[实用新型]一种烟气消白耦合海水淡化的能量综合利用系统

说明书

本实用新型提供一种烟气消白耦合海水淡化的能量综合利用系统，包含火电厂热力系统、消白取热系统、低温海水淡化系统。锅炉排出的烟气依次经过除尘器、脱硫塔后进入冷却器，烟气中90％以上水蒸汽冷凝析出，然后经烟囱排放，实现脱硫烟气消白。锅炉产生的主蒸汽经汽轮机做功后排入凝汽器，凝汽器采用海水冷却，海水升温后大部分排回大海，少部分海水经处理后送入海水淡化预加热系统，最后进入低温多效蒸发模块产生淡水。低温多效蒸发所需要的低温热源由消白取热系统中热泵提供，热泵驱动热源来自于汽轮机低温抽气。本实用新型有机地结合了烟气消白提水和海水淡化两种工艺系统，将其巧妙组合于一体，实现环保和节能双重效益，具有广泛运用前景。

技术领域

本实用新型涉及环保节能领域，具体涉及一种烟气消白耦合海水淡化的能量综合利用系统。

背景技术

现役燃煤电厂锅炉烟气脱硫工段普遍采用湿法脱硫(如石灰石-石膏法、海水脱硫、氨法、双碱法等)，烟气经吸收塔洗涤后，可以满足SO₂达标排放，但同时高温烟气经洗涤后在吸收塔出口会形成湿饱和烟气。湿饱和烟气中不可避免地携带有逃逸出来的细微粉尘(如石膏粉粒、煤灰、碳酸钙粉粒等)及大量水汽，随饱和烟气逃逸的细微粉尘经烟囱排入大气会形成二次污染，烟气中的水蒸汽在高空与冷空气作用会冷凝成细小液滴，而形成长长的白色烟羽。在长三角、京津冀地区，如上海、浙江省已出台相关条文要求尾气排放源要达到消白后排放。目前，烟气消白工艺主要有三种工艺流程，(1)升温工艺，将烟气直接加热到一定的温度，温升约25℃-40℃，使得烟气中的水蒸汽处于过热状态，可实现脱白排放，此种工艺需要消耗大量热能。(2)冷凝工艺，将烟气进行深度冷却，通常冷却到35℃以下(温降约15℃-20℃)，烟气中的大量水蒸汽会凝结下来(冷凝水量约占60％-70％)，此种工艺需要消耗较多冷量，烟气中水蒸汽汽化潜热白白浪费。(3)冷凝-加热工艺，先将烟气进行初步预冷，烟气冷却幅度较小，约5℃-7℃，然后将烟气进行加热，加热幅度也较小，温升约15℃-20℃。加热后烟气为过热状态，可以达到脱白排放。该工艺系统复杂，需要设置烟气加热系统、烟气冷却系统、机力塔系统等。

另一方面，目前淡水资源不足，沿海地区设有较多海水淡化工厂，海水淡化工艺种类较多，主要包含热法、膜法和化学法三大类。其中热法主要包含多级闪蒸、多效蒸发和压气蒸馏等，膜法主要包含反渗透和电渗析等，而化学法主要是采用离子交换法和水合物法。其中适用于大型化的多级闪蒸、多效蒸发和反渗透技术最具竞争力，各有较多商业化案例。多效蒸发属于传统的海水淡化工艺，最早可以追溯到十九世纪四十年代，早期多效蒸发工艺由于结垢严重、能耗高，现有被低温多效蒸发工艺取代的趋势。低温多效蒸发工艺最高蒸发温度不超过80℃，其造水比可达5.5-8。以单日造水20000t/h海水淡化工厂为例，其低温蒸汽耗量约为140t/h，其蒸汽耗量较大。

经检索，有实用新型专利号CN207608447U，该实用新型提供了一种火力发电厂热膜耦合海水淡化系统，所述系统结合了低温海水淡化系统和膜法处理系统两种工艺，首先将海水预处理后送入低温多效蒸发产生淡水，然后将浓水送入膜法处理系统进一步生产水，提高海水利用率。相同的产水量该种系统可以适当减少热源蒸汽耗量，但将浓海水送入全膜处理系统，对膜本身运行不利，减少其使用寿命。其次，膜系统需要经常性反冲洗以保证膜的正常水通量，频繁反冲洗也进一步增加了洁净水消耗量。