一种基于烟气余热利用技术的烟气协同处理系统技术方案

本实用新型专利技术所公开的一种基于烟气余热利用技术的烟气协同处理系统，包括循环流化床吸收塔、清洁烟气再循环烟道、辅助换热器和烟气降温换热器，以及烟气升温换热器和/或循环烟气升温换热器；辅助换热器可以适时地利用蒸汽对流出了烟气降温换热器的热媒水进行辅助加热。利用热媒水在流经烟气升温换热器和/或循环烟气升温换热器时所释放出的热量，适当加热循环流化床吸收塔的出口烟气和/或清洁循环烟气，可以使循环流化床吸收塔的进口烟气温度符合其正常运行要求，从而解决因循环流化床吸收塔的进口烟气温度过高或者过低、而产生的增湿水或者吸收剂消耗量比较大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于烟气余热利用技术的烟气协同处理系统
本技术涉及烟气净化领域，尤其是涉及一种基于烟气余热利用技术的烟气协同处理系统。
技术介绍
在火力发电过程中，燃料燃烧时释放出的烟气中含有粉尘、硫氧化物、氮氧化物、二恶英、汞及其化合物等大气污染物。未经净化的烟气排入大气后，不仅会给人们身体健康带来危害，而且还可能形成酸雨、光化学烟雾。按照国家有关规定，新建火电机组必须同步上除尘、脱硫、脱硝装置，而在役火电机组的烟气除尘、脱硫、脱硝装置则应被提效改造，以降低火电机组的大气污染物排放浓度。锅炉烟气经SNCR-SCR联合脱硝装置脱除氮氧化物之后，再通过空气预热器降低烟气温度，从空气预热器出口排出的锅炉烟气温度一般就下降到120℃～160℃之间；当锅炉正常运行时，锅炉烟气温度通常下降到130℃左右。为了降低燃用中低硫煤的机组或有炉内脱硫的循环流化床机组的硫氧化物排放浓度，在缺水地区人们一般采用烟气循环流化床脱硫技术对锅炉烟气进行脱硫。被喷入循环流化床吸收塔进口烟道内的吸收剂消石灰粉与烟气混合后，通过文丘里管的加速而悬浮起来，形成激烈的湍动状态，使颗粒与烟气之间具有很大的相对滑落速度。与此同时，被喷水雾化装置喷入吸收塔底部的增湿水，既可迅速将循环流化床内的烟气冷却到较佳的化学反应温度、并增大循环流化床内的烟气湿度，又可润湿消石灰粉及烟尘，因而能够显著加快二氧化硫、三氧化硫等气体与氢氧化钙的化学反应速率，并显著提高吸收塔的脱硫效率。或者先将吸收剂氢氧化钙与水配置成石灰浆液，然后直接喷入或者与增湿水混合后再喷入循环流化床吸收塔。不过，不论采用其中的哪一种吸收剂投加方式，循环流化床吸收塔的工作原理都基本相同。随着烟气在循环流化床吸收塔内上升，烟气中的二氧化硫浓度和其它酸性气体浓度越来越低，而吸收剂、脱硫副产物及烟尘的含水率则越来越低，当接近吸收塔出口时，烟气中的吸收剂、脱硫副产物及烟尘已经基本干燥了。从循环流化床吸收塔顶部排出的烟气被除尘器净化后，全部或者一部分的清洁烟气就通过烟囱排入大气中。被除尘器捕集的大部分脱硫副产物和未参与脱硫反应的吸收剂就循环回循环流化床吸收塔进行高倍率循环反应，一小部分脱硫副产物和未参与脱硫反应的吸收剂则通过输送设备外排。当采用喷雾方式将增湿水喷入循环流化床吸收塔时，必须保证烟气中的吸收剂、脱硫副产物及烟尘接近吸收塔出口时已经基本干燥，并且使整个脱硫系统在烟气露点温度以上安全运行，否则将引起脱硫系统粘壁、除尘器结露和糊袋等问题。在实际运行中，循环流化床内的烟气温度一般应高于烟气露点温度20℃以上，而吸收塔的出口烟气温度一般应高于烟气露点温度15℃以上。有些锅炉在夏季连续满负荷运行时，随着气温升高，从空气预热器出来的锅炉烟气温度也显著升高，导致待净化的锅炉烟气温度实际值和循环流化床吸收塔的进口烟气温度实际值皆比吸收塔的进口烟气温度设计值高出20℃以上。此时为了保证循环流化床内的烟气温度仅比烟气露点温度高出20℃～30℃，以使二氧化硫、三氧化硫等酸性气体与氢氧化钙快速地发生化学反应，从而确保吸收塔出口烟气中的二氧化硫排放浓度符合设计要求，则需要显著增大喷入吸收塔的增湿水流量——实质上就是需要显著增大喷入吸收塔的增湿水流量（单位：千克/秒）与吸收塔进口烟气流量的比值。当锅炉负荷率下降到70%以下时，因锅炉烟气量巨减而使吸收塔的进口烟气流量小于吸收塔形成流化床体所需的最低烟气流量，故须打开清洁烟气再循环烟道上的烟气挡板，以使适量的低温清洁烟气循环回循环流化床吸收塔的进口烟道，并且使吸收塔的进口烟气流量稍大于吸收塔形成流化床体所需的最低烟气流量，从而避免出现循环流化床吸收塔塌床问题。当锅炉的负荷率下降到55%以下时，清洁烟气再循环烟道上的烟气挡板开度则被调节到很大，以使较多的低温清洁烟气循环回吸收塔进口烟道，从而避免出现吸收塔塌床问题。但是，这样又会导致吸收塔的进口烟气温度急剧下降，特别是在冬季气温比较低时，吸收塔的进口烟气温度可能下降到80℃左右。此时，为了保证吸收剂氢氧化钙、烟尘和脱硫副产物接近吸收塔出口时已经基本干燥，并且使吸收塔的出口烟气温度高于烟气露点温度15℃以上，则需要显著减小喷入吸收塔的增湿水流量——实质上就是需要显著减小喷入吸收塔的增湿水流量与吸收塔进口烟气流量的比值，遂使循环流化床内的烟气湿度显著降低和床层的反应效率明显下降。因此，为了确保吸收塔出口烟气中的二氧化硫排放浓度符合设计要求，就需要显著增大氢氧化钙消耗量——实质上就是需要显著提高Ca/S摩尔比，请参阅王波撰写的专业硕士学位论文《邯峰电厂2×660MW机组干法脱硫改造研究》第44页。简而言之，当循环流化床吸收塔的进口烟气温度过低时，为了确保吸收塔出口烟气中的二氧化硫排放浓度符合设计要求，既需显著减小喷入吸收塔的增湿水流量与吸收塔进口烟气流量的比值，又需显著提高Ca/S摩尔比。当然地，也可以采用烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术处理锅炉烟气，即取消锅炉烟气协同处理系统中的SNCR-SCR联合脱硝装置，而利用被投加到循环流化床吸收塔中或者循环流化床吸收塔进口烟道内的脱硝添加剂，先使烟气中的一部分一氧化氮被催化氧化成二氧化氮，然后这些二氧化氮和烟气中原有的二氧化氮、二氧化硫及三氧化硫等气体一起与吸收剂氢氧化钙发生气—固—液三相的离子型反应，生成亚硫酸钙、硫酸钙和硝酸钙等化合物，从而在吸收塔内实现烟气同时脱硫脱硝；所述脱硝添加剂含有高锰酸钾或者亚氯酸钠，或者次氯酸钙；或者利用安装在循环流化床吸收塔进口烟道内的低温催化剂，先使烟气中的一部分一氧化氮被催化氧化成二氧化氮，然后这些二氧化氮和烟气中原有的二氧化氮、二氧化硫及三氧化硫等气体一起与吸收剂氢氧化钙发生气—固—液三相的离子型反应，生成亚硫酸钙、硫酸钙和硝酸钙等化合物，从而在吸收塔内实现烟气同时脱硫脱硝。通过阅读2015年第8期《玻璃》中的论文《玻璃窑炉烟气催化氧化吸收法（COA）脱硝技术中试效果分析》，和《第九届中国钢铁年会论文集》中的论文《钙基循环流化床烧结烟气同时脱硫脱硝技术》，以及名称为“中国低温烟气脱硫脱硝技术取得突破”的参考文献（http://www.stdaily.com/cxzg80/kebaojicui/2017-03/24/content_527588.shtml，2017-03-24），我们可知：采用上述两种烟气循环流化床同时脱硫脱硝工艺，不仅可以处理锅炉烟气，而且还可以处理玻璃窑炉和烧结机等设备在运行时产生的工业烟气。当锅炉或者其它设备的负荷率很高时，锅炉或者其它设备排出的烟气温度就比较高，致使待净化的烟气温度实际值和吸收塔的进口烟气温度实际值皆比吸收塔的进口烟气温度设计值高出20℃以上。象采用烟气循环流化床脱硫工艺一样，此时为了保证循环流化床内的烟气温度仅比烟气露点温度高出20℃～30℃，以使二氧化硫、三氧化硫及二氧化氮等气体与氢氧化钙快速地发生化学反应，从而确保吸收塔出口烟气中的二氧化硫排放浓度和氮氧化物排放浓度都符合设计要求，则需要显著增大喷入吸收塔的增湿水流量——实质上就是需要显著增大喷入吸收塔的增湿水流量与吸收塔进口烟气流量的比值。当因锅炉或者其它设备的负荷率较低而使循环流化床吸收塔的进口烟气流量小于吸收塔形成流化床体所需的最低烟气流量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于烟气余热利用技术的烟气协同处理系统，包括循环流化床吸收塔和清洁烟气再循环烟道，其特征在于：还包括辅助换热器和设置在所述循环流化床吸收塔上游的烟气降温换热器，以及设置在所述循环流化床吸收塔出口烟道上的烟气升温换热器和/或设置在所述清洁烟气再循环烟道上的循环烟气升温换热器；所述烟气降温换热器的热媒水进口与所述烟气升温换热器的热媒水出口管路和/或所述循环烟气升温换热器的热媒水出口管路连通，而所述烟气降温换热器的热媒水出口则与所述辅助换热器的热媒水进口管路连通；所述辅助换热器的热媒水出口管路与所述烟气升温换热器的热媒水进口管路和/或所述循环烟气升温换热器的热媒水进口管路连通，而所述辅助换热器的蒸汽进口及疏水出口则分别与蒸汽进口管道及疏水出口管道连通。

【技术特征摘要】
1.一种基于烟气余热利用技术的烟气协同处理系统，包括循环流化床吸收塔和清洁烟气再循环烟道，其特征在于：还包括辅助换热器和设置在所述循环流化床吸收塔上游的烟气降温换热器，以及设置在所述循环流化床吸收塔出口烟道上的烟气升温换热器和/或设置在所述清洁烟气再循环烟道上的循环烟气升温换热器；所述烟气降温换热器的热媒水进口与所述烟气升温换热器的热媒水出口管路和/或所述循环烟气升温换热器的热媒水出口管路连通，而所述烟气降温换热器的热媒水出口则与所述辅助换热器的热媒水进口管路连通；所述辅助换热器的热媒水出口管路与所述烟气升温换热器的热媒水进口管路和/或所述循环烟气升温换热器的热媒水进口管路连通，而所述辅助换热器的蒸汽进口及疏水出口则分别与蒸汽进口管道及疏水出口管道连通。2.根据权利要求1所述的一种基于烟气余热利用技术的烟气协同处理系统，其特征在于：还包括汽轮机凝结水换热器或者热网回水换热器；所述汽轮机凝结水换热器或者所述热网回水换热器的热媒水进口管路与所述辅助换热器的热媒水出口管路连通，而所述汽轮机凝结水换热器或者所述热网回水换热器的热媒水出口管路则与所述烟气降温换热器的热媒水进口连通；所述汽轮机凝结水换热器的凝结水进口或者所述热网回水换热器的热网回水进口与凝结水进口支管或者热网回水进口支管连通，而所述汽轮机凝结水换热器的凝结水出口或者所述热网回水换热器的热网回水出口则与凝结水出口支管或者热网回水出口支管连通。3.根据权利要求1所述的一种基于烟气余热利用技术的烟气协同处理系统，其特征在于：所述辅助换热器还设置有凝结水进口及凝结水出口，或者热网回水进口及热网回水出口；所述凝结水进口或者所述热网回水进口与凝结水进口支管或者热网回水进口支管连通，而所述凝结水出口或者所述热网回水出口则与凝结水出口支管或者热网回水出口支管连通。4.根据权利要求2所述的一种基于烟气余热利用技术的烟气协同处理系统，其特征在于：在所述循环流化床吸收塔上游及下游分别设置有静电除尘器及袋式除尘器或者电袋复合除尘器；所述烟气降温换热器设置在所述静电除尘器的进口烟道或者进气烟箱上；在所述烟气升温换热器、所述循环烟气升温换热器和所述汽轮机凝结水换热器或者所述热网回水换热器的热媒水出...

【专利技术属性】
技术研发人员：章荣发，
申请(专利权)人：章荣发，
类型：新型
国别省市：福建,35