[发明专利]一种新型烟气脱白系统及方法

说明书

本发明公开了一种新型烟气脱白系统及方法，由烟气冷却器、低温流体气化器、热‑功/电转换子系统三部分组成。热‑功/电转换子系统利用热力循环或温差发电技术，将烟气低品位余热和低温流体冷能转化为机械能或电能；烟气冷却器通过降低烟气温度和含湿量，实现烟气脱白，作为热力循环的加热器或温差发电设备的热端；低温流体气化器用于实现低温流体的气化，作为热力循环的冷却器或温差发电设备的冷端。本发明使用热‑功/电转换子系统将烟气冷凝脱白和低温流体气化联系起来，避免了烟气与低温流体直接换热，降低了换热器中的结冰风险，提高了运行安全性、能量利用效率和经济效益。

技术领域

本发明属于污染物治理领域，具体涉及一种新型烟气脱白系统及方法。

背景技术

随着国内电厂污染物排放标准日益严格，湿烟羽作为城市周围严重的视觉污染源，很可能成为继氮氧化物、二氧化硫和固体颗粒物之后，又一新的控制指标。目前，多地已经开始试点相关的限制排放举措，而业内尚未形成统一的标准和技术路线。

湿烟羽出现主要是因为烟气中水分含量过高，在与空气掺混过程中，温度迅速降低，水蒸气达到饱和状态，大量水分凝结析出。因此，现有技术主要从提升烟气温度和降低烟气含湿量入手，使得经处理后的烟气变为相同含湿量下的过热烟气，或更低温度下低含湿量的饱和烟气，以消除或减轻湿烟羽，实现烟气脱白目的。

烟气冷凝技术采用多种方法降低烟气温度，使得水分析出，从而降低烟气绝对湿度。烟气冷凝技术在实现烟气脱白的同时，能够回收烟气中的水分和烟气余热(特别是潜热)，有助于烟气中污染物的深度脱除，是一种应用较为普遍的烟气脱白技术。但是受制于冷却水温度(～20℃)和换热器温差和换热器面积、体积的限制，烟气降温幅度一般不超过10℃，不能完全消除湿烟雨，在环境温度较低、相对湿度较大时难以实现烟气脱白。

随着我国经济社会快速发展，城市化快速推进，我国液化天然气(LNG)进口量正逐年上升。LNG在管道输送及使用前需经加热气化到室温，每千克LNG在气化过程中将释放约860kJ冷能。传统再气化技术(开式气化器、浸没式燃烧器)中，这部分冷能被完全浪费的同时，还需消耗相当数量的电能或燃料以维持气化过程持续进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型烟气脱白系统及方法，以实现烟气脱白和低温流体气化的过程集成。该系统由烟气冷却器、低温流体气化器、热-功/电转换子系统三部分组成。热-功/电转换子系统利用热力循环或温差发电技术，将烟气余热和低温流体冷能转化为机械能或电能；烟气冷却器通过降低烟气温度和绝对湿度，实现烟气脱白，作为热力循环的加热器或温差发电设备的热端；低温流体气化器用于实现低温流体气化，作为热力循环的冷却器或温差发电设备的冷端。本发明中，热-功/电转换子系统将烟气冷凝脱白和低温流体气化联系起来，避免了烟气与低温流体直接换热，降低了换热器中的结冰风险，提高了运行安全性、能量利用效率和经济效益。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种新型烟气脱白系统，包括烟气冷却器、低温流体气化器和热-功/电转换子系统；

热-功/电转换子系统，用于借助热力循环或温差发电设备，将烟气低品位余热和低温流体冷能转化为机械能或电能；

烟气冷却器，用于通过降低烟气温度和含湿量，实现烟气脱白，作为热力循环的加热器，或作为温差发电设备的热端；

低温流体气化器，用于实现低温流体的气化，作为热力循环的冷却器，或作为温差发电设备的冷端。

本发明进一步的改进在于，低温流体气化器中的低温流体是液化天然气、液氢或液化空气中的一种或多种的组合。

本发明进一步的改进在于，热-功/电转换子系统中采用的热力循环为朗肯循环、布雷顿循环、闪蒸循环、Kalina循环和斯特林循环中的一种或多种的组合。