[实用新型]烟气脱硫解吸汽与低温烟道气能量综合平衡装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及烟气脱硫的方法及装置，特别是烟气脱硫解吸汽与低温烟道气能量综合平衡装置。

背景技术

目前低浓度SO₂烟气脱硫重要工艺方法为有机胺吸收法，有机胺吸收工艺以有机胺的水溶液为吸收剂。该工艺需要将二氧化硫从有机溶液中解吸出来，以便吸收剂重复使用，降低脱硫成本。

随着节能和环保要求的提高，许多小型火电厂和小型冶炼厂将逐步淘汰。进而火电厂和冶炼厂向大型化装置方向发展，现在火电厂和冶炼厂的脱硫装置也向大型化发展，工艺系统中的蒸汽量和烟道气量巨大，在低碳节能的今天，如何进行能量的综合平衡对节能减排具有重要意义。

以有机胺溶液吸收工艺典型操作为例，从吸收塔出来的烟道气温度大多为40℃～60℃，从解吸塔塔顶出来解吸汽主要成分是饱和的水蒸汽，温度在110℃左右，其中二氧化硫含量一般小于10%，解吸汽在常压或微正压的条件下冷却到40℃左右，大量的水蒸汽冷凝为液态水，二氧化硫则为不凝性气体，通过分离器实现水蒸汽和二氧化硫的分离。

烟道气在大气中的排放温度需要在80℃以上，才能有利于烟道气在空气中的扩散，保证周边空气环境质量。现在通常的处理方法是将加热到一定温度的热空气与40℃的烟道气混合后一起从烟囱排到大气中。 

在二氧化硫气体解吸过程中，需要将大量的解吸汽冷却到40℃左右，冷凝液（主要是水）重新回到塔内进行回流，分离回收的二氧化硫进入后续的工段。为了冷凝冷却解吸汽需要消耗大量的冷却水，根据冷却水出口温度的高低，通常回收一吨二氧化硫需要消耗冷却水300～600吨左右。

现有的工艺方法中，一方面加热大量的热空气将40℃左右的烟道气升温到80℃以上排放，消耗能量；另一方面解吸汽冷凝过程中消耗大量的冷却水，如果将解吸汽和低温烟道气的能量进行综合平衡，则可以节省加热低温烟道气的能量同时降低解吸过程中冷却水的消耗，达到能量综合利用、节能减排的目标。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种烟气脱硫解吸汽与低温烟道气能量综合平衡装置，该方法及装置综合平衡烟气脱硫过程中低温烟道气与解吸汽的能量，能量利用效率高，能耗低，解决现有工艺中存在的能量利用率低的技术问题。

本实用新型的技术解决方案是：该能量综合平衡的工艺方法包括以下步骤：首先，从解吸塔塔顶出来的解吸汽从一级冷凝器上部进入一级冷凝器的管程，从吸收塔出来的40℃低温烟道气走一级冷凝器壳程，解吸汽被冷却并部分冷凝，烟道气从40℃被加热到80℃去烟囱排放；其次，从一级冷凝器出来的含有二氧化硫和水蒸汽的饱和气体进入二级冷凝器的管程，在二级冷凝器内二氧化硫气体和冷凝水被冷却到后续工段的指定温度；最后，从二级冷凝器管程出口出来的冷凝水和二氧化硫气体进入气液分离器，从气液分离器上部出来的二氧化硫气体去后续工段，从气液分离器下部出来的冷凝水回到解吸塔。

其中，烟气脱硫解吸汽与低温烟道气能量综合平衡的装置包括一级冷凝器和二级冷凝器及气液分离器，解吸塔的塔顶经解吸汽管连接一级冷凝器的管程，一级冷凝器壳程上连接低温烟道气进气管和低温烟道气出气管，一级冷凝器的管程出口连接饱和蒸汽管与二级冷凝器的管程连接，二级冷凝器壳程上连接进水管和出水管，二级冷凝器的管程出口经气水混合管连接气液分离器，气液分离器顶部经二氧化硫气管连接后续工段，气液分离器底部经冷凝水管连接解吸塔。

其中，一级冷凝器和二级冷凝器为列管式固定管板换热器或其他形式的间壁式换热器。

其中，一级冷凝器的换热管管外焊有翅片增加烟气有效换热面积。

其中，一、二级冷凝器可以垂直或卧式安装。

其中，一级冷凝器为耐蚀不锈钢制造。

其中，二级冷凝器的壳程筒体由碳钢材料制造，二级冷凝器的管板在管程一侧衬6～10毫米的耐蚀不锈钢材料，采用复合或堆焊方式在管板衬耐蚀不锈钢材料，管程封头和管程筒体直管段采用耐蚀不锈钢材料制造。

其中，二级冷凝器管程法兰采用碳钢制造，密封面采用复合或堆焊方式衬耐蚀不锈钢材料。

脱硫解吸时，从解吸塔塔顶出来的解吸汽进入一级冷凝器管程，与来自壳程的烟道气进行换热，解吸汽被冷却并部分冷凝，40℃的低温烟道气被加热到80℃以上；从一级冷凝器出来的含有二氧化硫、饱和水蒸汽、和冷凝水的解吸汽进入二级冷凝器的管程，二氧化硫气体和水蒸汽被冷却冷凝到后续工段的指定温度，从二级冷凝器管程出来的冷凝水和二氧化硫气体进入气液分离器，从气液分离器上部出来的二氧化硫气体去后续工段，从气液分离器下部出来的冷凝水回到解吸塔内。