一种基于湿法烟气脱硫的浆液真空蒸馏系统及工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能源与环境领域，尤其涉及一种基于湿法烟气脱硫的浆液真空蒸馏系统及工艺。
【背景技术】
[0002]2014年9月12日，国家发改委、环保部和国家能源局联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》，要求新建燃煤发电机组平均供电煤耗低于300克标准煤/千瓦时(以下简称“克/千瓦时”)，到2020年，现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时，其中现役60万千瓦及以上机组(除空冷机组外)改造后平均供电煤耗低于300克/千瓦时。计划同时指出新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度要接近或达到燃气轮机组的排放限值，即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米，实现超净排放。因此，燃煤发电机组必须从节能和减排两方面采取措施以满足上述要求。
[0003]烟气脱硫系统作为燃煤发电机组中的重要组成部分，提高其能源利用率及脱硫效率尤为重要。目前，国内外石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)工艺在燃煤电厂烟气脱硫中市场占有率高达90%以上，但湿法脱硫系统的用水量约占整个燃煤机组总用水量的50%以上。这对缺水地区，尤其是依靠地下取水的电厂，长期运行将会造成地下水资源的严重破坏。净烟气带走的塔内蒸发水量是FGD系统的最大耗水点，同时大量的水分潜热也随净烟气流失，因此减少净烟气从吸收塔带走的水量是控制整个FGD系统水耗的关键，充分利用烟气中水分的潜热会起到显著的节热效果。若能够在节水、节热的基础上提高脱硫效率，即可兼顾节能与减排，充分响应《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的要求。
[0004]当一定温度的液体突然暴露在低于其饱和压力的环境下时，会迅速形成蒸汽泡，同时液体温度迅速下降，这个过程被称为液体的闪蒸。闪蒸就是一定温度和压力的饱和水进入比较低压的容器中，由于压力的突然降低使这些饱和水变成饱和水蒸汽和低温低压的饱和水。此过程中无外界热量的加入，只是由于压力降低，使部分显热转化为气化潜热，使之闪蒸产生蒸汽。经过闪蒸，此部分高温高压水就变为低温低压水，达到了降温的目的，同时还可以利用闪蒸出的这部分水蒸汽去换热。液体闪蒸与水蒸汽冷凝工艺可统称为真空蒸馆?系统。
[0005]针对传统的湿法脱硫工艺，在传统的石灰石-石膏湿法脱硫的系统内附加一套浆液真空蒸馏系统，浆液在一定真空状态下蒸发，蒸发的水蒸汽换热后凝结为水。通过真空蒸馏和热交换把循环浆液中的热量提取出来可以用做供暖、原煤干燥以及其它低温热源需求，达到节能目的；热量提取后，循环浆液温度降低、吸收塔内烟气温度进一步降低，这样可以进一步提高SO2在浆液中的溶解度，从而提高吸收塔内SO2K收效率；烟气温度降低，烟气中的水蒸汽凝结，可减少工艺用水的供应，同时闪蒸蒸汽经过换热后凝结为水，可用于电厂的工艺用水，达到显著的节水效果。因此，该技术可实现节能、节水、提高脱硫效率的多重目的，可同时兼顾节能与减排。
【发明内容】
[0006]本发明提出一种以浆液真空蒸馏为核心的技术用于脱硫系统改造，在提高脱硫效率的基础上，回收大量水与热量。在传统的石灰石-石霄湿法脱硫的系统内附加一套楽液真空蒸馏系统，用喷淋泵将吸收塔内浆液输送至真空蒸馏装置内，利用喷淋管及喷嘴将浆液均匀的喷淋到真空蒸馏装置中，使浆液在一定真空状态下蒸发，蒸发的水蒸汽在凝结装置中凝结为水，利用输送水泵将冷凝的水输送至脱硫系统工艺水箱及电厂其它需补水的地方。浆液在低压下蒸发生成蒸汽，蒸汽通过换热提取热量，同时浆液温度降低导致烟气温度降低，提高SO2在浆液中的溶解度，从而提高吸收塔内SO2吸收效率。回收的热量可用于供暖、炉前煤干燥或加热脱硫后烟气等，蒸发后的蒸汽凝结水可用于电厂工艺用水，取得可观的节能节水效果。
[0007]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0008]一种基于湿法烟气脱硫的浆液真空蒸馏系统，包括脱硫塔本体、闪蒸装置、凝结装置，在脱硫塔本体底部设置有浆液区，脱硫塔本体顶部设置的除雾器，在脱硫塔本体中间设置有喷淋区；所述脱硫塔本体在浆液区的上方、喷淋区的下方设置有进烟口，所述脱硫塔本体在除雾器的上方设置有出烟口 ；所述脱硫塔沿烟气方向依次设置有多级喷淋系统，所述脱硫塔的浆液区与喷淋区之间设置有浆液循环泵；所述脱硫塔的浆液区及喷淋区分别与闪蒸装置的喷淋区及浆液区相连；所述闪蒸装置与凝结装置相连，所述凝结装置上设置有真空泵。
[0009]部分脱硫塔浆液通过浆液循环泵及喷淋系统均匀喷淋至真空蒸馏装置内，压力的突然降低使浆液中的部分水迅速蒸发，蒸汽进入凝结装置换热后凝结为水，可供脱硫及其他电厂工艺用水；凝结过程中产生的不凝气体通过真空泵抽出，真空泵起到维持整个真空蒸馏系统真空度的作用；通过凝结装置回收的热量可用于供暖、炉前煤干燥或加热脱硫后烟气等；同时真空蒸馏后的浆液温度降低，通过浆液循环泵重新输送至脱硫塔喷淋系统，降低烟气温度，提高脱硫效率。
[0010]上述的真空蒸馏系统中，所述脱硫塔浆液区与闪蒸装置喷淋区之间设置有浆液循环栗O
[0011]上述的真空蒸馏系统中，所述脱硫塔喷淋区与闪蒸装置浆液区之间设置有浆液循环栗O
[0012]上述的真空蒸馏系统中，还设置有二级脱硫塔，所述脱硫塔的出烟口与二级脱硫塔的进烟口相连。
[0013]上述的真空蒸馏系统中，所述脱硫塔的浆液区及喷淋区分别与闪蒸装置的喷淋区及浆液区相连。
[0014]上述的真空蒸馏系统中，所述的闪蒸装置由下至上依次设置有浆液区、喷淋区和蒸汽收集区。
[0015]上述的真空蒸馏系统中，所述的闪蒸装置的喷淋区设置有至少一级喷淋系统。
[0016]本发明还提供了一种基于湿法烟气脱硫的浆液真空蒸馏工艺，包括如下步骤:
[0017](I)浆液通过浆液循环泵在脱硫塔内进行循环脱硫；
[0018](2)将脱硫塔浆液池中部分浆液于35_50°C下通过浆液循环泵增压至0.1-0.5MPa后，经喷淋系统喷入真空蒸馏装置；换热浆液循环量由换热前后浆液温度、机组容量、真空蒸饱装置有关。
[0019](3)浆液中的部分水在闪蒸装置内蒸发，蒸汽进入凝结装置凝结为水，剩余浆液通过泵重新输送到脱硫塔的喷淋系统，进一步降低烟气温度，提高脱硫效率，进行再次循环。
[0020]优选的是，真空蒸馏凝结系统的初始真空度为95_99KPa，绝对压力为2_7Kpa。
[0021]优选的是，步骤(3)中，所述蒸汽的温度为25_35°C。
[0022]所述真空蒸馏装置，其入口设有喷淋系统，保证浆液能够均匀雾化以增大蒸发面积，增加真空蒸馏率。
[0023]所述真空蒸馏系统的真空度，通过蒸发冷凝过程及真空泵维持，也可通过射水抽气泵或蒸汽压缩机等其他方式维持