電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統及方法
2023-12-09 23:45:01
專利名稱：電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統及方法
技術領域：
本發明屬於環保脫碳技術領域，具體涉及一種適用於電廠燃煤煙氣二氧化碳捕集 前煙氣淨化處理的多旁路可調式煙氣淨化處理裝置及其方法。
背景技術：
目前，燃煤電廠煙氣的碳捕集和封存技術是實現未來溫室氣體減排目標最有效的 技術途徑之一。該類技術多採用化學吸收工藝，其中，由於化學吸收工藝中吸收溶劑及電廠 燃煤煙氣成分的特點，二氧化碳捕集前基本都要設置煙氣洗滌系統對煙氣進行淨化處理， 基本除去煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，減少二氧化碳捕集工藝中溶劑的損耗。煙氣洗滌系統通常包括煙氣進口煙道、洗滌塔、煙氣出口煙道、洗滌劑循環系統、 洗滌劑製備系統。煙氣洗滌基本流程如下煙氣經進口煙道由洗滌塔下部引入，洗滌溶劑經 洗滌溶劑循環系統由洗滌塔上部引入，煙氣與洗滌溶劑在洗滌塔內逆流接觸，發生化學反 應除去煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，洗滌後煙氣從洗滌塔上部經煙氣出口煙道引出，完 成洗滌過程，進入二氧化碳捕集工藝的煙氣精淨化流程，該洗滌過程目的是使經過預處理 洗滌塔後的煙氣二氧化硫、氮氧化物含量始終維持在設計值附近(小於10-50毫克/標立 方米)，合理減小二氧化碳捕集工藝的煙氣精淨化負荷，既降低二氧化碳捕集運行成本又保 證所得二氧化碳產品的質量。目前，該煙氣洗滌系統的缺點是當洗滌前煙氣流量和二氧化硫和氮氧化物含量 在設計範圍內經常波動時，循環洗滌溶劑流量、濃度不能即時相應調整，從而不能使洗滌系 統經濟優化運行；當洗滌前煙氣二氧化硫、氮氧化物成分遠小於設計值時，循環洗滌劑流 量、濃度不能即時相應調整，造成洗滌系統較大運行能耗損失；當洗滌前煙氣二氧化硫和 氮氧化物含量遠大於設計值時，洗滌系統洗滌淨化能力不能保證洗滌塔的煙氣淨化處理效 果，從而增大後續煙氣精淨化工序負荷，惡劣情況下會對其後精淨化系統造成嚴重損失，急 劇增加二氧化碳捕集成本，嚴重時還會迫使二氧化碳捕集裝置進行停機保護，使二氧化碳 產品不能連續生產。
發明內容
有鑑於此，為了解決上述問題，本發明提出一種電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預 處理系統，適用於電廠燃煤煙氣二氧化碳捕集前煙氣淨化處理，設置有多個旁路，並能根據 煙氣濃度，實時調節旁路的開啟和關閉，使煙氣淨化處理系統能經濟優化運行並保證煙氣 淨化處理效果。本發明的目的是這樣實現的，電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統，包括洗 滌塔、燃煤煙氣進口煙道、煙氣出口煙道、洗滌劑循環系統，所述燃煤煙氣進口煙道一端連 接電廠燃煤煙氣系統，另一端與洗滌塔下部的煙氣進口連通，所述洗滌劑循環系統包括洗 滌劑循環水池和設置於洗滌塔內的洗滌劑噴淋系統，洗滌劑循環水池通過洗滌劑循環泵與 洗滌劑噴淋系統的洗滌劑入口連通，所述煙氣出口煙道設置洗滌塔上部，用於與燃煤煙氣二氧化碳捕集系統連通，所述燃煤煙氣進口煙道內設置有煙氣流量監測及成分分析裝置，所述燃煤煙氣二氧化碳捕集前電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統還包括第一控制 器以及連通於燃煤煙氣進口煙道與煙氣出口煙道之間的洗滌塔旁路煙道，所述洗滌塔旁路 煙道中設置有第一電動調節閥，所述第一控制器根據煙氣流量監測及成分分析裝置的輸出 結果對第一電動調節閥進行控制。所述燃煤煙氣二氧化碳捕集前電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統還包括第二控制器以及燃煤煙氣旁路煙道系統，所述燃煤煙氣旁路煙道系統包括連通於燃煤煙氣 進口煙道與電廠燃煤煙氣系統之間的燃煤煙氣旁路煙道、設置於燃煤煙氣旁路煙道內的第 二電動閥，所述燃煤煙氣旁路煙道上設置有引風機，所述第二控制器根據煙氣流量監測及 成分分析裝置的輸出結果對第二電動調節閥和引風機進行控制。進一步，所述洗滌劑循環系統還包括高濃度洗滌劑存槽和洗滌劑計量泵，所述高濃度洗滌劑存槽通過洗滌劑計量泵與洗滌劑噴淋系統的洗滌劑入口連通，所述燃煤煙氣二 氧化碳捕集前電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統還包括第三控制器，所述第三控制 器根據煙氣流量監測及成分分析裝置的輸出結果對洗滌劑計量泵和洗滌劑循環泵進行實 時控制。本發明還提供一種基於上述電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統的多旁路 可調式煙氣預處理方法，包括以下步驟煙氣流量監測及成分分析裝置檢測燃煤煙氣進口煙道內的煙氣流量及成分，並將 檢測結果輸出到第一控制器和第二控制器；當檢測結果顯示燃煤煙氣進口煙道內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物含量小於第 一閾值時，第一控制器控制第一電動調節閥開啟，使部分煙氣通過洗滌塔旁路煙道直接排 往燃煤煙氣二氧化碳捕集系統；當檢測結果顯示燃煤煙氣進口煙道內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物成分大於第 二閾值時，第二控制器控制第二電動調節閥開啟，使部分煙氣通過燃煤煙氣旁路煙道系統 直接排回電廠燃煤煙氣系統。進一步，所述第一閾值為預設的小於洗滌塔的設計處理能力的值；進一步，所述第二閾值為預設的大於洗滌塔的設計處理能力的值；進一步，還包括如下步驟煙氣流量監測及成分分析裝置還將燃煤煙氣進口煙道內的煙氣流量及成分檢測 結果輸出到第三控制器；當檢測結果顯示燃煤煙氣進口煙道內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物含量在洗滌 塔的設計處理能力範圍內時，第三控制器根據檢測結果，對洗滌劑計量泵和洗滌劑循環泵 進行實時控制，以實時調節進入洗滌劑噴淋系統的洗滌劑流量及濃度。與現有技術相比，本發明的優點在於設置有多條旁路，可以根據燃煤煙氣進口煙 道內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物含量控制旁路的開啟與關閉，當二氧化硫和氮氧化物含 量小於洗滌塔的設計處理能力時，開啟洗滌塔旁路煙道，使部分煙氣通過洗滌塔旁路煙道 直接排往燃煤煙氣二氧化碳捕集系統，可降低煙氣淨化處理的成本，當二氧化硫和氮氧化 物含量大於洗滌塔的設計處理能力時，為保證煙氣淨化處理效果，防止增大後續煙氣精淨 化工序負荷和精淨化系統損壞，保證二氧化碳產品的連續生產，開啟燃煤煙氣旁路煙道系統，使部分煙氣通過燃煤煙氣旁路煙道系統直接排回電廠燃煤煙氣系統；進一步，當檢測結 果顯示燃煤煙氣進口煙道內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物含量在小於洗滌塔的設計處理 能力範圍內時，實時調節進入洗滌劑噴淋系統的洗滌劑流量及濃度，使經過洗滌塔後的煙 氣二氧化硫、氮氧化物含量始終維持在設計值附近，進一步優化煙氣淨化處理系統本身的 運行成本。 本發明的其他優點、目標，和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並 且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可 以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書，權利要 求書，以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
圖1為電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統的結構示意圖。
具體實施例方式
以下將結合附圖，對本發明的具體實施方式
進行說明。參見圖1，本實施例的電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統，包括洗滌塔8、 燃煤煙氣進口煙道13、煙氣出口煙道14和洗滌劑循環系統，所述燃煤煙氣進口煙道13—端 連接電廠燃煤煙氣系統的出口，另一端與洗滌塔8下部的煙氣進口連通，所述洗滌劑循環 系統包括洗滌劑循環水池9和設置於洗滌塔內的洗滌劑噴淋系統，洗滌劑循環水池9通過 洗滌劑循環泵10與洗滌劑噴淋系統的洗滌劑入口連通，所述煙氣出口煙道14設置於洗滌 塔8上部，用於與燃煤煙氣二氧化碳捕集系統連通，所述燃煤煙氣進口煙道13內設置有煙 氣流量監測及成分分析裝置1，所述燃煤煙氣二氧化碳捕集前電廠碳捕集多旁路可調式煙 氣預處理系統還包括第一控制器3以及連通於燃煤煙氣進口煙道13與煙氣出口煙道14之 間的洗滌塔旁路煙道5，所述洗滌塔旁路煙道5中設置有第一電動調節閥15，所述第一控制 器3根據煙氣流量監測及成分分析裝置1的輸出結果對第一電動調節閥15進行控制。所述燃煤煙氣二氧化碳捕集前電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統還包括 第二控制器2以及燃煤煙氣旁路煙道系統，所述燃煤煙氣旁路煙道系統包括連通於燃煤煙 氣進口煙道13與電廠燃煤煙氣系統之間的燃煤煙氣旁路煙道6、設置於燃煤煙氣旁路煙道 6內的第二電動閥16，由於通常煙氣預處理系統據電廠燃煤煙氣系統距離較遠，因此在燃 煤煙氣旁路煙道6上設置引風機7，所述引風機7用以增加排回電廠燃煤煙氣系統的煙氣的 壓力，所述第二控制器2根據煙氣流量監測及成分分析裝置1的輸出結果對第二電動調節 閥16和引風機7進行控制。所述洗滌劑循環系統還包括高濃度洗滌劑存槽12和洗滌劑計量泵11，所述高濃 度洗滌劑存槽12通過洗滌劑計量泵11與洗滌劑噴淋系統的洗滌劑入口連通，所述燃煤煙 氣二氧化碳捕集前電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統還包括第三控制器4，所述第 三控制器4根據煙氣流量監測及成分分析裝置1的輸出結果對洗滌劑計量泵10和洗滌劑 循環泵11進行實時控制。本實施例的多旁路可調式煙氣預處理方法，包括以下步驟煙氣流量監測及成分分析裝置1檢測燃煤煙氣進口煙道13內的煙氣流量及成分，並將檢測結果輸出到第一控制器2、第二控制器3以及第三控制器4 ；當檢測結果顯示燃煤煙氣進口煙13道內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物含量小於 第一閾值時，第一控制器2控制第一電動調節閥15開啟，使部分煙氣通過洗滌塔旁路煙道 5直接排往燃煤煙氣二氧化碳捕集系統；所述第一閾值為預設的遠小於洗滌塔的設計處理 能力的值。當檢測結果顯示燃煤煙氣進口煙道13內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物成分大於 第二閾值時，第二控制器3控制第二電動調節閥16開啟，使部分煙氣通過燃煤煙氣旁路煙 道系統直接排回電廠燃煤煙氣系統；所述第二閾值為預設的遠大於洗滌塔的設計處理能力 的值；當檢測結果顯示燃煤煙氣進口煙道13內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物 含量在洗 滌塔的設計處理能力範圍內時，第三控制器4根據檢測結果，對洗滌劑計量泵11和洗滌劑 循環泵10進行實時控制，以實時調節進入洗滌劑噴淋系統的洗滌劑流量及濃度。以上所述僅為本發明的優選實施例，並不用於限制本發明，顯然，本領域的技術人 員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的 這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些 改動和變型在內。
權利要求
電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統，包括洗滌塔、燃煤煙氣進口煙道、煙氣出口煙道、洗滌劑循環系統，所述燃煤煙氣進口煙道一端連接電廠燃煤煙氣系統，另一端與洗滌塔下部的煙氣進口連通，所述洗滌劑循環系統包括洗滌劑循環水池和設置於洗滌塔內的洗滌劑噴淋系統，洗滌劑循環水池通過洗滌劑循環泵與洗滌劑噴淋系統的洗滌劑入口連通，所述煙氣出口煙道設置洗滌塔上部，用於與燃煤煙氣二氧化碳捕集系統連通，其特徵在於所述燃煤煙氣進口煙道內設置有煙氣流量監測及成分分析裝置，所述燃煤煙氣二氧化碳捕集前電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統還包括第一控制器以及連通於燃煤煙氣進口煙道與煙氣出口煙道之間的洗滌塔旁路煙道，所述洗滌塔旁路煙道中設置有第一電動調節閥，所述第一控制器根據煙氣流量監測及成分分析裝置的輸出結果對第一電動調節閥進行控制；所述燃煤煙氣二氧化碳捕集前電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統還包括第二控制器以及燃煤煙氣旁路煙道系統，所述燃煤煙氣旁路煙道系統包括連通於燃煤煙氣進口煙道與電廠燃煤煙氣系統之間的燃煤煙氣旁路煙道、設置於燃煤煙氣旁路煙道內的第二電動閥，所述燃煤煙氣旁路煙道上設置有引風機，所述第二控制器根據煙氣流量監測及成分分析裝置的輸出結果對第二電動調節閥和引風機進行控制。
2.如權利要求1所述的電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統，其特徵在於所述 洗滌劑循環系統還包括高濃度洗滌劑存槽和洗滌劑計量泵，所述高濃度洗滌劑存槽通過洗 滌劑計量泵與洗滌劑噴淋系統的洗滌劑入口連通，所述燃煤煙氣二氧化碳捕集前電廠碳捕 集多旁路可調式煙氣預處理系統還包括第三控制器，所述第三控制器根據煙氣流量監測及 成分分析裝置的輸出結果對洗滌劑計量泵和洗滌劑循環泵進行實時控制。
3.基於權利要求1或2所述的電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統的多旁路可調 式煙氣預處理方法，其特徵在於包括以下步驟煙氣流量監測及成分分析裝置檢測燃煤煙氣進口煙道內的煙氣流量及成分，並將檢測 結果輸出到第一控制器和第二控制器；當檢測結果顯示燃煤煙氣進口煙道內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物含量小於第一閾 值時，第一控制器控制第一電動調節閥開啟，使部分煙氣通過洗滌塔旁路煙道直接排往燃 煤煙氣二氧化碳捕集系統；當檢測結果顯示燃煤煙氣進口煙道內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物成分大於第二閾 值時，第二控制器控制第二電動調節閥開啟，使部分煙氣通過燃煤煙氣旁路煙道系統直接 排回電廠燃煤煙氣系統。
4.如權利要求3所述的多旁路可調式煙氣預處理方法，其特徵在於所述第一閾值為 預設的小於洗滌塔的設計處理能力的值。
5.如權利要求3所述的電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理方法，其特徵在於所述 第二閾值為預設的大於洗滌塔的設計處理能力的值。
6.如權利要求3至5中任一項所述的多旁路可調式煙氣預處理方法，其特徵在於還 包括如下步驟煙氣流量監測及成分分析裝置還將燃煤煙氣進口煙道內的煙氣流量及成分檢測結果 輸出到第三控制器；當檢測結果顯示燃煤煙氣進口煙道內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物含量在洗滌塔的設計處理能力範圍內時，第三控制器根據檢測結果，對洗滌劑計量 泵和洗滌劑循環泵進行 實時控制，以實時調節進入洗滌劑噴淋系統的洗滌劑流量及濃度。
全文摘要
本發明屬於環保脫碳技術領域，具體涉及一種適用於電廠燃煤煙氣二氧化碳捕集前煙氣淨化處理的電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統及其方法；本發明的電廠碳捕集多旁路可調式煙氣預處理系統及其方法中，設置洗滌塔旁路煙道和燃煤煙氣旁路煙道系統兩條旁路，根據二氧化硫和氮氧化物含量控制旁路的開啟和關閉，可降低煙氣淨化處理的成本，並保證煙氣淨化處理效果；當檢測結果顯示燃煤煙氣進口煙道內的煙氣中二氧化硫和氮氧化物含量在小於洗滌塔的設計處理能力範圍內時，實時調節進入洗滌劑噴淋系統的洗滌劑流量及濃度，使經過洗滌塔後的煙氣二氧化硫、氮氧化物含量始終維持在設計值附近，進一步優化煙氣淨化處理系統本身的運行成本。
文檔編號B01D47/06GK101816883SQ200910250889
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者餘宇, 劉藝, 周濤, 唐小健, 喻江濤, 張金倫, 李紫龍, 杜雲貴, 洪燕, 王強, 秦福初, 蒙劍, 隋建才 申請人:中電投遠達環保工程有限公司