本發(fā)明涉及一種燃煤火電鍋爐煙氣處理系統(tǒng)，特別是涉及一種用于電廠脫硫脫水降霧的煙氣處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國是全球火電大國，炭排放與大氣污染壓力巨大。目前我國電廠鍋爐煙氣凈化處理過程中，脫硫工藝主要采用濕式脫硫方式，雖然濕式脫硫工藝投資少，運行成本低，但存在二個主要問題：其一是排煙絕對含水多且相對濕度高，既是大氣pm2.5成因之一，又造成水資源大量消耗；其二是冬季運行時白霧污染嚴重。而西北地區(qū)既是我國主產(chǎn)煤區(qū)與火電區(qū)，又是嚴重缺水地區(qū)，上述問題更顯突出。

另外，我國西北地區(qū)可再生電力豐富，由于其電能品質(zhì)差，當(dāng)?shù)叵芰Φ拖拢瑢?dǎo)致西北地區(qū)可再生電力的棄電率高達70％，造成國家巨資建設(shè)的可再生電力資源浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有電廠濕式脫硫工藝的問題，提出一種用于電廠的煙氣處理系統(tǒng)，以實現(xiàn)電廠排煙的脫硫、脫水、降霧的綜合處理。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于電廠脫硫脫水降霧的煙氣處理系統(tǒng)，包括煙氣濕式脫硫塔、電廠凝汽器，所述煙氣濕式脫硫塔底部設(shè)有漿液池，所述煙氣處理系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述煙氣濕式脫硫塔上部的煙氣降溫脫水機構(gòu)、與所述煙氣濕式脫硫塔相連接的熱泵系統(tǒng)機構(gòu)、與所述煙氣濕式脫硫塔上排煙通道相連接的煙氣加熱降濕器、與所述電廠凝汽器相連接的凝水加熱器，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的蒸發(fā)側(cè)分別與漿液池、煙氣降溫脫水機構(gòu)相連接，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的冷凝側(cè)設(shè)有空冷器，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的冷凝側(cè)通過分集水器分別與空冷器、煙氣加熱降濕器、凝水加熱器相連接；

所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)將所述漿液池內(nèi)的漿液制冷后輸送到煙氣降溫脫水機構(gòu)對煙氣進行降溫脫水；所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)將從漿液吸收的熱量通過冷凝側(cè)釋放，并將釋放的部分熱量用于對煙氣加熱降濕器內(nèi)的煙氣加熱以及用于對凝水加熱器內(nèi)的冷凝水加熱。

優(yōu)選地，所述煙氣降溫脫水機構(gòu)包括自下而上依次設(shè)置在所述煙氣濕式脫硫塔脫硫區(qū)域之上的增效填料層、雙向冷漿噴淋式脫水降溫器以及濾漿器。

優(yōu)選地，所述煙氣加熱降濕器通過水管與所述分集水器相連接，并且所述煙氣加熱降濕器對煙氣采用逆流式加熱升溫。

優(yōu)選地，所述凝水加熱器設(shè)置在所述電廠凝汽器的凝水泵出口管道上，所述凝水加熱器通過水管與所述分集水器相連接，并且所述凝水加熱器對電廠凝汽器產(chǎn)生的冷凝水采用逆流式加熱升溫。

優(yōu)選地，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)包括依次閉環(huán)連接的蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥，所述蒸發(fā)器分別與漿液池、雙向冷漿噴淋式脫水降溫器相連接，所述冷凝器與所述分集水器相連接。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器為嵌入式直蒸蒸發(fā)器，所述漿液池內(nèi)的漿液通過冷漿循環(huán)泵泵入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器制冷后的漿液通過雙向冷漿噴淋式脫水降溫器的噴淋對煙氣降溫脫水。

優(yōu)選地，所述雙向冷漿噴淋式脫水降溫器采用高霧化率的噴嘴，通過多級雙向噴淋的方式，將制冷后的漿液霧化噴淋。

優(yōu)選地，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)內(nèi)的制冷工質(zhì)為r134a制冷劑。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度≥25℃，蒸發(fā)壓力≥0.67mpa；所述冷凝器的冷凝溫度≤70℃，冷凝壓力≤2.12mpa；所述壓縮機的排氣溫度≤85℃，排氣壓力≤2.2mpa，吸氣溫度≥30℃，吸氣壓力≥0.65mpa，過熱度≥5℃，過冷度≤8℃，壓比≤3.38。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器的漿液出口溫度≤35℃，所述冷凝器的熱水出口溫度≥65℃；所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的制熱cop≥4.8，制冷eer≥3.8，雙向綜合能效≥8.6。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明的用于電廠脫硫脫水降霧的煙氣處理系統(tǒng)，在現(xiàn)有的濕式脫硫工藝技術(shù)基礎(chǔ)上，利用可再生電力，通過熱泵系統(tǒng)機構(gòu)蒸發(fā)側(cè)對漿液制冷與冷漿噴淋方式對煙氣降溫脫水；熱泵系統(tǒng)機構(gòu)冷凝側(cè)采用完全逆流式煙氣加熱降濕器對煙氣加熱升溫降濕，同時采用逆流式凝水加熱器對電廠凝汽器產(chǎn)生的冷凝水加熱升溫，還設(shè)置平衡用空冷器等，可達成如下技術(shù)效果：

1、采用高溫?zé)岜眉夹g(shù)，實現(xiàn)熱泵系統(tǒng)機構(gòu)冷熱雙高效與熱力系統(tǒng)自平衡；

2、煙氣處理系統(tǒng)可采用可再生電力供電，提高可再生電力當(dāng)?shù)叵芰Γ?/p>

3、煙氣處理系統(tǒng)通過對煙氣二次噴漿處理，能夠提高煙氣脫硫效率；

4、煙氣處理系統(tǒng)通過對煙氣降溫脫水，節(jié)省煙氣濕式脫硫的用水量；

5、煙氣處理系統(tǒng)通過對煙氣降溫脫水與升溫降濕，能夠顯著降低電廠煙氣白霧污染；

6、煙氣處理系統(tǒng)通過對電廠凝汽器產(chǎn)生的冷凝水加熱升溫，能夠節(jié)省汽輪機低加抽汽，增加火電發(fā)電量。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為煙氣處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

本發(fā)明提供了一種用于電廠脫硫脫水降霧的煙氣處理系統(tǒng)，如圖1所示，其中示出了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例。具體地，所述煙氣處理系統(tǒng)包括煙氣濕式脫硫塔16、電廠凝汽器11，所述煙氣濕式脫硫塔16底部設(shè)有漿液池15，所述煙氣處理系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述煙氣濕式脫硫塔16上部的煙氣降溫脫水機構(gòu)1、與所述煙氣濕式脫硫塔16相連接的熱泵系統(tǒng)機構(gòu)、與所述煙氣濕式脫硫塔16上排煙通道相連接的煙氣加熱降濕器10、與所述電廠凝汽器11相連接的凝水加熱器12，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的蒸發(fā)側(cè)分別與漿液池15、煙氣降溫脫水機構(gòu)1相連接，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的冷凝側(cè)設(shè)有空冷器14，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的冷凝側(cè)通過分集水器17分別與空冷器14、煙氣加熱降濕器10、凝水加熱器12相連接。

所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)將所述漿液池15內(nèi)的漿液制冷后輸送到煙氣降溫脫水機構(gòu)1對煙氣進行降溫脫水；所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)將從漿液吸收的熱量通過冷凝側(cè)釋放，并將釋放的部分熱量用于對煙氣加熱降濕器10內(nèi)的煙氣加熱以及用于對凝水加熱器12內(nèi)的冷凝水加熱。

如圖1所示，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)包括依次閉環(huán)連接的蒸發(fā)器2、壓縮機4、冷凝器5、膨脹閥3，所述蒸發(fā)器2分別與漿液池15、雙向冷漿噴淋式脫水降溫器8相連接，所述冷凝器5與所述分集水器17相連接。

本發(fā)明在電廠煙氣濕式脫硫塔16上部增設(shè)一段冷漿噴淋式煙氣降溫脫水機構(gòu)1，優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器2為嵌入式直蒸蒸發(fā)器，所述漿液池15內(nèi)的漿液通過冷漿循環(huán)泵6泵入蒸發(fā)器2，在蒸發(fā)器2制冷后的漿液通過雙向冷漿噴淋式脫水降溫器8的噴淋對煙氣降溫脫水。煙氣降溫脫水機構(gòu)1主要利用蒸發(fā)器2制備的冷漿，通過冷漿循環(huán)泵6送入該裝置實現(xiàn)電廠濕式脫硫后煙氣脫水降溫(即節(jié)水減霧的目的)。

優(yōu)選地，所述煙氣降溫脫水機構(gòu)1包括自下而上依次設(shè)置在所述煙氣濕式脫硫塔16脫硫區(qū)域之上的增效填料層7、雙向冷漿噴淋式脫水降溫器8以及濾漿器9。所述增效填料層7的主要功能是擴大煙氣與制冷后的漿液接觸面積，增強煙氣與冷漿的傳熱傳質(zhì)效果。所述煙氣降溫脫水機構(gòu)1中層為雙向冷漿噴淋式脫水降溫器8，其主要功能是采用高霧化率的噴嘴，通過多級雙向噴淋的方式，將制冷后的漿液霧化噴淋。將一定壓力與流量的冷漿霧化，煙氣與霧化冷漿之間產(chǎn)生很高的傳熱傳質(zhì)接觸面積，從而使煙氣獲取較好脫水降溫效果，而冷漿得熱后升溫回到所述煙氣濕式脫硫塔16底部的漿液池15。所述煙氣濕式脫硫塔16的上層為濾漿器9，其主要功能是使脫水降溫后煙氣中所隨帶的少部分霧化冷漿凝聚成較大漿滴，使其脫離煙氣，在自重作用下自行回落到漿液池15，減少冷漿過程損失。

煙氣處理系統(tǒng)在經(jīng)脫水降溫處理后煙氣通道上增設(shè)一段所述煙氣加熱降濕器10，所述煙氣加熱降濕器10通過水管與所述分集水器17相連接，并且所述煙氣加熱降濕器10對煙氣采用逆流式加熱升溫。所述煙氣加熱降濕器10主要利用冷凝器5制備的熱水，熱水通過分集水器17以及水管道，對脫水降溫后煙氣進行完全逆流式加熱升溫，以降低煙氣相對濕度，達到電廠煙氣降白霧污染目的。逆流式加熱升溫為冷流體與熱流體相向流功，可取得較高加熱出口溫度。

優(yōu)選地，所述凝水加熱器12設(shè)置在所述電廠凝汽器11的凝水泵13出口管道上，所述凝水加熱器12通過水管與所述分集水器17相連接，并且所述凝水加熱器12對電廠凝汽器11產(chǎn)生的冷凝水進行逆流式加熱升溫。由于電廠鍋爐給水要高壓高溫的，才能進入鍋爐汽化，因此，冷凝水需進行多級加熱。所述凝水加熱器12利用冷凝器5制備的熱水，熱水通過分集水器17以及水管道，采用逆流方式對電廠凝汽器冷凝水加熱升溫，部分代替汽輪機低加抽汽，實現(xiàn)增加了火電廠發(fā)電量。

如圖1所示，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的冷凝側(cè)通過分集水器17與空冷器14相連接，通過空冷器14將冷凝器5釋放的部分熱量散失到空氣中，實現(xiàn)了熱力系統(tǒng)自平衡。

本發(fā)明的用于電廠脫硫脫水降霧的煙氣處理系統(tǒng)，在現(xiàn)有的濕式脫硫工藝技術(shù)基礎(chǔ)上，利用可再生電力，通過熱泵系統(tǒng)機構(gòu)蒸發(fā)側(cè)對漿液制冷與冷漿噴淋方式對煙氣降溫脫水；熱泵系統(tǒng)機構(gòu)冷凝側(cè)采用完全逆流式煙氣加熱降濕器對煙氣加熱升溫降濕，同時采用逆流式凝水加熱器對電廠凝汽器產(chǎn)生的冷凝水加熱升溫，還設(shè)置平衡用空冷器等。

優(yōu)選地，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)包括依次閉環(huán)連接的蒸發(fā)器2、壓縮機4、冷凝器5、膨脹閥3。所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)內(nèi)的制冷工質(zhì)為r134a制冷劑或其他環(huán)保工質(zhì)，其工作原理如下：

低溫低壓液體工質(zhì)進入蒸發(fā)器2內(nèi)，遇熱漿吸熱蒸發(fā)成低溫低壓氣體，將熱漿制冷降溫成冷漿，冷漿被冷漿循環(huán)泵6送入煙氣降溫脫水機構(gòu)1，而低溫低壓工質(zhì)氣體被壓縮機4吸氣口吸入，經(jīng)壓縮機4壓縮做功，低溫低壓工質(zhì)氣體壓縮成高溫高壓工質(zhì)氣體，高溫高壓工質(zhì)氣體被送入冷凝器5內(nèi)，遇相對低溫?zé)崴崂淠筛邷馗邏汗べ|(zhì)液體，低溫?zé)崴患訜岢奢^高溫?zé)崴鳛闊嵩?，通過熱水循環(huán)泵送到煙氣加熱降濕器10、凝水加熱器12、熱力平衡用空冷器14等裝置使用，實現(xiàn)各裝置功能，而高溫高壓工質(zhì)液體，經(jīng)熱力膨脹閥3節(jié)流減壓后成為低溫低壓工質(zhì)液體，再次進入蒸發(fā)器2內(nèi)蒸發(fā)制冷漿，形成完整的熱泵熱力工作循環(huán)，達到熱泵熱力系統(tǒng)自動實現(xiàn)熱力平衡。

本發(fā)明的煙氣處理系統(tǒng)可達成如下技術(shù)效果：

1、采用高溫?zé)岜眉夹g(shù)，實現(xiàn)熱泵系統(tǒng)機構(gòu)冷熱雙高效與熱力系統(tǒng)自平衡；

2、煙氣處理系統(tǒng)可采用可再生電力供電，提高可再生電力當(dāng)?shù)叵芰Γ?/p>

3、煙氣處理系統(tǒng)通過對煙氣二次噴漿處理，能夠提高煙氣脫硫效率；

4、煙氣處理系統(tǒng)通過對煙氣降溫脫水，節(jié)省煙氣濕式脫硫的用水量；

5、煙氣處理系統(tǒng)通過對煙氣降溫脫水與升溫降濕，能夠顯著降低電廠煙氣白霧污染；

6、煙氣處理系統(tǒng)通過對電廠凝汽器產(chǎn)生的冷凝水加熱升溫，能夠節(jié)省汽輪機低加抽汽，增加火電發(fā)電量。

為獲得較佳的上述技術(shù)效果，所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的運行參數(shù)設(shè)置如下：所述蒸發(fā)器2的蒸發(fā)溫度≥25℃，蒸發(fā)壓力≥0.67mpa；所述冷凝器5的冷凝溫度≤70℃，冷凝壓力≤2.12mpa；所述壓縮機4的排氣溫度≤85℃，排氣壓力≤2.2mpa，吸氣溫度≥30℃，吸氣壓力≥0.65mpa，過熱度≥5℃，過冷度≤8℃，壓比≤3.38。

通過上述參數(shù)的設(shè)置，優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器2的漿液出口溫度≤35℃，所述冷凝器5的熱水出口溫度≥65℃；所述熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的制熱cop≥4.8，制冷eer≥3.8，雙向綜合能效≥8.6，能夠?qū)崿F(xiàn)熱泵系統(tǒng)機構(gòu)冷熱雙高效與熱力系統(tǒng)自平衡。

煙氣濕式脫硫塔16進氣口的煙氣溫度為90℃，相對濕度30％；經(jīng)過脫硫區(qū)后，煙氣溫度降為50℃，相對濕度升高到100％；而漿液池15內(nèi)的漿液溫度為50℃；通過本發(fā)明的煙氣處理系統(tǒng)，漿液池15內(nèi)50℃的漿液被制冷成35℃的冷漿，經(jīng)雙向冷漿噴淋式脫水降溫器8噴出對煙氣再次進行降溫，煙氣溫度降為45.6℃，相對濕度為100％；而熱泵系統(tǒng)機構(gòu)的蒸發(fā)側(cè)將60℃的熱水加熱到65℃，通過分集水器將65℃熱水分別送到空冷器14、煙氣加熱降濕器10、凝水加熱器12；65℃的熱水送到煙氣加熱降濕器10將45.6℃，相對濕度為100％的煙氣從45.6℃升溫除濕，將煙氣加熱到60.6℃，相對濕度降低到48.4％，以降低白霧；65℃的熱水還送到凝水加熱器12，將42℃的冷凝水加熱到60℃，減少了汽輪機的低加抽汽；部分65℃熱水送入空冷器14，經(jīng)空氣冷卻散失多余熱量，維持熱力系統(tǒng)自平衡。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。