一种烟气余热回收协同脱碳系统和方法与流程

1.本发明涉及一种烟气余热回收协同脱碳系统和方法。


背景技术：

2.在常规脱碳工艺中，采用蒸汽等方式对脱碳液进行再生，能耗很大，是脱碳工艺的难题。受到“碳达峰”“碳中和”的严峻形势影响，各种燃烧炉都面临着减产甚至关停的巨大压力，需要根据降碳减污要求并结合燃烧炉的特点，提出一套效率高、能耗低、系统简单、过程受控的脱碳技术。


技术实现要素：

3.为了实现上述目的，提供一种烟气余热回收协同脱碳系统和方法。本发明所述烟气余热回收协同脱碳系统，包括燃烧炉、烟气余热换热器、脱碳塔、烟囱、送风机、送风加热器、除气器、脱碳剂循环泵、抽气装置，其中：
4.所述燃烧炉设有燃烧炉送风入口、燃烧炉烟气出口；
5.所述烟气余热换热器设有烟气余热换热器烟气入口、烟气余热换热器烟气出口、烟气余热换热器脱碳剂入口、和烟气余热换热器脱碳剂出口；所述烟气余热换热器为间壁式换热器；优选为管式换热器、板式换热器、管翘式换热器、或板翘式换热器；任选地，所述烟气余热换热器脱碳剂入口与所述烟气余热换热器脱碳剂出口之间设置有与所述烟气余热换热器并联的烟气余热换热器旁路及与其配套调节阀门；
6.所述脱碳塔包括脱碳塔塔体，所述脱碳塔塔体上设有脱碳塔烟气入口、脱碳塔烟气出口、脱碳塔脱碳剂入口、和脱碳塔脱碳剂出口；在所述脱碳塔的底部设有脱碳塔脱碳剂池，所述脱碳塔烟气入口与所述脱碳塔烟气出口之间设有脱碳塔布水装置，所述脱碳塔脱碳剂池与所述脱碳塔脱碳剂出口直接或间接地连通，所述脱碳塔布水装置与所述脱碳塔脱碳剂入口直接或间接地连通；通过所述脱碳塔布水装置将脱碳剂布撒至烟气中；任选地，所述脱碳塔布水装置下游烟气通道中设有脱碳塔除雾器；优选地，所述脱碳塔布水装置为布水槽或布水管或喷淋装置；任选地，所述脱碳塔烟气入口与所述脱碳塔布水装置之间设置有填料层；任选地，所述脱碳剂采用物理脱碳剂或化学脱碳剂；任选地，所述脱碳剂采用氨基脱碳剂如氨水或含有氨水的混合剂。
7.所述燃烧炉烟气出口与所述烟气余热换热器烟气入口直接或间接地连通；所述烟气余热换热器烟气出口与所述脱碳塔烟气入口直接或间接地连通；所述脱碳塔烟气出口与所述烟囱直接或间接地连通；
8.所述送风机设有送风机送风入口、和送风机送风出口；
9.所述送风加热器设有送风加热器送风入口、送风加热器送风出口、送风加热器脱碳剂入口和送风加热器脱碳剂出口；
10.所述送风机送风出口通过风道与所述燃烧炉送风入口直接或间接地连通；所述送风加热器设置在所述送风机送风入口处或者设置在所述送风机送风出口与所述燃烧炉送
风入口之间的风道上；所述送风加热器为间壁式换热器；优选为管式换热器、板式换热器、管翘式换热器、或板翘式换热器。
11.所述除气器设置有除气器脱碳剂入口、除气器脱碳剂出口、除气器气出口；所述除气器为封闭式容器，设有储水空间、除气空间和除气器布水装置；所述除气器布水装置与所述除气器脱碳剂入口直接或间接地连通；所述储水空间与所述除气器脱碳剂出口直接或间接地连通；所述除气器气出口直接或间接地与所述除气器除气空间连通；所述除气空间和储水空间可以为一体化结构或相互连通的分体结构；任选地，所述除气器采用减压或/和闪蒸或/和加热除气方式的除气器；
12.所述脱碳剂循环泵设置有脱碳剂循环泵入口、脱碳剂循环泵出口；
13.所述抽气装置设置有抽气装置入口、抽气装置出口；所述抽气装置入口与所述除气器气出口直接或间接地连通；任选地，所述抽气装置采用真空泵或抽气风机或压缩机；
14.所述脱碳塔脱碳剂出口与所述烟气余热换热器脱碳剂入口直接或间接地连通；所述烟气余热换热器脱碳剂出口与所述除气器脱碳剂入口直接或间接地连通；所述除气器脱碳剂出口与所述脱碳剂循环泵入口直接或间接地连通；所述脱碳剂循环泵出口与所述送风加热器脱碳剂入口直接或间接地连通；所述送风加热器脱碳剂出口与所述脱碳塔脱碳剂入口直接或间接地连通。
15.可选地，本发明所述的烟气余热回收协同脱碳系统中，所述脱碳剂循环泵出口与所述送风加热器脱碳剂入口之间还串联有对外供热的供热系统；所述供热系统设有供热系统脱碳剂入口、和供热系统脱碳剂出口，所述供热系统脱碳剂入口直接或间接地与所述脱碳剂循环泵出口连通，所述供热系统脱碳剂出口直接或间接地与所述送风加热器脱碳剂入口连通；任选地，在所述供热系统脱碳剂入口或与其连通的管道和所述供热系统脱碳剂出口或与其连通的管道之间设有供热系统旁路和用于控制脱碳剂流经所述供热系统或流经所述供热系统旁路的第一阀门组。
16.可选地，本发明所述烟气余热回收协同脱碳系统中，在所述烟气余热换热器烟气出口与所述脱碳塔烟气入口之间的烟气通道上串联有脱硫塔；所述脱硫塔设置有脱硫塔烟气入口和脱硫塔烟气出口；脱硫塔烟气入口与所述烟气余热换热器烟气出口直接或间接连通，脱硫塔烟气出口与所述脱碳塔烟气入口直接或间接连通。
17.可选地，本发明所述的烟气余热回收协同脱碳系统中，所述脱碳塔位于所述脱硫塔的上方并构成脱硫脱碳一体化结构；在所述脱硫塔和所述脱碳塔的连接处设置有脱碳剂集液装置，所述脱碳剂集液装置集合并替代了所述脱硫塔烟气出口和所述脱碳塔烟气入口及所述脱碳塔脱碳剂池的功能；所述脱碳剂集液装置使来自于所述脱硫塔的烟气可通过所述脱碳剂集液装置进入所述脱碳塔，来自所述脱碳塔的所述脱碳塔布水装置的脱碳剂落入所述脱碳剂集液装置被收集，但脱碳剂不能流过所述脱碳剂集液装置进入所述脱硫塔；所述脱碳剂集液装置与所述烟气余热换热器脱碳剂入口直接或间接地连通；任选地，所述脱碳剂集液装置与所述烟气余热换热器脱碳剂入口串联有塔外脱碳剂池；任选地，所述脱碳剂集液装置可以采用市面上的集液器或液体收集器；
18.可选地，本发明所述的烟气余热回收协同脱碳系统中，所述脱碳剂集液装置采用除雾集液功能的除雾集液一体化结构，所述除雾集液一体化结构包括集液底盘、除雾管、和升气帽，所述集液底盘安装在所述脱硫脱碳一体化结构内，所述集液底盘开设有通气孔，所
述通气孔相对应地安装有所述除雾管，所述除雾管的外壁与所述通气孔外沿或所述集液底盘密封地安装，所述除雾管顶端安装有所述升气帽，所述升气帽上或所述升气帽与所述除雾管的顶端之间或所述除雾管上段的管壁上设置有供烟气流通的升气通道，所述除雾管内设置有导流叶片或旋流子，所述集液底盘的外圈设置有挡水沿或所述集液底盘与所述脱硫脱碳一体化结构的塔体内壁密封结合而以所述脱硫脱碳一体化结构的内壁作为挡水沿，所述集液底盘与所述除雾管的外壁以及所述挡水沿围成的向上开口的空间作为所述脱碳塔脱碳剂池；任选地，所述除雾管或/和集液底盘或/和升气帽采用防结垢材料或涂层、或疏水材料或涂层。
19.可选地，本发明所述的烟气余热回收协同脱碳系统中，所述除雾管下方或所述除雾管内设置氧化剂管和氧化剂喷口；所述氧化剂采用自由基或臭氧；任选地，所述氧化剂管和氧化剂喷口同时作为所述除雾管内壁的冲洗水管和冲洗水喷口。
20.可选地，本发明所述的烟气余热回收协同脱碳系统中，所述脱碳塔还设有脉冲液管、脉冲液喷口。
21.可选地，本发明所述的烟气余热回收协同脱碳系统中，当所述脱硫塔和脱碳塔构成脱硫脱碳一体化结构时，所述脉冲液管设置在所述集液底盘下方；所述脉冲液喷口设置在所述集液底盘上且在相邻的所述通气孔之间；所述脉冲液管与所述脉冲液喷口直接或间接地连通；通过所述脉冲液管和所述脉冲液喷头将脉冲液吹向所述集液底盘上方且所述除雾管之间的位置；所述脉冲液直接或间接来自于所述脱碳塔脱碳剂池或塔外脱碳剂池。
22.可选地，本发明所述的烟气余热回收协同脱碳系统中，所述脱碳塔脱碳剂池底部设置2组或2组以上的清洗液管，每组清洗液管至少设置一个清洗喷口；各组清洗液管及清洗喷口采用轮流清洗方式；任选地，所述清洗液管及其配套的所述清洗喷口与所述脉冲管及其配套的所述脉冲液喷口合用，清洗和脉冲间隔使用。
23.本发明另一方面，提供一种烟气余热回收协同脱碳的方法，包括：通过送风机将由送风加热器加热的空气送入到燃烧炉内，燃烧炉内燃料燃烧产生的烟气，进入烟气余热换热器内，与流经烟气余热换热器的脱碳剂进行间壁换热后进入脱碳塔，任选地，在烟气余热换热器脱碳剂入口与烟气余热换热器的脱碳剂出口之间设置有与烟气余热换热器并联的烟气余热换热器旁路及与其配套的调节阀门，用来调整进入烟气余热换热器和烟气余热换热器旁路的脱碳剂量比例，由此调整脱碳塔入口烟温和烟气余热换热器的出口水温；
24.烟气进入脱碳塔内，自下而上地流过脱碳塔布水装置；脱碳塔脱碳剂池中的脱碳剂在脱碳塔循环泵的驱动下进入脱碳塔布水装置，脱碳塔布水装置将脱碳剂剂自上而下地喷入烟气中，烟气与脱碳剂逆流换热和传质，烟气被换热和脱碳后以饱和态或近饱和态任选地经脱碳塔除雾器除雾，然后流出脱碳塔进入烟囱；优选地，所述脱碳塔的吸收剂采用氨基吸收剂；优选地，所述氨基吸收剂采用氨水或含有氨水的混合剂；优选地，氨基吸收剂吸收烟气中co2生成碳酸氢铵，作为化肥利用，或者通过解析出氨水和co2使吸收剂再生循环使用；任选地，在脱碳塔烟气入口与所述脱碳塔布水装置之间设置填料层；
25.脱碳剂由脱碳塔脱碳剂出口进入烟气余热换热器，与烟气换热后，通过除气器脱除二氧化碳后再继续循环使用，在所述脱碳剂循环泵驱动下通过送风加热器脱碳剂入口进入送风加热器，与送风即空气换热后，由脱碳塔布水装置布洒在烟气中，如此循环；
26.通过抽气装置对除气器进行抽气。
27.可选地，本发明所述的烟气余热回收协同脱碳的方法，从烟气余热换热器吸收了烟气余热的脱碳剂先经过供热系统对外提供热量，脱碳剂供热降温后再从供热系统送至送风加热器继续供热；优选地，供热系统设有供热系统旁路和相应的第一阀门组，用来开启或关闭对外供暖或供热，或者，通过调整第一阀门组的开度，来调整进入供热系统和供热系统旁路的脱碳剂流量比例，即调整送入所述供热系统和所述送风加热器的热量比例。
28.可选地，在所述烟气余热换热器烟气出口与所述脱碳塔烟气入口之间的烟气通道上串联有脱硫塔；来自于烟气余热换热器的烟气进入脱硫塔内，烟气被换热和脱硫或脱硫脱硝或脱硫脱碳或脱硫脱硝脱碳后以饱和态或近饱和态流出脱硫塔。
29.本发明中，如上所述的烟气余热回收协同脱碳的方法，采用上述的烟气余热回收协同脱碳系统。
30.本文所述的连通，包括直接连通和间接连通；
31.在本文中，任选地，是指可以选择的，例如，有或者没有，设置或者不设置，采用某种方式或者不采用某种方式。
32.本文所述的各装置或部件的依次设置、依次连通等涉及依次的表述，不排除依次相邻的两个装置或部件之间设置有其他装置或部件的情况。
附图说明
33.图1是本发明烟气余热回收协同脱碳系统的一种实施方式的结构示意图。
34.图2是本发明烟气余热回收协同脱碳系统另一种实施方式的结构示意图。
35.图3是本发明烟气余热回收协同脱碳系统另一种实施方式的结构示意图。
36.图4是本发明烟气余热回收协同脱碳系统中脱碳塔脱硫塔的另一种实施方式结构示意图。
37.图5是本发明烟气余热回收协同脱碳系统中脱碳剂集液装置一种具体实施方式的结构示意图。
38.图6是本发明烟气余热回收协同脱碳系统中脱碳剂集液装置另一种实施方式的结构示意图。
39.图7是本发明烟气余热回收协同脱碳系统中脱硫塔脱碳塔另一种实施方式的结构示意图。
40.图7-1是本发明烟气余热回收协同脱碳系统中脉冲液喷口在所述集液底盘上的一种布置方式。
41.图7-2是本发明烟气余热回收协同脱碳系统中脉冲液喷口在所述集液底盘上的另一种布置方式。
42.附图标记说明：
43.1燃烧炉；
44.1-1燃烧炉送风入口；
45.1-2燃烧炉烟气出口；
46.2烟气余热换热器；
47.2-1烟气余热换热器烟气入口；
48.2-2烟气余热换热器烟气出口；
49.2-3烟气余热换热器脱碳剂入口；
50.2-4烟气余热换热器脱碳剂出口；
51.3脱硫塔；
52.3-4脱硫塔烟气入口；
53.3-5脱硫塔烟气出口；
54.5脱碳塔；
55.5-1脱碳塔塔体；
56.5-3脱碳塔脱碳剂池；
57.5-4脱碳塔烟气入口；
58.5-5脱碳塔烟气出口；
59.5-6脱碳塔布水装置；
60.5-7脱碳塔除雾器；
61.5-8脱碳塔脱碳剂入口；
62.5-9脱碳塔脱碳剂出口；
63.5-10脱碳剂集液装置；
64.5-11集液底盘；
65.5-12除雾管；
66.5-13升气帽；
67.5-14通气孔；
68.5-15升气通道；
69.5-16导流叶片；
70.5-17挡水沿；
71.5-18除雾集液一体化结构；
72.5-20氧化剂管；
73.5-21氧化剂喷口；
74.5-22脉冲液管；
75.5-22-1脉冲液喷口；
76.6烟囱；
77.7送风机；
78.7-1送风机送风入口；
79.7-2送风机送风出口；
80.8送风加热器；
81.8-1送风加热器送风入口；
82.8-2送风加热器送风出口；
83.8-3送风加热器脱碳剂入口；
84.8-4送风加热器脱碳剂出口；
85.9除气器；
86.9-1除气器脱碳剂入口；
87.9-2除气器脱碳剂出口；
88.9-3除气器气出口；
89.9-4储水空间；
90.9-5除气空间；
91.9-6除气器布水装置；
92.10脱碳剂循环泵；
93.10-1脱碳剂循环泵入口；
94.10-2脱碳剂循环泵出口；
95.11抽气装置；
96.11-1抽气装置入口；
97.11-2抽气装置出口；
98.12供热系统；
99.12-1供热系统脱碳剂入口；
100.12-2供热系统脱碳剂出口；
101.12-3供热系统旁路；
102.12-4第一阀门；
103.12-5第二阀门；
104.12-6第三阀门。
具体实施方式
105.以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
106.图1是本发明烟气余热回收协同脱碳系统一种实施方式的结构示意图，包括燃烧炉1、烟气余热换热器2、脱碳塔5、烟囱6、送风机7、送风加热器8、除气器9、脱碳剂循环泵10、抽气装置11。其中：
107.所述燃烧炉1设有燃烧炉燃烧炉送风入口1-1、燃烧炉烟气出口1-2；
108.所述烟气余热换热器2设有烟气余热换热器烟气入口2-1、烟气余热换热器烟气出口2-2、烟气余热换热器脱碳剂入口2-3、和烟气余热换热器脱碳剂出口2-4；所述烟气余热换热器2为间壁式换热器；优选为管式换热器、板式换热器、管翘式换热器、或板翘式换热器；任选地，所述烟气余热换热器脱碳剂入口2-3与所述烟气余热换热器脱碳剂出口2-4之间设置有与所述烟气余热换热器2并联的烟气余热换热器旁路及与其配套调节阀门。
109.所述脱碳塔5包括脱碳塔塔体5-1。所述脱碳塔塔体5-1上设有脱碳塔烟气入口5-4、脱碳塔烟气出口5-5、脱碳塔脱碳剂入口5-8、和脱碳塔脱碳剂出口5-9；在所述脱碳塔5的底部设有脱碳塔脱碳剂池5-3，所述脱碳塔烟气入口5-4与所述脱碳塔烟气出口5-5之间设有脱碳塔布水装置5-6，所述脱碳塔脱碳剂池5-3与所述脱碳塔脱碳剂出口5-9直接或间接地连通，所述脱碳塔布水装置5-6与所述脱碳塔脱碳剂入口5-8直接或间接地连通；通过所述脱碳塔布水装置5-6将脱碳剂布撒至烟气中；任选地，所述脱碳塔布水装置5-6下游烟气通道中设有脱碳塔除雾器5-7；优选地，所述脱碳塔布水装置5-6为布水槽或布水管或喷淋装置；任选地，所述脱碳塔烟气入口5-4与所述脱碳塔布水装置5-6之间设置有填料层；任选地，所述脱碳剂采用物理脱碳剂或化学脱碳剂；任选地，所述脱碳剂采用氨基脱碳剂如氨水或含有氨水的混合剂。
110.所述燃烧炉烟气出口1-2与所述烟气余热换热器烟气入口2-1直接或间接地连通；所述烟气余热换热器烟气出口2-2与所述脱碳塔烟气入口5-4直接或间接地连通；所述脱碳塔烟气出口5-5与所述烟囱6直接或间接地连通。
111.所述送风机7设有送风机送风入口7-1、和送风机送风出口7-2；
112.所述送风加热器8设有送风加热器送风入口8-1、送风加热器送风出口8-2、送风加热器脱碳剂入口8-3和送风加热器脱碳剂出口8-4；
113.所述送风机送风出口7-2通过风道与所述燃烧炉送风入口1-1直接或间接地连通；所述送风加热器8设置在所述送风机送风入口处7-1或者设置在所述送风机送风出口7-2与所述燃烧炉送风入口1-1之间的风道上；所述送风加热器8为间壁式换热器；优选为管式换热器、板式换热器、管翘式换热器、或板翘式换热器。
114.所述除气器9设置有除气器脱碳剂入口9-1、除气器脱碳剂出口9-2、除气器气出口9-3；所述除气器9为封闭式容器。所述封闭式容器设有储水空间9-4、除气空间9-5和除气器布水装置9-6；所述除气器布水装置9-6与所述除气器脱碳剂入口9-1直接或间接地连通；所述储水空间9-4与所述除气器脱碳剂出口9-2直接或间接地连通；所述除气器气出口9-3直接或间接地与所述除气器除气空间9-5连通；所述除气空间9-5和储水空间9-4可以为一体化结构或相互连通的分体结构；任选地，所述除气器9采用减压或/和闪蒸或/和加热除气方式的除气器。
115.所述脱碳剂循环泵10设置有脱碳剂循环泵入口10-1、脱碳剂循环泵出口10-2；
116.所述抽气装置11设置有抽气装置入口11-1、抽气装置出口11-2；所述抽气装置入口11-1与所述除气器气出口9-3直接或间接地连通；任选地，所述抽气装置11采用真空泵或抽气风机或压缩机。
117.所述脱碳塔脱碳剂出口5-9与所述烟气余热换热器脱碳剂入口2-3直接或间接地连通；所述烟气余热换热器脱碳剂出口2-4与所述除气器脱碳剂入口9-1直接或间接地连通；所述除气器脱碳剂出口9-2与所述脱碳剂循环泵入口10-1直接或间接地连通；所述脱碳剂循环泵出口10-2与所述送风加热器脱碳剂入口8-3直接或间接地连通；所述送风加热器脱碳剂出口8-4与所述脱碳塔脱碳剂入口5-8直接或间接地连通；
118.任选地，所述燃烧炉为锅炉、窑炉、烧结机、炼焦炉或炼钢炉；
119.所述物理脱碳剂指具有以下特征的溶液：能够吸收和脱除烟气中的co2但不发生化学反应；且通过减压或/和加热可以释放出co2并获得再生(重获吸收co2能力)。
120.所述化学脱碳剂指具有以下特征的溶液：能够吸收和脱除烟气中的co2但不发生化学反应；且通过减压或/和加热可以释放出co2并获得再生(重获吸收co2能力)；如氨基吸收剂。
121.工作过程如下：
122.(1)脱碳协同脱白过程：
123.所述燃烧炉1内的燃料和所述送风机7通过所述送风机送风出口7-2和所述燃烧炉送风入口1-1送入到燃烧炉1内空气(含有氧气)发生燃烧反应产生烟气，燃烧所产生的烟气先后通过所述燃烧炉烟气出口1-2、所述烟气余热换热器2、所述脱碳塔5、所述烟囱6后排入大气(仅说明各个装置的先后顺序，但不排除在两个相邻的装置中间串联其它装置)；
124.所述燃烧炉1燃烧产生的具有较高温度烟气经燃烧炉烟气出口1-2和烟气余热换
热器烟气入口2-1进入烟气余热换热器2内，与流经烟气余热换热器2的脱碳剂进行间壁(表面)换热(烟气与脱碳剂不直接接触)，烟气经脱碳剂换热降温后流出的热量传给脱碳剂，烟气温度降低，后流过所述烟气余热换热器2与经脱碳剂换热降温后经烟气余热换热器烟气出口2-2流出烟气余热换热器2而进入脱碳塔5。烟气温度的降低，由于脱碳过程一般为放热反应，加之烟温降低可以降低脱碳塔内的烟气容积流量和流速，有利于与提高脱硫脱碳效率，减少脱碳塔5的水分蒸发，降低烟气出口温度和湿度及污染物排放。在所述烟气余热换热器脱碳剂入口2-3与所述烟气余热换热器脱碳剂出口2-4之间设置有与所述烟气余热换热器2并联的烟气余热换热器旁路及与其配套的调节阀门(图中未示出)，可以调整进入所述烟气余热换热器2和所述烟气余热换热器旁路的脱碳剂量比例，以调整所述脱碳塔5的入口烟温和所述烟气余热换热器2的出口水温。
125.经过所述烟气余热换热器2冷却降温后的含有co2等污染物的烟气从脱碳塔烟气入口5-4进入脱碳塔5内并自下而上地流过脱碳塔布水装置5-6、脱碳塔除雾器5-7、脱碳塔烟气出口5-5，脱碳塔布水装置5-6将脱碳剂自上而下地喷入烟气中，烟气与脱碳剂逆流换热和传质，烟气被换热和脱硫后以饱和态或近饱和态经脱碳塔除雾器5-7除雾后流出脱碳塔5。所述脱碳塔布水装置5-7可以采用喷嘴等，只要能够将脱碳剂雾化且均匀的布洒在烟气中即可。
126.氨基脱碳剂如氨水或含有氨水的混合液具有多元污染物脱除能力，可以协同脱除烟气中的so
x
、co2、no
x
等污染物，氨和so
x
、co2、no
x
反应，分别生成硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵，经适当处理后可以作为化肥使用，实现废物利用。其中氨对so
x
、co2有很强的脱除能力，但对no脱除能力较弱，可通过对no进行强氧化后提高脱除率。多次循环吸收co2和so
x
、no
x
等污染物后的富脱碳剂通过所述脱碳剂出口5-9送至下一个工艺处理；
127.可以在与所述脱碳塔烟气入口5-4直接或间接连接的烟气通道上或容室内设置氧化装置(图中未示出)。氧化装置可以为臭氧或自由基添加装置，或电子束发生器或脉冲电晕发生器，或当在所述脱碳塔烟气入口5-4前设置静电除尘器时，静电除尘器具有一定的氧化能力，可以产生一定量的臭氧，也可以通过对现有的静电除尘进行改造，进一步强化静电除尘器的附加氧化能力和臭氧发生能力。通过氧化将一氧化氮与二氧化硫生成高价态易溶于水物质，可以大幅提高so
x
、no
x
等污染物的脱除效率。
128.(2)烟气逐级降温、脱碳剂逐级升温和逆流换热过程：
129.通过所述烟气余热换热器2的间壁式换热回收余热后的烟气再送至所述-脱碳塔5并进而由脱碳塔5继续喷淋混合换热回收烟气余热、降温、减排。同时，经所述脱碳塔5的烟气混合换热回收烟气余热后将脱碳剂再送入更高温度的所述烟气余热换热器2继续加热、回收烟气余热，以回收更多的烟气余热，产生更高温度的脱碳剂。由于脱碳、脱硫、脱硝均为放热反应，其放热热量会传递给烟气并继而在脱碳塔传递给脱碳剂。通过所述烟气余热换热器2耦合所述脱碳塔5，实现对烟气梯级降温和脱碳剂梯级逆流加热升温，脱碳剂在脱碳塔5吸收的热量基础上进一步叠加上在烟气余热换热器2吸收的热量，并以更高的温度及能量品质从烟气余热换热器脱碳剂出口2-4送出至送风加热器8。
130.从而实现了烟气的梯级降温、脱碳剂的梯级升温和逆流换热，同时可以降低所述烟气余热换热器2的换热温差，减少不可逆损失，提高能量转换效率。提高了烟气余热回收效率和脱碳剂热能品质，为烟气余热的高效利用创造了条件。
131.所述烟气余热换热器2采用间壁式换热器9，在设计合理的情况下，可以获得较高的脱碳剂出水温度。一般情况下，当所述烟气余热换热器烟气入口2-1处温度为70℃以上时，所述烟气余热换热器2获得的脱碳剂，可以直接作为对外供暖或供热的热源。但是，如果所述烟气余热换热器2回收的烟气余热过多，则其出口烟温亦即所述脱碳塔5入口烟温过低，会减少所述脱碳塔5的蒸发量甚至没有蒸发，而脱碳塔5的冲洗水等工艺用水需要从系统外补入，脱碳塔5的总进水大于总出水，从而导致了脱碳塔5的水平衡破坏和水位不可控，影响脱硫系统的正常稳定运行。因此，脱碳塔5的水平衡问题限制了所述烟气余热换热器2的烟气余热的回收率。另外，由于所述烟气余热换热器2采用间壁式换热器，其换热器效率较低，且需要一定的换热温差，当所述烟气余热换热器2的出口烟温过低时，其换热面积会大幅度增加，造价大幅度增加，且会大幅增加烟道阻力和风机的电耗，经济性大幅下降，甚至变得不经济。综合以上，所述烟气余热换热器2的出口烟温一般不低于60℃(根据烟气参数、系统水平衡情况而定)。还有，当脱碳剂回水温度亦即所述烟气余热换热器脱碳剂入口2-3的脱碳剂温度过低时，会导致所述烟气余热换热器2的换热温差过大，不可逆损失增加，从而降低了烟气-脱碳剂的能量转换效率。
132.采用脱碳塔5对烟气和脱碳剂直接混合换热，不需要换热管、换热板等，同时，由于此时的烟气温度较低，采用混合换热可以实现无端差换热，有利于提高烟气余热的回收效率。尤其是采用填料塔逆流换热，可以提高脱碳剂的出水温度，提高烟气余热的利用价值，同时还可以减少脱碳剂的流量，减少脱碳剂循环泵的电耗和系统阻力。并且，为与所述烟气余热换热器2的脱碳剂流量相匹配创造条件。但是对烟气采用喷淋降温，会伴随相变换热，通过脱碳塔对烟气降温所产生的脱碳剂出口水温较低，热能品质较低，利用价值较低。
133.采用本实施方式可以兼取所述烟气余热换热器间壁换热和脱碳塔混合换热的优势，规避烟气余热换热器、脱碳塔单独使用的弊端。所述烟气余热换热器2在经济合理的情况下，尽量获得较高的出口脱碳剂温度，提高烟气余热回收的能量品质，以利于提高后续环节能量的利用效率。
134.(3)脱碳剂的除气再生过程：
135.所述脱碳塔5脱碳剂对烟气洗涤后，脱碳剂将逐渐降低吸收烟气中的二氧化碳的能力。设置所述除气器9可以解决这个问题。
136.来自于所述脱碳塔脱碳剂池5-3的脱碳剂经过所述烟气余热换热器2加热升温后，通过所述除气器脱碳剂入口9-1和所述除气器布水装置9-6布入所述除气空间9-5，在脱碳剂温度提高的基础上扩容减压，相比脱碳塔5中的脱碳剂，进入所述除气器9的脱碳剂的温度升高，二氧化碳在脱碳剂中析出，从而起到了脱碳剂析出二氧化碳的作用。经过所述除气器布水装置9-6雾化后脱碳剂成为许多的细小颗粒，表面积大幅提高，脱碳剂更容易从脱碳剂中析出。所述抽气装置11可以将已经析出的二氧化碳及时从所述除气器9内抽出，以保证所述除气器9内保持较低的压力，维持二氧化碳中脱碳剂的持续析出。抽出的二氧化碳进入下一个工艺处理，如压缩封装或产品化处理。
137.析出了二氧化碳获得再生即重获脱碳能力的脱碳剂进入所述储水空间9-4，并在所述脱碳剂循环泵10的驱动下循环使用。所述储水空间9-4也起到了缓冲储存作用，防止所述脱碳剂循环泵入口10-1的气蚀。
138.所述除气器9可以采用一体化结构，即所述除气空间9-5和所述储水空间9-4在一
个容器内；也可以采用分体结构，即所述除气空间9-5和所述储水空间9-4在两个相互连通的容器内。所述除气空间9-5可以设置在所述储水空间9-4上方，以保证从所述除气器布水装置9-6流出的脱碳剂自然流入所述储水空间9-4。当然也可以采用其它布置方式通过水泵进行输送。
139.所述除气器布水装置9-6可以为喷嘴或补水管或布水槽或布水板、水口等，只要能够尽量能够把脱碳剂以尽量小的颗粒布于所述除气空间9-5即可。所述除气器布水装置9-6也可以把脱碳剂布入所述储水空间9-4内，但由于脱碳剂的表面积会减少，脱除效果会降低。
140.所述抽气装置11采用真空泵或抽气风机或压缩机等。
141.(4)烟气余热的高效利用和脱碳剂的冷却过程：
142.经烟气余热换热器2加热后的高品质脱碳剂经过所述除气器9脱除脱碳剂获得再生，在所述脱碳剂循环泵10驱动下通过送风加热器脱碳剂入口8-3进入送风加热器8，加热流经送风加热器8的送风，升温后的送风在所述送风机7的驱动下通过所述燃烧炉送风入口1-1送入所述燃烧炉1内。加热的送风可以等量地减少燃烧炉1燃料用量，实现了烟气余热回收利用的最大化。同时，脱碳剂温度降低有利于提高其脱碳能力。尤其是，通过脱碳塔吸收的难以利用的烟气低品位余热(包括烟气显热、水蒸气冷凝的汽化潜热和脱碳过程的反应热)通过送风加热器送入燃烧炉内转换为高品位热能，起到了热泵提质的作用。
143.送风加热器8相当于空冷塔对脱碳剂进行冷却降温，但不同的是空冷塔仅实现了对脱碳剂的冷却，但没有实现送风加热器所具有的脱碳剂热量的回收利用。
144.另外，送风加热器8协同脱碳塔具有治理烟囱烟羽的自适应、自调整能力：当环境温度低时，烟羽现象会严重；同时送风机入口7-1风温也低，送风加热器8冷却能力提高，送风加热器脱碳剂出口8-4温度会降低，通过脱碳塔5对烟气的冷凝降温会增加，烟囱烟羽调减作用会增强。当当环境温度高时，烟羽现象会减弱；同时送风机入口7-1风温也高，送风加热器8冷却能力减弱，送风加热器脱碳剂出口8-4温度会有所升高，通过脱碳塔5对烟气的冷凝降温会减弱，烟囱烟羽调减作用会减弱。
145.本实施例所搭建的系统实现了多元耦合、协同增效的正向机制：
146.a、烟气余热换热器2在回收烟气余热提高经济收益的同时，也降低了烟气温度，提高了脱碳塔5的污染物脱除效率；
147.b、送风加热器8在实现烟气余热高效利用的同时，也通过送风对脱碳剂的冷却降温，实现了脱碳剂吸收能力的提高和烟气的降温、降湿和减排以及烟羽的减缓治理；
148.c、实现了烟气污染物的脱碳、脱白(烟羽减缓)协同治理；
149.d、在烟气余热回收利用的过程中协同对脱碳剂进行除气再生，节省能耗，简化了系统；
150.e、通过烟气从烟气余热换热器-脱碳塔与脱碳剂从脱碳塔-烟气余热换热器梯级升温换热以及脱碳剂从脱碳塔-烟气余热换热器梯级升温后再供热系统-送风加热器梯级利用耦合共生，实现了换热效率最大化、烟气余热回收最大化、余热利用最大化；可以将低品位的烟气余热转变为高品位的热能，起到了热泵提质的作用。
151.f、在通过脱碳剂从脱碳塔-烟气余热换热器-除气器-供热系统-送风加热器的热力循环实现烟气余热回收及利用最大化的同时，实现了脱碳剂对烟气脱碳-烟气加热脱碳
剂析出二氧化碳并获得再生的良性循环。
152.g、脱碳剂既充当了烟气余热回收和高效利用的介质；也充当了烟气脱碳减排的介质。
153.h、送风加热器8协同脱碳塔具有根据环境温度自动调整烟囱烟羽的能力。
154.从而解决了常规技术环保不增效的问题，实现了烟气余热回收和环保减排的协同增效和共生放大。
155.图2是本发明烟气余热回收协同脱碳系统的另一种具体实施方式结构示意图。如图2所示，所述脱碳剂循环泵出口10-2与所述送风加热器脱碳剂入口8-3之间还串联有对外供热的供热系统12；所述供热系统12设有供热系统脱碳剂入口12-1、和供热系统脱碳剂出口12-2，所述供热系统脱碳剂入口12-1直接或间接地与所述脱碳剂循环泵出口10-2连通，所述供热系统脱碳剂出口12-2直接或间接地与所述送风加热器脱碳剂入口8-3连通。
156.在有对外供热或供暖需要时，设置供热系统12。
157.工作原理如下：从烟气余热换热器2吸收了烟气余热的脱碳剂先经过所述供热系统脱碳剂入口12-1进入供热系统12对外提供热量，脱碳剂供热降温后从所述供热系统脱碳剂出口12-2再送至送风加热器8继续供热，实现了脱碳剂热量的梯级利用，高温段用于要求进水温度高、收益也高的供热系统12，低温段用于对热能品质要求较低、收益较低的送风系统，进一步提高烟气余热的回收利用效率。由于对外供热或供暖的效益更好，所以可以进一步提高经济效益。
158.考虑到对系统外供暖或供热的季节性或阶段性需求，在所述供热系统脱碳剂入口12-1(或与其连通的管道)、供热系统脱碳剂出口12-2(或与其连通的管道)之间设有供热系统旁路12-3和相应的第一阀门组(包括第一阀门12-4、第二阀门12-5、第三阀门12-6)。当有对外供暖或供热需求时，开启第二阀门12-5/第三阀门12-6、关闭第一阀门12-4；当无对外供暖或供热需求时，关闭第二阀门12-5/第三阀门12-6、开启第一阀门12-4。调整第一阀门组(第一阀门12-4、第二阀门12-5、第三阀门12-6)的开度也可以调整进入所述供热系统12和所述供热系统旁路12-3的热媒水流量比例，亦即可以调整送入所述供热系统12和所述送风加热器8的热量比例，以适应运行工况和负荷变化的要求。本实施例中的第一阀门组只是一种示例，也可采用其它结构形式。
159.图3是本发明烟气余热回收协同脱碳系统的另一种实施方式的结构示意图。如图3所示，在所述烟气余热换热器烟气出口2-2与所述脱碳塔烟气入口5-4之间的烟气通道上串联有脱硫塔3；所述脱硫塔3设置有脱硫塔烟气入口3-4和脱硫塔烟气出口3-5；脱硫塔烟气入口3-4与所述烟气余热换热器烟气出口2-2直接或间接连通，脱硫塔烟气出口3-5与所述脱碳塔烟气入口5-4直接或间接连通；
160.其目的是，so
x
、co2、no
x
、灰尘等污染物含量较高的烟气先进入所述脱硫塔3脱除so
x
等污染，再进入所述脱碳塔5脱碳。
161.图4是本发明烟气余热回收协同脱碳系统中脱碳塔脱硫塔的另一种实施方式结构示意图。如图4所示，所述脱碳塔5位于所述脱硫塔3的上方并构成脱硫脱碳一体化结构；在所述脱硫塔3和所述脱碳塔5的连接处设置有脱碳剂集液装置5-10，所述脱碳剂集液装置5-10集合并替代了所述脱硫塔烟气出口3-5和所述脱碳塔烟气入口5-4及所述脱碳塔脱碳剂池5-3的功能。所述脱碳剂集液装置5-10使来自于所述脱硫塔3的烟气可通过所述脱碳剂集
液装置5-10进入所述脱碳塔5，来自所述脱碳塔5的所述脱碳塔布水装置5-6的脱碳剂落入所述脱碳剂集液装置5-10被收集，并作为所述脱碳塔脱碳剂池5-3起到收集缓冲作用，但脱碳剂不能流过所述脱碳剂集液装置5-10进入所述脱硫塔3；所述脱碳剂集液装置5-10与所述烟气余热换热器脱碳剂入口2-3直接或间接地连通；任选地，所述脱碳剂集液装置5-10与所述烟气余热换热器脱碳剂入口2-3串联有塔外脱碳剂池5-3-1；任选地，所述脱碳剂集液装置5-10可以采用市面上的集液器、液体收集器等；
162.该方式的好处是：可以减少占地和烟道阻力。
163.图5为本发明烟气余热回收协同脱碳系统中脱碳剂集液装置一种具体实施方式的结构示意图。如图5所示，所述脱碳剂集液装置5-10采用除雾集液功能的除雾集液一体化结构5-18，所述除雾集液一体化结构包括集液底盘5-11、除雾管5-12、和升气帽5-13，所述集液底盘5-11安装在所述脱硫脱碳一体化结构内，所述集液底盘5-11开设有通气孔5-14，所述通气孔5-14相对应地安装有所述除雾管5-12，所述除雾管5-12的外壁与所述通气孔4-14外沿或所述集液底盘5-11密封地安装，所述除雾管5-12顶端安装有所述升气帽5-13，所述升气帽5-13上或所述升气帽5-13与所述除雾管5-12的顶端之间或所述除雾管5-12上段的管壁上设置有供烟气流通的升气通道5-15，所述除雾管5-12内设置有导流叶片或旋流子5-16，所述集液底盘5-11的外圈设置有挡水沿5-17或所述集液底盘5-11与所述脱硫塔脱碳塔一体化结构的塔体内壁密封结合而以所述脱硫塔脱碳塔一体化结构的内壁作为挡水沿5-17，所述集液底盘5-11与所述除雾管5-12的外壁以及所述挡水沿5-17围成的向上开口的空间作为所述脱碳塔脱碳剂池5-3。
164.所述导流叶片或旋流子5-16固定安装在所述除雾管5-12内，当烟气自下而上流过所述导流叶片或旋流子时，在其导流作用下，烟气产生以所述除雾管5-12中心线为中心的高速旋转运动，并呈螺旋上升运动。
165.工作原理是：来自于所述除雾集液一体化结构5-18下方的带有颗粒物和雾滴的烟气向上流入所述除雾集液一体化结构5-18中的所述除雾管5-12，在所述除雾管5-12内所述导流叶片或旋流子5-16的作用下，烟气做围绕所述除雾管5-12中心线的高速旋转且上升的运动，即螺旋上升运动，颗粒物和雾滴相互碰撞凝聚成大颗粒，大颗粒和雾滴以及比重大颗粒物在离心力的作用下抛向所述除雾管5-12的管壁而被捕集，然后在重力作用下向下流动，从而实现颗粒物、雾滴与烟气的分离和脱除。烟气继续向上流至所述升气帽5-13，并从所述升气帽5-13本身或所述升气帽5-13与所述除雾管5-12顶端之间或除雾管5-12上段管壁上设置的所述升气通道5-15流入所述除雾集液一体化结构5-18的上方的空间，进入下一个工艺环节。所述升气帽5-12使来自于所述除雾集液一体化结构5-18下方的烟气能够流入所述除雾集液一体化结构5-18上方的空间，而来自于所述除雾集液一体化结构5-18上方空间的液体不能流入所述除雾集液一体化结构5-18下方的空间。所述升气帽5-13可以采用帽形形状、百叶窗形状、或其它市场上的升气帽形式，只要起到上述作用即可。所述升气帽5-13与所述除雾管5-12可以是一体化结构，也可以是分体结构。一个所述除雾管5-12可以对应于一个所述升气帽5-13，也可以两个或以上所述除雾管5-12共用一个所述升气帽5-13。
166.可以采取所述升气帽5-13外径大于所述除雾管5-12外径的结构形式，即所述升气帽5-13的垂直投影完全覆盖且大于所述除雾管5-13的垂直投影。由于所述升气帽5-13的直径大于所述除雾管5-12的外径，脱碳剂无法流入所述除雾管5-12内，亦即无法流入所述除
雾集液一体化结构5-18的下方空间。
167.所述除雾集液一体化结构5-18的功能：(1)高效脱除来自于所述除雾集液一体化结构5-18下方空间亦即前一个工艺的烟气中的雾滴、颗粒物，实现所述除雾集液一体化结构5-18前后两个工艺的烟气的雾滴、颗粒物的阻隔，减少前一个工艺对后一个工艺的影响，可以省掉前一个工艺的除雾器；(2)实现来自于所述除雾集液一体化结构5-18下方空间亦即前一个工艺的烟气可以往上流过所述除雾集液一体化结构5-18而进入所述除雾集液一体化结构5-18上方空间和后一个工艺，但液体不能往下流过所述除雾集液一体化结构5-18而进入所述除雾集液一体化结构5-18下方的空间和前一个工艺；(3)起到液体收集和储存的作用。可以根据需要适当调节各个所述除雾管5-12的距离，以提供所需的液体储存容积，起到缓冲容器作用。
168.该结构还可以降低所述脱硫脱碳一体化结构的高度。任选地，所述除雾管5-12或/和集液底盘5-11或/和升气帽5-13采用防结垢材料或涂层、或疏水材料或涂层。目的是，减少脱碳液结晶结垢的影响。
169.图6是本发明烟气余热回收协同脱碳系统中脱碳剂集液装置另一种实施方式的结构示意图，如图6所示，所述第一集液装置5-10的除雾管5-12下方或所述除雾管5-12内设置氧化剂管5-20和氧化剂喷口5-21。所述氧化剂采用自由基或臭氧。任选地，所述氧化剂管和氧化剂喷口同时作为所述除雾管内壁的冲洗水管和冲洗水喷口。
170.工作过程：
171.通过所述氧化剂管5-20和所述氧化剂喷口5-21将氧化剂吹入自下而上流入所述除雾管5-20内的烟气，自由基或臭氧氧化一氧化氮与二氧化硫生成高价态易溶于水物质，然后烟气通过所述升气通道5-15流入所述脱碳塔5，被脱碳塔5的氨基吸收剂吸收。通过氧化后的一氧化氮和二氧化硫的脱除率大幅提高，可以提高脱硫、脱硝、脱碳协同脱除的效率。
172.所述氧化剂管5-20和氧化剂喷口5-21可以同时作为所述除雾管内壁的冲洗水管和冲洗水喷口，可以通过控制系统实现二者的切换。
173.图7是本发明烟气余热回收协同脱碳系统中脱硫塔脱碳塔另一种实施方式的结构示意图。如图7所示，是所述脱碳塔5位于所述脱硫塔3的上方构成脱硫脱碳一体化结构的情况，所述脱碳塔4还设有脉冲液管5-22、脉冲液喷口5-22-1；所述脉冲液管5-22设置在所述集液底盘5-11下方；所述脉冲液喷口5-22-1设置在所述集液底盘5-11上且在相邻的所述通气孔5-14之间；所述脉冲液管5-22与所述脉冲液喷口5-22-1直接或间接地连通；通过所述脉冲液管5-22和所述脉冲液喷头5-22-1将脉冲液吹向所述集液底盘5-11上方且所述除雾管5-12之间；所述脉冲液用于防止所述脱碳塔脱碳剂池5-3底部颗粒物、结晶物沉淀。所述脉冲液直接或间接来自于所述脱碳塔脱碳剂池5-3或塔外脱碳剂池5-3-1；
174.工作原理：在脱碳剂脱碳的过程中，会产生颗粒物的沉淀堆积。通过所述脉冲液管5-22和所述脉冲液喷头5-22-1往所述脱碳塔脱碳剂池5-3内吹入脉冲液，可以防止所述脱碳塔脱碳剂池5-3部颗粒物、结晶物沉淀，保持脱碳剂的流动性，保证系统正常运行。所述脉冲液直接或间接来自于所述脱碳塔脱碳剂池5-3或塔外吸收剂池5-3-1，可以单独设置脉冲液泵驱动脉冲液，也可以取自所述脱碳剂循环泵10的出口抽头。
175.图7-1、图7-2是所述脉冲喷口5-22-1在所述集液底盘5-11上的布置方式。
176.考虑到所述脱碳液池5-3的富脱碳剂(吸收二氧化碳后的脱碳剂)浓度较大时部分化合物物将会析出、结晶和沉积，为此应当阶段性对所述脱碳塔脱碳剂池5-3进行清洗，在所述脱碳塔脱碳剂池5-3的底部设置2组或2组以上的清洗液管，每组清洗液管至少设置一个清洗喷口。各组清洗液管及清洗喷口采用轮流清洗方式。清洗液可以采用工艺水或新鲜脱碳剂，分区域的轮流喷人清洗液，降低清洗区域的化合物的浓度，使化合物晶体向溶解方向发展从而起到清洗作用。采用轮流清洗方式是为了在清洗液量一定的情况下，尽量降低清洗区域的化合物浓度，以提高清洗效果，从而解决了塔内结晶影响系统稳定运行的问题。布置方式基本与所述脉冲管和脉冲喷口相同，图中未示出。也可以清洗液管及其配套的所述清洗喷口与所述脉冲管5-22及其配套的所述脉冲液喷口5-22-1合用，清洗和脉冲间隔使用，目的是简化系统。