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湿法脱硫系统和湿法脱硫方法


技术摘要:
本发明公开了一种湿法脱硫系统和湿法脱硫方法,通过分体热泵系统中设置发生器和废水蒸发器连续降低通入脱硫塔的含硫烟气的温度,使其降低至酸露点温度以下,促进烟气SO3凝结和细小污染物第一次长大。并在废水蒸发器中利用含硫烟气蒸发脱硫废水,产生水蒸气注入脱硫塔内  全部
背景技术:
锅炉、焚烧炉、催化裂化装置等燃烧产生的烟气需要经过脱硫后才能排入大气,一 般采用湿法脱硫处理含硫烟气。目前,脱硫后的净化烟气中仍含有大量的亚微米级的SO3雾 滴、细小颗粒物、挥发性盐类等污染物,排向大气中会形成雾霾天气,严重影响周边环境能 见度及居民的身心健康。脱硫烟气中亚微米级的细小污染物在湿法脱硫系统中脱除效率较 低,一般脱除效率不超过40%。 针对传统污染物控制设施对细颗粒物、SO3酸雾等亚微米级细小污染物的脱除效 率亟需提高的现状,采用各种物理或化学作用使细颗粒物、SO3酸雾等细小污染物长大后加 以清除,是增强湿法脱硫脱除亚微米级细小污染物的重要技术手段。 专利200710132250.0公开了一种湿法烟气脱硫中应用水汽相变促进PM2.5脱除的 方法,采用在塔进口烟气、脱硫净化烟气中添加蒸汽的方式,使洗涤过程中的烟气及净化后 的烟气两次达到过饱和状态,有效实现了PM2.5的脱除。但该方法蒸汽消耗量大,能耗过高、 系统运行经济性能较差。专利201710042816 .4公开了一种湿法脱硫协同脱除细颗粒物及 SO3酸雾的方法,采用在脱硫塔入口烟道内喷入雾化水及喷淋冷却净化烟气的方法建立过 饱和环境,使烟气中的颗粒物、SO3酸雾凝结长大,被后续高效除雾器拦截脱除。该方法依靠 注入冷却水建立过饱和环境,系统水耗较大,相应的脱硫废水处理量大幅增加,脱硫系统的 运行费用较高,并且该方法容易打破脱硫系统的水平衡,影响整体的脱硫效率。 此外,以上脱硫方法在排入空气中后还会产生大量白烟,在浪费了大量的热能和 水资源的情况下,又会造成强烈的视觉污染,并且会造成较大的脱硫废水处理的负担。 因此,白烟现象、废水处理、细小污染物脱除等都是现在湿法脱硫系统急需解决的 问题。 鉴于此,特提出本发明。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种湿法脱硫系统和湿法脱硫方法,以改善以上问题。 本发明是这样实现的: 一方面,本发明的实施例提供了一种湿法脱硫系统,其包括脱硫塔和分体式热泵 系统,脱硫塔内部由下到上依次包括有冷却吸收段、蒸汽注入段、深度冷却段、烟气升温段 和烟气出口段。 分体式热泵系统包括发生器、废水蒸发器、深冷蒸发器、吸收器、换热器以及和脱 硫塔的冷却吸收段连通的含硫烟气进管。 沿含硫烟气进管流动方向依次设置有发生器和废水蒸发器,以实现发生器和废水 蒸发器对含硫烟气的连续降温。 4 CN 111569630 A 说 明 书 2/7 页 脱硫塔的底部的脱硫废液出口依次连通于吸收器和废水蒸发器,废水蒸发器的蒸 汽出口连通于脱硫塔的蒸汽注入段,以实现吸收器和废水蒸发器对脱硫废液的连续升温, 并产生蒸汽进行脱硫塔内。 发生器依次和换热器、吸收器连通,以使得发生器在换热后排出的制冷液能够通 过换热器降温后,再通过吸收器降温并稀释后,再回到换热器与稀释前的制冷液进行换热 升温,然后进入发生器。 发生器还与脱硫塔的烟气升温段的换热装置连通,以使得发生器内制冷液升温产 生的溶剂蒸汽进入脱硫塔的换热装置内,烟气升温段的换热装置的冷凝水出口与深冷蒸发 器连通,换热装置的冷凝水出口与深冷蒸发器之间还设置有用于降温的节流阀,深冷蒸发 器还与脱硫塔的深度冷却段连通,以使得来自所述深冷回流段的深冷回流水在所述深冷蒸 发器中与来自所述烟气升温段的冷凝水换热降温后,再通入所述脱硫塔的深度冷却段,来 自所述烟气升温段的冷凝水受热升温后气化为蒸汽。 深冷蒸发器的蒸汽出口连通于吸收器,以实现对来自发生器的制冷液的稀释和降 温。 可选地,吸收器内还设置有水加热通道,水加热通道设置有常温水进口和加热水 出口,以通过制冷液放出的热量对常温水加热。 可选地,脱硫塔的蒸汽注入段的蒸汽注入口至少有两个,可选地,至少两个蒸汽注 入口沿脱硫塔内壁同一水平面周向均匀间隔设置。 可选地,每个蒸汽注入口的蒸汽注入方向均倾斜向下,且与脱硫塔的内壁面呈10° ~60°,优选20°~45°,更优选30°;可选地,所有蒸汽注入口的倾斜角度相同。 可选地,脱硫塔在蒸汽注入段和深度冷却段之间还设置有喷淋洗涤段,可选地,喷 淋洗涤段的底部还设有与顶部连通的回流管。 可选地,脱硫塔在深度冷却段和烟气升温段之间还设置有除雾段,优选地,除雾段 的除雾器包括水珠分离器、挡板除雾器、旋风分离器和静电除雾器中的任意一种。 另一方面,本发明实施例还提供了上述采用湿法脱硫系统的湿法脱硫方法,其包 括: 将温度≥150℃的含硫烟气依次通过发生器和废水蒸发器进行连续降温后进入脱 硫塔的冷却吸收段,再在脱硫塔内依次上升通过蒸汽注入段、深度冷却段、烟气升温段和烟 气出口段。 将脱硫塔的底部排出的脱硫废液通入吸收器升温后,再通入废水蒸发器换热产生 蒸汽,并将产生的蒸汽通入脱硫塔的蒸汽注入段。 将发生器内与含硫烟气换热并蒸发产生溶剂蒸汽后得到的富液制冷液,通过换热 器降温后,再通过吸收器降温并稀释后得到稀释制冷液,将稀释制冷液返回换热器与稀释 前的富液制冷液进行换热升温,然后进入发生器。 将发生器中由制冷液换热产生的溶剂蒸汽通入脱硫塔的烟气升温段的换热装置 对上升烟气进行升温,将换热后产生的冷凝水通过节流阀降温后,进入深冷蒸发器,并与来 自所述深度冷却段的回流水换热后,升温气化为溶剂蒸汽,来自深度冷却段的回流水降温 后再次返回深度冷却段进行冷却烟气。 将深冷蒸发器产生的溶剂蒸汽通入所述吸收器对来自发生器的制冷液的稀释和 5 CN 111569630 A 说 明 书 3/7 页 降温。 可选地,进入废水蒸发器的含硫烟气温度为110℃~140℃,进入脱硫塔的烟气温 度为80~110℃。 可选地,当脱硫塔设置有喷淋洗涤段和除雾段时,通过冷却吸收段被脱硫塔的底 部的浆液洗涤,再向上流动与蒸汽注入段注入的蒸汽混合进入喷淋洗涤段洗涤,然后被来 自蒸发器的深冷水降温后,进入除雾段,再进入烟气升温段升高温度至90℃以上从脱硫塔 的烟气出口段排出。 可选地,深度冷却段回水温度为20~40℃,来自蒸发器的深冷水温度为5~25℃。 可选地,用于在发生器内与含硫烟气进行换热并产生溶剂蒸汽的制冷液包括溴化 锂溶液、氨水和硝酸锂溶液中的任意一种,优选溴化锂溶液。 本发明具有以下有益效果: 通过分体热泵系统降低入脱硫塔烟气温度,使其可降低至酸露点温度以下,促进 烟气SO3凝结和细小污染物第一次长大,并通过脱硫塔烟气来蒸发脱硫废水,将产生的水蒸 汽注入脱硫塔内,建立过饱和水汽环境,对被脱硫塔底的浆液洗涤冷却后的烟气进行作用, 促使脱硫烟气中的细小污染物第二次长大。同时,还通过发生器中的制冷液与高温含硫烟 气换热制备溶剂蒸汽,用于加热出脱硫塔净化烟气,使其温度升高,消除白烟现象,该水蒸 汽换热后冷凝得到的冷却水再进一步通过蒸发器冷却后通入脱硫塔内,对净化烟气深度冷 却,构建过饱和水汽环境,促进细小污染物第三次长大。进而实现脱硫烟气细小污染物脱 除、白烟消除、脱硫废水减排的目的。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对 范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。 图1为本发明实施例1的湿法脱硫系统的示意图; 图2为本发明实施例2的湿法脱硫方法的工艺流程示意图。 图标:1-发生器;2-废水蒸发器;3-深冷蒸发器;4-吸收器;5-换热器;6-脱硫塔;A- 冷却吸收段;B-蒸汽注入段;C-喷淋洗涤段;D-深度冷却段;E-除雾段;F-烟气升温段;G-烟 气出口段。
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