一种基于开式热泵的脱硫浆液闪蒸分级换热系统及方法与流程

1.本发明属于燃煤电厂烟气余热回收技术领域，具体属于一种基于开式热泵的脱硫浆液闪蒸分级换热系统及方法。


背景技术：

2.目前多数燃煤热电联产机组都采取了多项节能措施，冷端损失基本消除后，减少排烟损失成为机组节能潜力最大的一部分。回收烟气余热以降低排烟温度，减少排烟损失，可以有效提高机组能源利用效率。
3.燃煤电厂烟气排放是国内大气污染物的主要来源之一，湿法脱硫塔被国内燃煤电厂广泛采用，现常用闪蒸的方式对回收烟气产生的脱硫浆液进行降温得到冷浆液，冷浆液会重新通入脱硫塔中，脱硫塔水平衡是湿法脱硫机组的一个重要问题，若脱硫塔内水量过多，会导致脱硫塔涨池，影响下游石膏品质；若脱硫塔内水量不足，需要补充工艺，而闪蒸后得到冷浆液的浓度增大，需要加水对冷浆液的浓度进行调节后才能再次通入脱硫塔中，工艺繁琐，并且闪蒸后的水蒸气并没有被利用，造成了能源的浪费。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于开式热泵的脱硫浆液闪蒸分级换热系统及方法，通过分级换热、热量回收实现闪蒸罐中冷浆液浓度的控制，精准控制进入脱硫塔的水量，工艺简单，并避免了水资源的浪费。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于开式热泵的脱硫浆液闪蒸分级换热系统，包括脱硫浆液闪蒸塔体和与脱硫浆液闪蒸塔体连接的开式热泵，所述脱硫浆液闪蒸塔体中设置有换热器，所述换热器用于对所述脱硫浆液闪蒸塔体中的水蒸气进行一级换热，一级换热后得到的冷凝水与脱硫浆液闪蒸塔体中的冷浆液混合用于调节冷浆液的浓度，所述开式热泵用于向脱硫浆液闪蒸塔体中通入溴化锂浓溶液实现一级换热后剩余水蒸气的二次换热。
6.进一步的，所述开式热泵包括溴化锂溶液进口泵、溴化锂溶液出口泵、发生器和冷凝器，所述溴化锂溶液进口泵的进口与发生器的出液口连通，所述发生器的出气口与冷凝器进口相，所述发生器的进口与溴化锂溶液出口泵连通，所述溴化锂溶液进口泵和溴化锂溶液出口泵与脱硫浆液闪蒸塔体连通。
7.进一步的，所述发生器的进气口与汽轮机的抽汽出口连通。
8.进一步的，还包括第二除雾器，所述第二除雾器将脱硫浆液闪蒸塔体分为左侧塔体和右侧塔体。
9.进一步的，所述左侧塔体的进口处设置布浆液管束，所述布浆液管束的进口与脱硫浆液闪蒸塔体的出口连通，所述换热器设置在布浆液管束上方，所述换热器与布浆液管束中间设置有第一除雾器。
10.进一步的，所述布浆液管束出口设置有多个浆液喷嘴，所述浆液喷嘴朝向左侧塔
体底部。
11.进一步的，所述右侧塔体顶部设置布液管束，所述布液管束的进口与开式热泵的出口连通；所述右侧塔体底部设置有溴化锂稀溶液出口，所述溴化锂稀溶液出口与开式热泵的进口连接。
12.进一步的，所述脱硫浆液闪蒸塔体与真空泵连通，所述真空泵的入口处设置有隔板，所述隔板固定在脱硫浆液闪蒸塔体的内壁上。
13.本发明还提供一种基于开式热泵的脱硫浆液闪蒸分级换热系统的使用方法，通过换热器对脱硫浆液闪蒸塔体中水蒸汽进行一级换热，控制一级换热的换热量，得到的冷凝水对冷浆液的浓度进行调节，一级换热后剩余的水蒸气进入开式热泵，与溴化锂浓溶液结合，得到溴化锂稀溶液，在开式热泵中对溴化锂稀溶液进行蒸发浓缩，蒸发后得到的水蒸气与热网回水进行二级换热。
14.进一步的，浓缩后的得到的溴化锂浓溶液通入脱硫浆液闪蒸塔体中。
15.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
16.本发明提供一种基于开式热泵的脱硫浆液闪蒸分级换热系统，在脱硫浆液闪蒸塔体中设置换热器，通过对换热器和开式热泵的换热量的分配实现分级换热，可精确控制闪蒸时换热器冷凝下的冷凝水的量，控制冷浆液的浓度，实现脱硫塔内的水平衡的控制，即换热器的换热量越大，闪蒸罐中的冷凝水越多，开式热泵中的溴化锂溶液吸收的水蒸气越少，其换热量越小；换热器的换热量越小，闪蒸罐中的冷凝水越少，开式热泵中的溴化锂溶液吸收的水蒸气越多，其换热量越多；
17.本发明中脱硫浆液闪蒸塔体中携带潜热的水蒸气经过换热器的一级换热后，剩余的水蒸气被溴化锂浓溶液吸收，通过开式热泵对得到的溴化锂稀溶液进行蒸发浓缩，将蒸发的水蒸气输送给热网回水进行二级换热，得到的溴化锂浓溶液重新通入脱硫浆液闪蒸塔体中，实现分级换热、热量回收与节水的目的。
18.进一步的，本发明中换热器还能起到的管式除雾器的作用，产生的凝结水对其下方的除雾器起到一定的冲洗作用，进一步提高了凝结水的水质，同时回收的热量可以回到电厂热力系统进行利用；
附图说明
19.图1本发明一种基于开式吸收式热泵的脱硫浆液闪蒸分级换热系统示意图。
20.附图中：1-塔体、2-第一除雾器、3-溴化锂溶液进口泵、4-布浆液管束、5-浆液喷嘴、6-浆液泵、7-布液管束、8-真空泵、9-溴化锂溶液出口泵、10-溴化锂溶液喷嘴、11-隔板、12-冷浆液泵、13-发生器、14第二除雾器、15-冷凝器、16-换热器。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
22.如图1所示，本发明提供一种基于开式热泵的脱硫浆液闪蒸分级换热系统与装置，包括脱硫浆液闪蒸塔体1和开式热泵，脱硫浆液闪蒸塔体1与开式热泵连接用于回收热量，脱硫浆液闪蒸塔体1中设置有换热器16，换热器16与开式热泵配合使用实现分级换热用于控制闪蒸罐中的冷凝水量；脱硫浆液闪蒸塔体1中包括第一除雾器2、布浆液管束4、浆液喷
嘴5、浆液泵6、布液管束7、真空泵8、溴化锂溶液喷嘴10、隔板11、冷浆液泵12、第二除雾器14、换热器16；开式热泵包括溴化锂溶液进口泵3、溴化锂溶液出口泵9、发生器13、冷凝器15。
23.其中，第二除雾器14将脱硫浆液闪蒸塔体1分为左右两侧，左侧塔体底部开有冷浆液出口，冷浆液出口通过冷浆液泵12与脱硫塔进口连通，左侧塔体内从上到下依次设置有换热器16、第一除雾器2和布浆液管束4，布浆液管束4上设置有浆液泵6和浆液喷嘴5，布浆液管束4进口与脱硫塔的浆液出口连通，用于向脱硫浆液闪蒸塔体1中喷洒脱硫浆液，所述浆液喷嘴5朝向右侧塔体底部，尽量扩散开设置，提高闪蒸效率。
24.右侧塔体中设置有布液管束7，布液管束7上设置有溴化锂溶液喷嘴10，布液管束7的进口通过溴化锂溶液进口泵3与发生器13出液口连通，左侧塔体底部设置有溴化锂稀溶液出口，溴化锂稀溶液出口通过溴化锂溶液出口泵9与发生器13的进口连通；发生器13的出气口与冷凝器15进口相连，发生器13出来的水蒸气进入冷凝器15用于加热热网回水，冷凝水可作为热网补水或电厂补水；通过调节换热器16和冷凝器15的换热量可实现分级换热。
25.右侧塔体上还连接有真空泵8用于为脱硫浆液闪蒸塔体1抽真空，真空泵8入口设置隔板11，隔板11用于防止液滴进入真空泵8；
26.发生器13与汽轮机连接，汽轮机抽汽用于加热发生器13中的溴化锂稀溶液。
27.第二除雾器14用于防止溴化锂溶液喷嘴10喷淋的小液滴飞溅到左侧塔体。
28.本发明一种基于开式吸收式热泵的脱硫浆液闪蒸分级换热系统与装置的工作过程，具体如下：
29.打开真空泵8，使脱硫浆液闪蒸塔体1的内腔为负压环境，左侧塔体中，从脱硫塔来的脱硫浆液进入布浆液管束4，经过浆液泵6升压后，通过浆液喷嘴5将脱硫浆液喷淋破碎成小液滴，由于脱硫浆液闪蒸塔体1的内腔为负压环境，脱硫浆液液滴发生闪蒸，闪蒸出的水蒸气经过第一除雾器2除雾后经过换热器16进行一级换热，一级换热后的水蒸气进入右侧塔体，一级换热后的冷凝水与脱硫浆液闪蒸后降温得到冷浆液混合，调节冷浆液的浓度，冷浆液在左侧塔体中聚集后在冷浆液出口处通过冷浆液泵12升压后回到脱硫塔。
30.左侧塔体中一级换热后的水蒸气经过第二除雾器14进入右侧塔体，发生器13中的溴化锂浓溶液进入布液管束7，经过溴化锂溶液进口泵3升压后，在右侧塔体中通过溴化锂溶液喷嘴10将溴化锂浓溶液喷淋破碎成小液滴，溴化锂浓溶液吸收左侧塔体一级换热后的水蒸气得到溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液从右侧塔体底部聚集从溴化锂稀溶液出口流出，通过溴化锂溶液出口泵9升压后进入发生器13。
31.汽轮机抽汽为加热发生器13中的溴化锂稀溶液加热，发生器13出来的水蒸气进入冷凝器15用于与热网回水进行二级换热，得到的冷凝水可作为热网补水或电厂补水；得到的溴化锂浓溶液通入左侧塔体中。