一种深度脱硫除尘余热回收系统的制作方法

1.本技术涉及烟气处理技术领域，尤其涉及一种深度脱硫除尘余热回收系统。


背景技术：

2.半干法脱硫技术是重要的燃煤烟气脱硫技术之一。水能够消化石灰，增加石灰表面活性，因此半干法脱硫中一般加入了大量的水，国内外研究表明，脱硫反应器出口温度是影响半干法脱硫效率的主导因素之一，当脱硫反应出口温度高于绝热饱和温度10
‑
20℃时，半干法脱硫效果最佳。这就意味着，当脱硫反应器进口温度较高时，为达到较高的脱硫反应效率，需要加入大量的冷水，这给后续的烟气处理带来了一系列的问题：首先，脱硫反应器中水蒸气需要一段时间的蒸发吸热才能将烟气温度降低到脱硫反应最佳温度窗口，减少了脱硫反应有效停留时间，降低了脱硫反应效率；其次，烟气中水蒸气含量过大会影响除尘器安全稳定运行，当烟气相对湿度过大时，布袋除尘器容易糊袋，出现差压过高的问题，静电除尘器电场容易出现击穿现象，直接导致静电除尘器失效；最后，烟气中水蒸气含量过大，水蒸气含有大量汽化潜热，直接排入大气，会浪费大量的水资源和热量。此外，半干法脱硫技术脱硫效率低于湿法脱硫，一般适用于低硫煤，so2不容易达到超低排放，这也是限制半干法脱硫技术推广的瓶颈之一。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本技术的目的在于提出一种深度脱硫除尘余热回收系统，通过脱硫反应器能够对燃煤烟气进行脱硫处理，脱硫后的烟气经过预除尘器进行初步除尘后进入除尘器中进行二次除尘，最后再通过喷雾吸收塔进行深度脱硫除尘，使得排出的烟气中烟尘及有害气体含量大大降低，并且在除尘过程中通过第一空预器和第二空预器之间的连接实现热量的回收和利用，达到节能和保证除尘器运行稳定的效果。
5.为达到上述目的，本技术提出的一种深度脱硫除尘余热回收系统，包括：
6.第一空预器，用于对通入所述第一空预器中的燃煤烟气进行降温并回收热量；
7.脱硫反应器，所述脱硫反应器与所述第一空预器相连，以使所述降温后的燃煤烟气通入所述脱硫反应器中进行脱硫；
8.预除尘器，所述预除尘器与所述脱硫反应器相连，用于从所述脱硫反应器接收脱硫后的烟气并对所述脱硫后的烟气进行初步除尘；
9.第二空预器，所述第二空预器分别与所述预除尘器和所述第一空预器相连，以使所述第一空预器中回收的热量通入所述第二空预器中，所述第二空预器以利用所述回收的热量对从所述预除尘器中接收的初步除尘的烟气进行加热升温；
10.除尘器，所述除尘器与所述第二空预器相连，用于从所述第二空预器中接收加热升温的烟气并对所述加热升温的烟气进行二次除尘；
11.喷雾吸收塔，所述喷雾吸收塔与所述除尘器相连，用于对从所述除尘器中接收的
二次除尘的烟气进行深度脱硫除尘。
12.进一步地，还包括增湿搅拌器，所述增湿搅拌器分别与所述预除尘器和所述脱硫反应器相连，用于接收所述预除尘器中脱除的产物并对所述产物与通入所述增湿搅拌器中的熟石灰进行加湿搅拌，并将所述加湿搅拌后的混合物通入所述脱硫反应器中，以利用所述混合物对所述脱硫反应器中的燃煤烟气进行脱硫。
13.进一步地，还包括石灰罐，所述石灰罐与所述增湿搅拌器相连，用于不断的向所述增湿搅拌器中通入所述熟石灰。
14.进一步地，所述增湿搅拌器与所述喷雾吸收塔通过第一管道相连，所述增湿搅拌器用于接收所述喷雾吸收塔中的冷却水，以利用所述冷却水进行加湿搅拌；
15.所述第一管道上设置有第一流量调节阀。
16.进一步地，所述脱硫反应器与所述喷雾吸收塔通过第二管道相连，所述脱硫反应器用于接收所述喷雾吸收塔中的冷却水，以利用所述冷却水将所述降温后的燃煤烟气进一步增湿，提高脱硫反应效率；
17.所述第二管道上设置有第二流量调节阀。
18.进一步地，所述脱硫反应器中设置有第一雾化喷枪，所述第一雾化喷枪与所述第二管道相连，以使所述第二管道中的冷却水通入所述脱硫反应器后通过所述第一雾化喷枪进行雾化。
19.进一步地，还包括冷却水管道，所述冷却水管道与所述喷雾吸收塔相连，用于向所述喷雾吸收塔中通入冷却水，以利用冷却水对通入所述喷雾吸收塔中的二次除尘的烟气进行降温；
20.所述冷却水的通入量由如下公式计算：
[0021][0022]
其中，ρ
g
为所述喷雾吸收塔中的二次除尘的烟气密度，kg/m3，q
g
为烟气体积流量，m3/h，t1为喷雾吸收塔烟气进口处的温度，℃；t2为喷雾吸收塔烟气出口处的温度，℃；c
水
为冷却水的比热容，kj/(kg
·
k)；d为喷雾吸收塔中烟气的含湿量，kg/kg。
[0023]
进一步地，所述喷雾吸收塔中设置有第二雾化喷枪，所述第二雾化喷枪与所述冷却水管道的出水口相连，用于对通入所述喷雾吸收塔中的冷却水进行雾化。
[0024]
进一步地，还包括氢氧化钠溶液罐，所述氢氧化钠溶液罐与所述第二雾化喷枪相连，以使所述氢氧化钠溶液罐中的氢氧化钠溶液通入所述第二雾化喷枪中在所述喷雾吸收塔中进行雾化，以使所述雾化后的氢氧化钠溶液与所述喷雾吸收塔中的二次除尘的烟气进行反应进行深度脱硫。
[0025]
进一步地，还包括第三空预器，所述第三空预器分别与所述喷雾吸收塔和所述第一空预器相连，以使所述第一空预器中回收的热量通入所述第三空预器中，所述第三空预器以利用所述回收的热量对从所述喷雾吸收塔中接收的深度除尘的烟气进行加热升温，所述加热升温后的烟气从烟囱排出。
[0026]
本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0027]
本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0028]
图1是本技术一实施例提出的深度脱硫除尘余热回收系统的结构示意图。
[0029]
图中，1、第一空预器；2、脱硫反应器；3、预除尘器；4、第二空预器；5、除尘器；6、喷雾吸收塔；7、增湿搅拌器；8、第一流量调节阀；9、石灰罐；10、第二流量调节阀；11、第一雾化喷枪；12、冷却水管道；13、第二雾化喷枪；14、氢氧化钠溶液罐；15、第三空预器。
具体实施方式
[0030]
下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。相反，本技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0031]
图1是本技术一实施例提出的一种深度脱硫除尘余热回收系统的结构示意图。
[0032]
参见图1，一种深度脱硫除尘余热回收系统，包括第一空预器1、脱硫反应器2、预除尘器3、第二空预器4、除尘器5、喷雾吸收塔6；第一空预器1用于对通入其中的燃煤烟气进行降温并回收热量，脱硫反应器2与第一空预器1相连，以使降温后的燃煤烟气通入脱硫反应器2中进行脱硫。
[0033]
具体来说，由于燃煤烟气的温度较高，直接通入脱硫反应器2中会影响脱硫效率并且增加脱硫反应过程的耗水量，恶化除尘器运行环境，造成设备腐蚀及“白色烟雨”等问题，因此在进行脱硫处理前需要对燃煤烟气进行降温处理，其中第一空预器1可以为空气换热器，当燃煤烟气通入第一空预器1中后，通过第一空预器1中的冷空气对燃煤烟气进行降温，使得燃煤烟气的温度降至80
‑
100℃，使烟气温度达到脱硫反应器2高效脱除的温度窗口，提高脱硫效率同时降低耗水量，而第一空预器1中的冷空气在对燃煤烟气进行降温的同时通过热交换提高自身的温度，使得第一空预器1中的冷空气温度升高进而实现将燃煤烟气中的热量存储在第一空预器1中。
[0034]
另外，燃煤烟气经过脱硫反应器2进行处理后，需要进行进一步除尘，因此设置除尘器5，而脱硫反应器2进行脱硫处理后的烟气中相对湿度过高、颗粒物含湿量过大，容易导致除尘器运行异常，因此需要在烟气通入除尘器5进行进一步除尘之前需要进行初步除尘处理，降低烟气中大颗粒物质，同时需要对烟气进行加热，降低烟气的相对湿度，因此，通过设置预除尘器3对烟气进行预处理，设置第二空预器4对烟气进行加热处理，在本技术中可以将预除尘器3与脱硫反应器2相连，用于从脱硫反应器2接收脱硫后的烟气并对脱硫后的烟气进行初步除尘；其中预除尘器3可以为旋风分离器，可以将脱硫反应器2脱硫后烟气中的80
‑
95％的脱硫反应产物脱除，脱硫反应产物主要是灰尘和ca(oh)2颗粒，减少进入除尘器5中的灰负荷和粒径，降低对空预器4的磨损，分离出的脱硫反应产物再次进入增湿搅拌器7中多次循环，增加ca(oh)2利用率，同时将第二空预器4分别与预除尘器3和第一空预器1相连，以使第一空预器1中回收的热量通入第二空预器4中，第二空预器4以利用回收的热量对从预除尘器3中接收的初步除尘的烟气进行加热升温，除尘器5与第二空预器4相连，除尘
器5可以是布袋除尘器、静电除尘器和电袋除尘器，用于从第二空预器4中接收加热升温的烟气并对加热升温的烟气进行二次除尘；其中第二空预器4可以为空气换热器，第一空预器1在与燃煤烟气进行热交换过程中加热后的热空气(即存储的热量)可以直接通入第二空预器4中，用于对初步除尘后的烟气进行加热，使得烟气中的相对湿度降低，进而有效防止烟气直接通入除尘器5容易造成除尘器5运行异常(布袋糊袋、电除尘高压电场在高湿环境运行不稳定，出现击穿现象)。
[0035]
经过除尘器5处理后的烟尘中仍含有一定的二氧化硫和少量的烟尘，因此通过喷雾吸收塔6进行深度处理，将喷雾吸收塔6与除尘器5相连，用于对从除尘器5中接收的二次除尘的烟气进行深度脱硫除尘。
[0036]
在本技术的一个实施例中，余热回收系统还包括增湿搅拌器7，增湿搅拌器7分别与预除尘器3和脱硫反应器2相连，用于接收预除尘器3中脱除的产物并对产物与通入增湿搅拌器7中的熟石灰进行加湿搅拌，并将加湿搅拌后的混合物通入脱硫反应器2中，以利用混合物对脱硫反应器2中的燃煤烟气进行脱硫，也就是说，由于脱硫反应器2中进行脱硫反应时可以使用熟石灰，熟石灰直接与燃煤烟气中的二氧化硫反应，但是由于预除尘器3中对烟气进行预处理过程中排出的烟尘和氧化钙颗粒均能够对二氧化硫进行处理，因此可以将预除尘器3中生成的烟尘和氧化钙颗粒通入脱硫反应器2中进行脱硫反应，但是直接将干料加入脱硫反应器2中脱硫效果不好，并且物料直接加入后各成分分布不均匀容易造成脱硫效率降低，因此在物料加入脱硫反应器2中之前，将预除尘器3中脱除的产物、熟石灰同时加入增湿搅拌器7中，在增湿搅拌器7中边加水边进行搅拌，使得得到的混合物中含有一定的水分，水分能够提高石灰表面活性，提高ca(oh)2与so2的反应，控制进入脱硫反应器2的混合物即脱硫反应剂含水量为1.5％
‑
2.5％，由于含水量过低降低脱硫反应效率，含水量过高脱硫反应剂容易卸料不畅，在脱硫反应器2内不易分散，造成脱硫效率下降，大块反应剂在重力作用下直接沉降到脱硫反应器2底部，严重者造成塌床。
[0037]
喷雾吸收塔6用于对尾部烟气进行余热回收，同时对烟气中的so2和烟尘进行深度脱除。另外为了节约用水，可以直接将喷雾吸收塔6中对烟气进行冷却后排出的冷却水通入增湿搅拌器7中与加入其中的固体物质搅拌，因此，增湿搅拌器7与喷雾吸收塔6通过第一管道相连，增湿搅拌器7用于接收喷雾吸收塔6中的冷却水，以利用冷却水进行加湿搅拌，冷却水在喷雾吸收塔6中回收了烟气中的显热和潜热，冷却水温度提高，进入增湿搅拌器7后有利于飞灰和熟石灰的消化和活化，同时在第一管道上设置有第一流量调节阀8，以通过第一流量调节阀8可以控制通入增湿搅拌器7中的冷却水的量。
[0038]
同时，需要说明的是，还包括石灰罐9，将熟石灰存储在石灰罐9中，然后控制石灰罐9与增湿搅拌器7相连，用于不断的向增湿搅拌器7中通入熟石灰。
[0039]
在本技术的另一个实施例中，脱硫反应器2与喷雾吸收塔6通过第二管道相连，脱硫反应器2用于接收喷雾吸收塔6中的冷却水，冷却水在脱硫反应器2中部和上部对烟气进行多级加湿，能够进一步促进脱硫反应，提高脱硫反应效率，另外，为了控制第二管道的水流量，在第二管道上设置有第二流量调节阀10。
[0040]
需要详细说明的是，脱硫反应器2中设置有第一雾化喷枪11，第一雾化喷枪11与第二管道相连，以使第二管道中的冷却水通入脱硫反应器2后通过第一雾化喷枪11进行雾化，雾化后液滴能够充分与烟气中的脱硫反应剂颗粒团聚，提高脱硫反应剂表面的活化性能，
增强脱硫效率。
[0041]
在本技术的另一个实施例中，还包括冷却水管道12，冷却水管道12与喷雾吸收塔6相连，用于向喷雾吸收塔6中通入冷却水，以利用冷却水对通入喷雾吸收塔6中的二次除尘的烟气进行降温，烟气温度降低至30
‑
40℃，烟气中的水蒸气凝结为液态水，放出汽化潜热，冷却水吸收烟气中的显热和潜热温度提高，升温后的水可用于脱硫反应增湿以及在处理后作为锅炉补水。该过程避免了“大白烟”现象，实现了废水和废热的回收利用，回收水温度较高，用于半干法脱硫时有利于石灰的活化和脱硫反应过程。
[0042]
另外，冷却水流量可通过冷却水管道12上的流量调节阀控制，冷却水的通入量由如下公式计算：
[0043][0044]
其中，ρ
g
为所述喷雾吸收塔中的二次除尘的烟气密度，kg/m3，q
g
为烟气体积流量，m3/h，t1为喷雾吸收塔烟气进口处的温度，℃；t2为喷雾吸收塔烟气出口处的温度，℃；c
水
为冷却水的比热容，kj/(kg
·
k)；d为喷雾吸收塔中烟气的含湿量，kg/kg。
[0045]
另外，喷雾吸收塔6中设置有第二雾化喷枪13，第二雾化喷枪13与冷却水管道12的出水口相连，用于对通入喷雾吸收塔6中的冷却水进行雾化，通过雾化能够增大水的接触面积，使得冷却水在喷雾吸收塔6中均匀分散，降温均匀，并且均匀分散的水滴能够增大与烟气的接触面积，进而大量捕捉喷雾吸收塔6中烟气中残留的烟尘颗粒，实现深度除尘的效果。
[0046]
在本技术的另一个实施例中，还包括溶液罐14，溶液罐中可加入naoh或氨水，溶液罐14与第二雾化喷枪13相连，以使溶液罐14中的氢氧化钠溶液或氨水通入第二雾化喷枪13中在喷雾吸收塔6中进行雾化，以使雾化后的氢氧化钠溶液或氨水与喷雾吸收塔6中的二次除尘的烟气进行反应，通过氢氧化钠能够与烟气中的二氧化硫进行反应，实现进一步脱硫的效果，氨水能够与烟气中的二氧化硫和氮氧化物反应，实现深度脱硫脱硝。
[0047]
另外，溶液罐内的氢氧化钠溶液或氨水质量浓度为10％，naoh溶液或氨水与冷却水比例为1：10000
‑
100000的比例通入第二雾化喷枪13中。
[0048]
在本技术的另一个实施例中，还包括第三空预器15，第三空预器15分别与喷雾吸收塔6和第一空预器1相连，以使第一空预器1中回收的热量通入第三空预器15中，第三空预器15以利用回收的热量对从喷雾吸收塔6中接收的深度脱硫除尘的烟气进行加热升温，将烟气温度提高至50
‑
60℃，加热升温后的烟气从烟囱排出，其中第三空预器15可以为空气换热器，由于第一空预器1在与燃煤烟气进行热交换过程中加热后的热空气(即存储的热量)可以直接通入第三空预器15中，用于对深度处理后的烟气进行加热，加热后再通过烟囱排出，能够有效防止烟气温度过低，腐蚀烟囱、cems系统监测异常等问题。
[0049]
需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0050]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺
序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0051]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0052]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。