[发明专利]一种用于脱硫塔内二次喷淋深度减排及余热利用、烟气收水的装置及方法

说明书

本发明的目的在于提供一种用于脱硫塔内二次喷淋深度减排及余热利用、烟气收水的装置及方法，属于烟气脱硫技术领域，通过除雾集液一体化装置将原有喷淋系统和二次喷淋系统液体分开，通过竖管自净槽收集喷淋液，竖管自净槽为细高管状，占地很小，内部有自净化结构设计，分为高浊度区、折返区和低浊度区，并配有相应含固量表计，实现烟气回收水分的梯级利用。二次喷淋循环泵出口安装有管道换热器，对喷淋液进行冷却，回收喷淋液中热量（即烟气中热量），同时回收烟气中水分。泵出口还连接碳酸钠（碳酸氢钠）加药装置，可在快速提升脱硫系统处理能力。二次喷淋系统水质较好，可对非常规污染物进行有效处理。

技术领域

本发明属于烟气脱硫技术领域，具体涉及一种用于脱硫塔内二次喷淋深度减排及余热利用、烟气收水的装置及方法。

背景技术

石灰石/石膏湿法烟气脱硫是燃煤电站锅炉、工业锅炉最常用的脱硫工艺，应用比例超过90%。其基本流程是让烟气通过吸收塔，吸收塔内用多个喷淋层对烟气进行喷淋，捕集烟气中的二氧化硫以及其它酸性气体和粉尘。湿法脱硫工艺，烟囱出口处出现大量液态凝结水，形成“湿烟羽”。对周边环境产生一定的视觉污染，影响企业的地方形象，并且烟气中携带走一些可溶性盐，烟囱冷凝收集水PH值为2 ~ 3，若对烟气含水进行回收，可在一定程度上提高烟气排放的指标，并消除视觉污染。

脱硫装置设计处理能力取决于装置入口的二氧化硫浓度以及脱硫排放的限值标准，前者由燃煤成分和热值决定，后者取决于当地环保部门执行的排放标准。有时这两个因素会发生变化，即电厂根据经营需求拟采用更高硫分的燃煤，或环保部门对排放标准限值进一步降低时，需要对脱硫装置设计处理能力进行提升，即提效改造。在脱硫装置入口二氧化硫浓度提升不太明显，现有装置裕量稍有不足时，或排放标准小幅提高，即改造所需处理能力提升较小时，一般采用增加一个喷淋层，或对塔内托盘进行改进等方式。

进入脱硫塔的烟气为高温烟气，烟温一般在110℃~130℃之间，低温可到约90℃，高温可到160℃。烟气在吸收塔内与喷淋下来的循环浆液接触，烟气被降温至约50℃，同时由于烟气和浆液换热充分，浆液温度被升至约50℃，大量的水分被蒸发后随烟气带走，形成脱硫后的饱和净烟气。饱和净烟气中烟气湿度约11%，由于该烟气中携带了喷淋液滴，所以烟气中携带了可溶性盐，同时还有部分气化的污染物。饱和烟气在烟囱中不断降温，形成新的冷凝水，部分冷凝水随烟气带走，部分随烟囱内壁流下，但饱和烟气始终保持饱和状态。饱和烟气在排出烟囱（约210m高）后，环境温度更低，大量的在空气中冷凝，从而形成白色烟羽。部分地区为消除烟羽视觉上的污染，同时收集烟气中携带的可溶性盐、气态污染物，要求电厂采取消除烟羽措施。消除烟羽需要采取冷凝-再热措施，再热目的是提高烟气抬升高度，增强扩散能力，同时烟气被加热后形成水蒸气的不饱和状态，避免冷凝形成烟羽；冷凝目的是在脱硫喷淋后降低烟气温度，使得烟气过饱和凝结出水分，同时收集烟气中可溶性盐和气态污染物，冷凝后的烟气通过再热到较低温度即可实现消除烟羽，降低再热能耗。同时在缺水地区，回收烟气中的水分能够补充生产用水。

湿法脱硫后的排烟温度在50℃左右，这部分烟气余热也是当前要考虑的方向。

目前燃煤电厂的烟气余热利用侧重于湿法脱硫前，对湿法脱硫后的烟气余热深度利用尚无好的办法。

多数的燃煤电厂采用现有的烟气冷凝收水主要有直接冷凝及间接冷凝两种方法：

1、间接冷凝换热技术

通过在脱硫后烟道中安装烟气冷凝换热器，通过烟气换热降低烟气温度，实现降低脱硫后烟气含湿量。间接冷凝技术的换热介质不与烟气直接接触，无需额外的加药系统来维持循环水水质。该技术相对于直接冷凝换热技术换热效率相对较低，通常使用非金属材质换热器，换热面积大，很多现场没有合适的空间来布置系统，此外，该系统阻力偏高，且冷源的品质受季节影响较为明显。

2、直接冷凝换热技术