专利名称：集成烟气除湿和湿式冷却塔系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及锅炉烟气处理领域，特别涉及一种用于更有效的湿式冷却锅炉排出气体的新的和有用的方法和设备，特别是甚至在缺水地区为锅炉烟气的除湿提供冷却水。
背景技术：
为了从烟气中去除湿气，例如用于有氧燃烧、再生溶剂提升技术(RSAT )洗涤器， 或其他含碳物质燃料燃烧或烟气处理过程，一种方法是用急冷冷却和控制喷淋水温度达到需要的出口烟气饱和温度。这种方法由美国专利US758M76教导，但该原理可以被用于任何的冷却烟气以除去成分的方法，例如通过控制饱和温度去除水份。在这里，美国专利 US7585476通过引用被结合参考。在当前的方法中，一种冷却塔被用来冷却用在急冷器冷却面的水。工业中公知的是湿式蒸发冷却比干式冷却损耗小且更有效，但是它需要大量的水，其被蒸发，以消除从冷却水中转移的热量。本发明利用了急冷器内从烟气中冷凝的水，在湿式冷却塔中将其作为补给进一步蒸发。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种用于将来自烟气产生过程中的烟气除湿的方法和系统，其提供该烟气至一具有一下端的湿式烟气处理器，湿式烟气处理器中的液体从该下端被提供给该湿式烟气处理器的顶端，作为向湿式烟气处理器中的烟气上喷淋的液体。一湿式冷却塔供给水至一换热器，该换热器放置在湿式烟气处理器下端的液体中，用于冷却湿式烟气处理器下端的液体，以从烟气冷凝水进入湿式烟气处理器内的液体。从该换热器至冷却塔的回水冷却该水，并且混合有来自湿式烟气处理器的冷凝水的液体作为补给水提供至冷却塔。当允许更有效且成本低的湿式冷却用于由与急冷冷却的烟气除湿协作，本发明提供一种比当前可能和消耗大量工艺水的需要更有效，即更少的成本和更高的性能的除湿系统。该发明适用于提高现有的有氧燃烧中和在改进的二次燃烧CO2技术中需要烟气除湿的情况。描述的标志该发明各种新颖的特征在随后的权利要求中详细指出并且构成公开的一部分内容。为了更透彻的理解本发明，通过其运用实现的优点和特效结果，参照附图， 在这里，本发明的最优的实施方式的描述被展示。
在附图中图1是根据本发明用于除湿烟气的系统的示意图。
具体实施例方式
参见图1，图1显示了一种用于来自锅炉10的烟气12除湿的系统，其使用比现前需要的少得多的水。该发明实际上几乎消除了补给到湿式冷却塔14的淡水的需要。否则， 必须将补给水通过水管18供给到该系统。通过执行该发明，仅仅需要为水分流失或在清除出口 22处用于清除固体的水进行补给。这允许湿式蒸发冷却被用在甚至是缺水气候的地区。因为水源是燃料(主要是天然气或煤炭)的燃烧，在水管18中仅需要极少量的淡水补一个如何供给燃料到锅炉10的例子是，在42处供给煤炭至磨煤机44，并且一旦被粉碎，再通过输送管46供给至该锅炉10的燃烧器48。对于一种有氧燃烧锅炉，富CO2的烟气可以再循环至该锅炉并且连同富氧气体一起供给以在锅炉10中燃烧燃料。在一些燃烧过程例如有氧燃烧和二次燃料系统，在输送到下一步处理例如压力单元之前，必须从烟气12中去除水分。在有氧燃烧中，从一些或者所有的为了改进锅炉10中燃烧而循环的烟气中去除水分是有利的。这些功能可以由控制离开湿式洗涤器的气体温度，例如一湿式烟气脱硫(WFGD)洗涤器，或者控制急冷型冷却器中的水温实现。无论是该 WF⑶或该急冷型冷却器由图1中以20表示，并且在这里一般作为湿式烟气处理器。任一种情况，目的在于控制离开烟气产生设备的烟气温度，其中烟气是饱和的，从而控制烟气中的水分含量。为控制该烟气温度，在喷淋到烟气流之前，水或湿式除尘器中可能同时去除其他组分的悬浮液，由换热器24冷却到要求的温度。为了冷却该喷淋介质，一个方法是插入具有传热盘管或换热器24的闭环系统，其浸没在该湿式烟气处理器20的悬浮液或水中。26处的来自湿式冷却塔14的冷却水由泵 28泵送通过传热盘管24以冷却浸没传热盘管24的悬浮物或水。冷却水从湿式烟气处理塔底部的悬浮液或水中吸收热量，并且在30中热的冷却水由泵32泵送回湿式冷却塔14，在那里冷却水在再循环之前由蒸发冷却16再一次冷却。悬浮液或水在34处由泵36泵送到该 WFGD或急冷器20的顶部并且喷淋到来自烟气管路12的进气之中并在塔底20收集。在WFGD或急冷器20中被冷凝的水量由绝热饱和温度下降的程度决定。为达到降低的温度，必须去除的热量是汽化潜热加上气体中的显热/热焓之和。因此，在WF⑶或急冷器20中从烟气凝结的水量决定了要达到冷凝程度所必须从烟气12中去掉的热量。同样地， 必须从湿式冷却塔内的冷却水中去除的热量决定了为达到冷却程度所需的16处蒸发的水量。因为从WFGD或急冷器20中吸收的热量实质上刚好和从冷却塔14中去除的热量相同， 来自WFGD或急冷器20的管线50上冷凝的水量，实质上等于在冷却塔14中在16处蒸发的水量。通过泵送管线50上的在WFGD或急冷器20中冷凝的水到用于湿式冷却塔(WCT) 14 的淡水补充管线18，理论上不需要额外的淡水。因为很可能会有一些气流中的固体，湿式冷却塔(WCT) 14需要包含清除22的水以控制固体颗粒浓度。为了弥补该清除流和任何其它可能的水分损失，例如16处的蒸发，可以在水管线路18中引入一些淡水补给，但比其他的情况必须补给的少得多。如果该系统采用了使用水的急冷器，该固体可以忽略而淡水补给将非常少。如果使用WFGD，湿式冷却塔(WCT)的清除量将取决采用的反应物，一些反应物可能不能工作，因为它们将非常严重地堵塞该湿式冷却塔(WCT) 14。除湿的烟气从管线62离开烟气处理器20并且被提供给下游装置70，如果该锅炉10作为有氧燃烧锅炉，下游装置70可以是CO2压缩和净化单元(CPU)，或后续燃烧的(X)2收集单元，然后由管线72供给EOR或存储单元。 虽然已经展示了本发明的一种具体实施方式
并详细描写用以说明本发明原理的应用，但是可以理解，本发明可以以不脱离该原理的其他方式实施。
权利要求
1.一种用于对来自烟气产生过程的烟气除湿的方法，包括将该来自烟气产生过程的烟气供给到湿式烟气处理器，该湿式烟气处理器具有下端， 湿式烟气处理器内的液体从下端供给到湿式烟气处理器的上端，用以喷淋液体到湿式烟气处理器中的烟气上； 设置湿式冷却塔；将来自冷却塔的水供给到设置在该湿式烟气处理器的下端的液体中的换热器，用以冷却进入湿式烟气处理器下端的液体，以从进入该湿式烟气处理器液体之内的烟气中冷凝水分；使来自该换热器的水返回到该冷却塔用于在水返回到湿式烟气处理器之前在冷却塔中使其冷却；并且将包含来自湿式烟气处理器的冷凝水的液体作为补给水供给至该冷却塔。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该烟气产生过程包括锅炉中含碳物质的燃烧。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，该烟气产生过程包括锅炉中含碳物质的有氧燃烧。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，在湿式烟气处理器中的液体是含有固体的悬浮液，该方法包括从冷却塔中清除带有来自冷却塔的一些水的从湿式烟气处理器到达冷却塔的固体，并且增加补给水到冷却塔以补充与固体颗粒一起清除的水。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，包括以从冷却塔至湿式烟气处理器和从冷却塔至湿式烟气处理器的至少其中一种泵送水。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，湿式烟气处理器中的液体是悬浮液。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，湿式烟气处理器中的液体是悬浮液并且包括泵送湿式烟气处理器下端的悬浮液到湿式烟气处理器的上端。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中湿式烟气处理器中的液体是包含颗粒的悬浮液，该方法包括从冷却塔中清除带有来自冷却塔的一些水的从湿式烟气处理器到达冷却塔的固体，增加补给水到冷却塔以补充随固体被清除的水，并且从湿式烟气处理器的下端泵送悬浮液至湿式烟气处理器的上端。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，该湿式烟气处理器是湿式烟气除湿设备。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于，湿式烟气处理器是急冷器。
11.根据权利要求1的方法，其特征在于，包括通过供给水到换热器以实现降低的温度而去除相当于汽化潜热加上烟气中的显热的热量。
12.根据权利要求1的方法，其特征在于，包括通过从冷却塔中蒸发水分从冷却塔除去热量。
13.根据权利要求1的方法，其特征在于，包括通过供给水到换热器以实现降低的温度而去除相当于汽化潜热加上烟气中的显热的热量，并且通过蒸发冷却塔中的水从冷却塔中去除相同的热量。
14.根据权利要求1的方法，其特征在于，包括对于湿式烟气处理器供给除湿烟气到以下之一的下游设备用于有氧燃烧的CO2压缩和净化设备；和用于后续燃烧的CO2捕捉设备。
15.用于对来自烟气产生过程的烟气除湿的系统，包括用于接收来自烟气产生过程的烟气的湿式烟气处理器，所述烟气除湿处理器具有下端，烟气除湿处理器中的液体被从下端供给至烟气除湿处理器的上端，用于喷淋液体到湿式烟气处理器中的烟气；在湿式烟气处理器下端液体中的换热器；湿式冷却塔；用于从冷却塔供给水到换热器的装置，该换热器在湿式烟气处理器下端的液体中，用于冷却在湿式烟气处理器下端的液体，以从烟气中冷凝水份并进入湿式烟气处理器的液体中；用于从换热器使水返回到冷却塔的装置，用于在冷却水返回湿式烟气处理器之前在冷却塔中冷却水；并且用于将带有湿式烟气处理器中冷凝水的液体一起供给到冷却塔的装置。
16.根据权利要求15的系统，其特征在于，包括连接至湿式烟气处理器和产生烟气的含碳物质燃烧的锅炉。
17.根据权利要求15的系统，其特征在于，烟气产生过程包括有氧燃烧锅炉。
18.根据权利要求15的系统，其特征在于，在湿式烟气处理器中的液体是包含固体的悬浮液，并且包括以来自冷却塔的部分水清除从冷却塔的固体和增加补给水到冷却塔以补充随固体被清除的水的装置。
19.根据权利要求15的系统，其特征在于，包括用于以从冷却塔至湿式烟气处理器和从冷却塔至湿式烟气处理器的至少其中一种泵送水的泵。
20.根据权利要求15的系统，其特征在于，湿式烟气处理器中的液体是包括固体的悬浮物，该系统包括用于以来自冷却塔的一些水从冷却塔清除固体的和增加补给水到冷却塔以补充随固体被清除的水的装置，并且包含用于从湿式烟气处理器下端泵送悬浮液到上端的泵。
全文摘要
一种用于来自烟气产生过程的烟气除湿的方法和系统，提供烟气至一具有下端的湿式烟气处理器，湿式烟气处理器中的液体从下端提供至湿式烟气处理器的上端，用作在湿式烟气处理器中的烟气上喷淋的液体。自冷却塔提供水至换热器，该换热器在湿式烟气处理器下端的液体中用于冷却湿式烟气处理器下端的液体，以从烟气中冷凝水进入湿式烟气处理器的液体。来自于换热器的回水送回至冷却塔冷却该水，且混合有冷凝水的液体从湿式烟气处理器提供至冷却塔作为冷却塔的补给水以降低或消除工艺水补给的需求。
文档编号F23J15/06GK102345873SQ20111024680
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月5日 优先权日2010年7月6日
发明者D·J·迪瓦尔特, D·K·麦克唐纳德, V·维斯曼 申请人:巴布科克和威尔科克斯能量产生集团公司