流混合器2c能實現吸收液與淨煙氣的高效傳質傳熱，最大限度的吸收煙氣中的水蒸氣。
第二輸液泵10將煙氣水吸收塔2塔底的吸收液泵入吸收液再生塔3，未脫硫的原煙氣流經吸收液再生塔3塔底的吸收液換熱器3d，並加熱吸收液，吸收液溫度升高，並經真空泵5抽吸，使吸收液在低壓下沸騰蒸發，沸騰蒸發的低壓蒸汽經蒸汽換熱器6冷卻後冷凝成回收水（蒸汽冷凝水），回收水存入冷凝水回收罐，並可通過第三輸液泵8泵送至用水工序。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。