一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统技术方案

一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统，该系统包括吸收塔、SO2再生器、CO2再生塔、CO2分离器、SO2分离器、脱硫脱碳溶液热交换器、脱硫液贫富换热器、脱碳液贫富换热器、脱碳液冷却器、脱硫液冷却器和CO2冷却器；吸收塔内部从下向上依次分为脱硫区域、脱碳区域和尾气洗涤区域；该系统可用于电站锅炉和化工领域同时含SO2和CO2烟气的酸性气体收集，具有同时实现SO2和CO2脱除的功能；该工艺系统利用SO2与CO2再生过程的温度差，在系统内部实现温度的梯级利用，同时利用CO2再生过程的余热作为SO2再生热源，利用CO2再生分离后的液态水作为SO2再生后的气液分离冷源，该系统最终分别获得高纯度的SO2和CO2气体。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及烟气脱硫及温室气体减排
，具体涉及一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统。
技术介绍
目前，燃煤锅炉均要求加装烟气脱硫设施，绝大部分采用石灰石湿法脱硫技术，脱硫效率能达到90%以上，SO2排放一般为50?100mg/Nm 3。随着环保标准的不断提高和近期国家发改委关于“煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)”的出台，要求我国东部地区新建燃煤机组SO2排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下，放浓度不高于35mg/Nm3)，中部地区原则上也要达到或接近该限值。为达到该指标，必须采用更加高效的脱硫装置，一方面可以在现有石灰石湿法脱硫技术基础上实施增容改造，采用单塔双循环或双塔双循环的方式，一方面则是采用其它更高效的脱硫技术。在传统污染物不断提高环保标准，污染物控制系统广泛得到应用的同时，主要温室气体CO2的减排近年来也日益得到重视。很多西方国家已经开始推动实质性的电厂脱碳工作。但是由于燃煤锅炉烟气具有气量大的特点，而其0)2的含量是SO2含量的数十倍以上，使得CO2的捕集系统投资大。由于0)2与SO2均是酸性气体，具备采用类似脱除技术的先天条件，可以实现联合脱除。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题，本技术的目的在于提供一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统，能够在一个系统单元内实现S0#p CO2的脱除，且各自的脱除过程并非独立而是互为补充，最终实现一种完全集成化的脱硫脱碳系统。为了实现上述技术目的，本技术采取的技术方案是:一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统，包括吸收塔1，所述吸收塔I内部从下向上依次分为脱硫区域1A、脱碳区域IB和尾气洗涤区域1C，所述脱硫区域IA底部依次通过脱硫脱碳溶液热交换器6和脱硫液贫富换热器7与SO2再生器2的上部连通，所述脱碳区域IB底部通过脱碳液贫富换热器8与CO2再生塔3的上部连通，所述尾气洗涤区域IC的顶部与大气连通；所述CO2再生塔3底部通过脱碳液贫富换热器8、脱硫脱碳溶液热交换器6和脱碳液冷却器9与脱碳区域IB上部连通；所述SO2再生器2的底部与CO 2再生塔3的顶部连通，同时通过脱硫液贫富换热器7和脱硫液冷却器10与脱硫区域IA的上部连通，还通过CO2冷却器11与CO2分离器4上部连通，所述SO2再生器2的顶部与SO2分离器5的上部连通；所述SO2分离器5底部分别与SO 2再生器2和CO 2再生塔3的上部连通；所述CO 2分离器4底部与SO2分离器5的上部连通。本技术和现有技术相比，具有如下优点:I)由于吸收塔I内实现了 SOjP CO2的脱除，节省了需要分别建造两个吸收塔分别进行S0#p 0)2的吸收，同时利用SO2与CO2再生过程的温度差，在系统内部实现温度的梯级利用，同时利用CO2再生过程的余热作为SO2的再生热源，利用CO 2再生分离后的液态水作为SO2再生后的气液分离冷源，该系统最终分别获得高纯度的SO 2和CO 2气体。2)利用脱硫液与脱碳液在再生阶段的温度差(脱碳液比脱硫液再生温度高约20°C )，在吸收塔I的脱硫区域IA底部出口的脱硫液首先经过脱硫脱碳溶液热交换器6，回收部分脱碳再生液的热量后再通过脱硫液贫富换热器7，回收脱硫液自身再生后的热量，实现了温度的梯级利用。3)考虑脱硫与脱碳再生阶段的温度差及再生出的302与CO2的量差，将从CO2再生塔3顶部排出的脱碳液再生出的CCV混合气体导入SO 2再生器2中，作为脱硫液再生热源，既满足了脱硫液再生用热，同时也降低了 CO2冷却器11中需要的冷却水用量。4)将CO2分离器4中CO 2再生气分离后低温液态水导入SO2分离器5中喷淋，将从SO2再生器2顶部离开并进入SO 2分离器5中的SO 2再生气直接冷却，从而实现SO 2再生气中SO2气体与水分的分离。【附图说明】附图为本技术的结构示意图。【具体实施方式】以下结合附图及具体实施例，对本技术作进一步的详细描述。如附图所示，本技术一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统，包括吸收塔1，所述吸收塔I内部从下向上依次分为脱硫区域1A、脱碳区域IB和尾气洗涤区域1C，所述脱硫区域IA底部依次通过脱硫脱碳溶液热交换器6和脱硫液贫富换热器7与SO2再生器2的上部连通，所述脱碳区域IB底部通过脱碳液贫富换热器8与CO2再生塔3的上部连通，所述尾气洗涤区域IC的顶部与大气连通；所述CO2再生塔3底部通过脱碳液贫富换热器8、脱硫脱碳溶液热交换器6和脱碳液冷却器9与脱碳区域IB上部连通；所述SO2再生器2的底部与CO2再生塔3的顶部连通，同时通过脱硫液贫富换热器7和脱硫液冷却器10与脱硫区域IA的上部连通，还通过CO2冷却器11与CO 2分离器4上部连通，所述SO 2再生器2的顶部与SO2分离器5的上部连通；所述SO 2分离器5底部分别与SO 2再生器2和CO 2再生塔3的上部连通；所述CO2分离器4底部与SO 2分离器5的上部连通。如附图所示，本技术的工作原理为:含S0#P CO 2的烟气从吸收塔I的底部进入，首先在吸收塔I的脱硫区域IA内与从脱硫区域IA上部喷淋进入的脱硫液逆流接触，吸收SO2的脱硫液即脱硫富液从脱硫区域IA底部排出，脱硫富液首先通过脱硫脱碳溶液热交换器6，回收部分脱碳再生液的热量后再通过脱硫液贫富换热器7，回收脱硫液自身再生后的热量，最后从SO2再生器2的上部进入SO2再生器2 ;吸收塔I内的烟气通过脱硫区域IA后随即进入脱碳区域1B，与从脱碳区域IB上部喷淋进入的脱碳液逆流接触，吸收CO2的脱碳液即脱碳富液从脱碳区域IB底部排出，脱碳富液经过脱碳液贫富换热器8，回收脱碳富液自身再生后的热量，最后从CO2再生塔3的上部进入CO2再生塔3 ;吸收塔I内的烟气通过脱碳区域IB后随即进入尾气洗涤区域1C，在尾气洗涤区域IC内烟气通过循环的洗涤水洗涤后从吸收塔I顶部即尾气洗涤区域IC排入大气；从CO2再生塔3上部进入的脱碳富液从上至下喷淋，通过外部热源加热脱碳富液，使脱碳富液再生分离出0)2后从CO 2再生塔3底部流出，流出的脱碳再生液即脱碳贫液经过脱碳液贫富换热器8，与脱碳富液换热后再通过脱硫脱碳溶液热交换器6，进一步利用脱碳贫液的热量加热脱硫富液，降温后的脱碳贫液通过脱碳液冷却器9降温，最后从脱碳区域IB上部进入吸收塔1，开始新一轮的CO2吸收过程；从SO2再生器2上部进入的脱硫富液，通过从CO2再生塔3引入的CO 2混合气体提供热源来加热，使脱硫液再生分离出302后从SO 2再生器2底部流出，流出的脱硫再生液即脱硫贫液经过脱硫液贫富换热器7，与脱硫富液换热降温，降温后的脱硫贫液通过脱硫液冷却器10降温，最后从脱硫区域IA上部进入吸收塔1，开始新一轮的SO2K收过程?，从CO 2再生塔3顶部排出的脱碳液再生出的0)2混合气体，进入SO2再生器2中，作为脱硫液再生的热源，换热降温后的0)2混合气体(含气液混合相的水)从SO2再生器2底部流出，通过CO2冷却器11冷却降温，然后进入CO2分离器4中，分离后的CO 2从CO 2分离器4顶部排出进入后续工段，分离出的液态水从CO2分离器4底部导入SO 2分离器5中喷淋，将从SO 2再生器2顶部离开并进入SO2分离器5中的S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统，其特征在于：包括吸收塔(1)，所述吸收塔(1)内部从下向上依次分为脱硫区域(1A)、脱碳区域(1B)和尾气洗涤区域(1C),所述脱硫区域(1A)底部依次通过脱硫脱碳溶液热交换器(6)和脱硫液贫富换热器(7)与SO2再生器(2)的上部连通，所述脱碳区域(1B)底部通过脱碳液贫富换热器(8)与CO2再生塔(3)的上部连通，所述尾气洗涤区域(1C)的顶部与大气连通；所述CO2再生塔(3)底部通过脱碳液贫富换热器(8)、脱硫脱碳溶液热交换器(6)和脱碳液冷却器(9)与脱碳区域(1B)上部连通；所述SO2再生器(2)的底部与CO2再生塔(3)的顶部连通，同时通过脱硫液贫富换热器(7)和脱硫液冷却器(10)与脱硫区域(1A)的上部连通，还通过CO2冷却器(11)与CO2分离器(4)上部连通，所述SO2再生器(2)的顶部与SO2分离器(5)的上部连通；所述SO2分离器(5)底部分别与SO2再生器(2)和CO2再生塔(3)的上部连通；所述CO2分离器(4)底部与SO2分离器(5)的上部连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘练波，牛红伟，郜时旺，许世森，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11