一种火电厂烟气超低温超净排放系统及方法
【专利摘要】一种火电厂烟气超低温超净排放系统及方法，来自湿法脱硫出口的烟气由换热洗涤塔的下部进入，由下向上行走，循环冷却水由循环水泵经多层喷嘴雾化后在换热洗涤塔内由上向下行走，烟气与雾化循环冷却水发生强烈的传热传质过程，烟气温度降低过程中，大量水分析出，伴随释放大量热量，同时烟气中的污染物被循环冷却水捕集，循环冷却水吸收烟气中的水分和热量后，由换热洗涤塔的下部排出，进入循环水处理系统，经过沉淀、过滤及加药处理后进入换热系统冷却后循环使用；本发明系统简单，操作方便，能有效缓解湿法脱硫后烟囱冒白烟的现象，实现火电厂烟气的超净排放，同时能回收烟气中的水分和烟气中的低品位热量，具有良好的环保性和经济性。
【专利说明】一种火电厂烟气超低温超净排放系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及火电厂烟气排放【技术领域】，具体涉及一种火电厂烟气超低温超净排放系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着国家环保要求的日益严格，火力发电机组的环保指标要求向超净排放的标准发展。目前常规燃煤发电机组对于污染物的控制主要采用SCR/SNCR+FGD+布袋除尘器+低氮燃烧技术，上述污染物控制技术，能实现燃煤发电机组污染物排放满足最新的环保排放要求，但仍然不能达到超净排放的要求，采用烟气超低温超净排放技术，FGD出口的烟气在换热洗涤塔内与雾化喷淋水直接接触，烟气与雾化喷淋水逆流接触的过程中，发生强烈的传热传质过程，烟气中的主要污染物(N0X/S02/粉尘/Hg等)会被雾化喷淋水捕捉，从而进一步降低烟气中污染物的浓度，实现超净排放。
[0003]石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术以其对机组负荷的适应性强、脱硫效率高等优点在火电厂烟气脱硫系统中得到广泛应用。目前，湿法脱硫吸收塔出口烟气的温度一般控制在50 V左右，烟气中的水蒸气处于饱和状态，烟气的含湿量还处于较高的水平。烟气排入大气后，由于大气温度要远低于烟气温度(特别是北方地区的冬天)，烟气中的水蒸气急剧冷却后，以极细颗粒的水滴存在于烟气中，产生大量的水雾，烟囱冒白烟的现象十分严重，同时还会造成石膏雨的二次污染。采用烟气超低温超净排放技术，尽可能的降低排烟温度，从而降低烟气的饱和含水量，回收烟气中的水分，降低湿法脱硫水耗，缓解烟囱冒白烟现象，防止石膏雨的生成。
[0004]随着烟气温度的降低，烟气中的饱和水会冷凝，释放出大量的显热和气化潜热，在需要集中供暖的北方地区，可以通过热泵技术大量回收这部分低品位热量作为市政供暖的热源等，具有较高的经济效益。
[0005]当这部分热量无法利用时，可以采用冷却塔对循环冷却水进行冷却，保证循环冷却水的回水温度满足设计要求，保证系统的连续稳定运行。
[0006]总之，采用火电厂烟气超低温超净排放技术可以大幅降低湿法脱硫的水耗、降低烟气中污染物排放，达到超净排放的要求，同时能回收烟气中的显热和气化潜热，提高燃料的利用率，具有良好的环保性和经济性。对燃煤发电机组满足新型环保要求有着十分重要的意义。
【发明内容】
[0007]为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种火电厂烟气超低温超净排放系统及方法，本发明系统简单，操作方便，能有效缓解湿法脱硫后烟囱冒白烟的现象，降低烟气中的污染物排放，实现火电厂烟气的超净排放，同时能回收烟气中的水分和烟气中的低品位热量，具有良好的环保性和经济性。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0009]一种火电厂烟气超低温超净排放系统，包括一换热洗涤塔1，所述换热洗涤塔I的下部设置有烟气入口，与火电厂湿法脱硫塔出口烟道相连接，顶部设置有烟气出口与引风机7的入口相连接；所述换热洗涤塔I内中上部设置有多层喷嘴，喷嘴的入口与循环水泵5的出口相连接，在多层喷嘴的上方布置有多层除雾器，除雾器上设有冲洗水喷嘴，冲洗水喷嘴的入口与冲洗水泵6的出口相连接；所述换热洗涤塔I的底部设置有放水口，放水口与循环冷却水处理系统2的入口相连接；所述换热洗涤塔I的底部还设置有临时排污口 ；所述循环冷却水处理系统2的出口与换热系统3的循环冷却水进口相连接，所述换热系统3的循环冷却水出口与储水箱4的入口相连接，所述储水箱4的出水口与循环水泵5和冲洗水泵6的入口相连接，储水箱4的下部设有临时排污口。
[0010]所述换热洗涤塔I内布置1-5层循环冷却水的喷嘴。
[0011]所述换热洗涤塔I内布置2-3层除雾器。
[0012]所述换热系统3为吸收式热泵，所述吸收式热泵的驱动热源来自火电厂汽轮机的低压缸抽气，热网回水作为吸收式热泵高温热源的工质。
[0013]所述换热系统3为冷却塔。
[0014]上述所述的火电厂烟气超低温超净排放系统的排放方法，来自火电厂湿法脱硫塔出口的湿烟气由换热洗涤塔I的烟气入口进入，在换热洗涤塔I内由下向上行走，循环冷却水经由多层喷嘴雾化后由上向下行走，烟气与雾化的循环冷却水在换热洗涤塔I内逆流接触，发生强烈的传热传质过程，烟气被循环冷却水冷却，烟气中的水蒸气冷凝后产生大量凝结水进入循环冷却水中，烟气的显热和水蒸气的气化潜热被循环冷却水吸收，降温后的烟气继续上行，通过布置在换热洗涤塔I上部的除雾器，烟气中的大部分液滴被除雾器除去，同时烟气中的部分污染物(S02/N0x/Hg/粉尘等)进入循环冷却水；降温后的烟气最终由换热洗涤塔I的烟气出口排出，经由引风机7进入烟囱排放至大气；循环冷却水吸热后由换热洗涤塔I底部的放水口放入循环冷却水处理系统2，循环冷却水在其中经过沉淀、过滤及加药中和一系列处理后，由换热系统3的循环冷却水入口进入换热系统3冷却后由换热系统3的循环冷却水出口排入储水箱4，储水箱中的循环冷却水经由循环水泵5和冲洗水泵6送入换热洗涤塔I循环利用。
[0015]所述换热洗漆塔I内的烟气流速控制在0.5?5m/s之间。
[0016]所述换热洗涤塔I内烟气的停留时间控制在3S以上。
[0017]所述换热洗涤塔I的排烟温度控制到彡40°C。
[0018]控制NOx ^ 50mg/Nm3, SO2 ^ 35mg/Nm3,粉尘< 10mg/Nm3。
[0019]和现有技术相比较，本发明具有如下优点:
[0020]1、本发明实现火电厂烟气的超净排放，有效缓解火电机组采用湿法脱硫后烟囱冒白烟的现象，防止石膏雨的产生。回收烟气中的水分，减少湿法脱硫水耗，同时通过余热回收利用技术，提高燃料的利用效率，减少能源浪费。
[0021]2、本发明方法与常规污染物控制技术相结合，可以控制火电厂烟气中NOxS 50mg/Nm3, SO2 ^ 35mg/Nm3,粉尘< 10mg/Nm3。
[0022]3、本发明可以控制火电厂烟气排烟温度彡40°C，降低湿法脱硫水耗50%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明火电厂烟气超低温超净排放方法流程图。
[0024]图2为本发明实施例1火电厂烟气超低温超净排放方法流程图(带余热回收利用)。
[0025]图3为本发明实施例2火电厂烟气超低温超净排放方法流程图(不带余热回收利用)
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作更详细的说明。
[0027]如图1所示，本发明一种火电厂烟气超低温超净排放系统，包括一换热洗涤塔1，所述换热洗涤塔I的下部设置有烟气入口，与火电厂湿法脱硫塔出口烟道相连接，顶部设置有烟气出口与引风机7的入口相连接；所述换热洗涤塔I内中上部设置有多层喷嘴，喷嘴的入口与循环水泵5的出口相连接，在多层喷嘴的上方布置有多层除雾器，除雾器上设有冲洗水喷嘴，冲洗水喷嘴的入口与冲洗水泵6的出口相连接；所述换热洗涤塔I的底部设置有放水口，放水口与循环冷却水处理系统2的入口相连接；所述换热洗涤塔I的底部还设置有临时排污口 ；所述循环冷却水处理系统2的出口与换热系统3的循环冷却水进口相连接，所述换热系统3的循环冷却水出口与储水箱4的入口相连接，所述储水箱4的出水口与循环水泵5和冲洗水泵6的入口相连接，储水箱4的下部设有临时排污口。
[0028]作为本发明的优选实施方式，所述换热洗涤塔I内布置1-5层循环冷却水的喷嘴。
[0029]作为本发明的优选实施方式，所述换热洗涤塔I内布置2-3层除雾器。
[0030]如图1所示，本发明火电厂烟气超低温超净排放系统的排放方法，来自火电厂湿法脱硫塔出口的湿烟气由换热洗涤塔I的烟气入口进入，在换热洗涤塔I内由下向上行走，循环冷却水经由多层喷嘴雾化后由上向下行走，烟气与雾化的循环冷却水在换热洗涤塔I内逆流接触，发生强烈的传热传质过程，烟气被循环冷却水冷却，烟气中的水蒸气冷凝后产生大量凝结水进入循环冷却水中，烟气的显热和水蒸气的气化潜热被循环冷却水吸收，降温后的烟气继续上行，通过布置在换热洗涤塔I上部的除雾器，烟气中的大部分液滴被除雾器除去，同时烟气中的部分污染物(S02/N0x/Hg/粉尘等)进入循环冷却水；降温后的烟气最终由换热洗涤塔I的烟气出口排出，经由引风机7进入烟囱排放至大气；循环冷却水吸热后由换热洗涤塔I底部的放水口放入循环冷却水处理系统2，循环冷却水在其中经过沉淀、过滤及加药中和一系列处理后，由换热系统3的循环冷却水入口进入换热系统3冷却后由换热系统3的循环冷却水出口排入储水箱4，储水箱中的循环冷却水经由循环水泵5和冲洗水泵6送入换热洗涤塔I循环利用。
[0031]实施例1:
[0032]如图2所示，本实施例换热系统3为吸收式热泵，吸收式热泵的驱动热源来自火电厂汽轮机的低压缸抽气，热网回水作为吸收式热泵高温热源的工质。其排放方法为:来自火电厂湿法脱硫塔出口的湿烟气由换热洗涤塔I的烟气入口进入，在换热洗涤塔I内由下向上行走，循环冷却水经由多层喷嘴雾化后由上向下行走，烟气与雾化的循环冷却水在换热洗涤塔I内逆流接触，发生强烈的传热传质过程，烟气被循环冷却水冷却，烟气中的水蒸气冷凝后产生大量凝结水进入循环冷却水中，烟气的显热和水蒸气的气化潜热被循环冷却水吸收，降温后的烟气继续上行，通过布置在换热洗涤塔I上部的除雾器，烟气中的大部分液滴被除雾器除去，同时烟气中的部分污染物(S02/N0x/Hg/粉尘等)进入循环冷却水；降温后的烟气最终由换热洗涤塔I的烟气出口排出，经由引风机7进入烟囱排放至大气；循环冷却水吸热后由换热洗涤塔I底部的放水口放入循环冷却水处理系统2，循环冷却水经过沉淀、过滤及加药中和等一系列处理后，作为吸收式热泵的低温热源，循环冷却水经过过吸收式热泵吸热降温后，排入储水箱4。吸收式热泵的驱动热源来自火电厂汽轮机的低压缸抽气，热网回水作为高温热源的工质进入吸收式热泵，吸热后由吸收式热泵的高温热源工质出口进入热网。储水箱4中的循环冷却水经由循环水泵5和冲洗水泵6送入换热洗涤塔I循环利用。
[0033]实施例2:
[0034]如图3所示，本实施例换热系统3为冷却塔。其排放方法为:来自火电厂湿法脱硫塔出口的湿烟气由换热洗涤塔I的烟气入口进入，在换热洗涤塔I内由下向上行走，循环冷却水经由多层喷嘴雾化后由上向下行走，烟气与雾化的循环冷却水在换热洗涤塔I内逆流接触，发生强烈的传热传质过程，烟气被循环冷却水冷却，烟气中的水蒸气冷凝后产生大量凝结水进入循环冷却水中，烟气的显热和水蒸气的气化潜热被循环冷却水吸收，降温后的烟气继续上行，通过布置在换热洗涤塔I上部的除雾器，烟气中的大部分液滴被除雾器除去，同时烟气中的部分污染物(S02/N0x/Hg/粉尘等)进入循环冷却水；降温后的烟气最终由换热洗涤塔I的烟气出口排出，经由引风机7进入烟囱排放至大气；循环冷却水吸热后由换热洗涤塔I底部的放水口放入循环冷却水处理系统2，循环冷却水经过沉淀、过滤及加药中和等一系列处理后，进入冷却塔，经过冷却塔，冷却后进入储水箱4，储水箱4中的循环冷却水经由循环水泵5和冲洗水泵6送入换热洗涤塔I循环利用。
【权利要求】
1.一种火电厂烟气超低温超净排放系统，包括一换热洗涤塔(I)，其特征在于:所述换热洗涤塔(I)的下部设置有烟气入口，与火电厂湿法脱硫塔出口烟道相连接，顶部设置有烟气出口与引风机(7)的入口相连接；所述换热洗涤塔(I)内中上部设置有多层喷嘴，喷嘴的入口与循环水泵(5)的出口相连接，在多层喷嘴的上方布置有多层除雾器，除雾器上设有冲洗水喷嘴，冲洗水喷嘴的入口与冲洗水泵(6)的出口相连接；所述换热洗涤塔⑴的底部设置有放水口，放水口与循环冷却水处理系统(2)的入口相连接；所述换热洗涤塔(I)的底部还设置有临时排污口 ；所述循环冷却水处理系统(2)的出口与换热系统(3)的循环冷却水进口相连接，所述换热系统(3)的循环冷却水出口与储水箱(4)的入口相连接，所述储水箱(4)的出水口与循环水泵(5)和冲洗水泵￠)的入口相连接，储水箱(4)的下部设有临时排污口。
2.根据权利要求1所述的火电厂烟气超低温超净排放系统，其特征在于:所述换热洗涤塔(I)内布置1-5层循环冷却水的喷嘴。
3.根据权利要求1所述的火电厂烟气超低温超净排放系统，其特征在于:所述换热洗涤塔(I)内布置2-3层除雾器。
4.根据权利要求1所述的火电厂烟气超低温超净排放系统，其特征在于:所述换热系统(3)为吸收式热泵，所述吸收式热泵的驱动热源来自火电厂汽轮机的低压缸抽气，热网回水作为吸收式热泵高温热源的工质。
5.根据权利要求1所述的火电厂烟气超低温超净排放系统，其特征在于:所述换热系统⑶为冷却塔。
6.采用权利要求1所述的火电厂烟气超低温超净排放系统的排放方法，其特征在于:来自火电厂湿法脱硫塔出口的湿烟气由换热洗涤塔(I)的烟气入口进入，在换热洗涤塔(I)内由下向上行走，循环冷却水经由多层喷嘴雾化后由上向下行走，烟气与雾化的循环冷却水在换热洗涤塔(I)内逆流接触，发生强烈的传热传质过程，烟气被循环冷却水冷却，烟气中的水蒸气冷凝后产生大量凝结水进入循环冷却水中，烟气的显热和水蒸气的气化潜热被循环冷却水吸收，降温后的烟气继续上行，通过布置在换热洗涤塔(I)上部的除雾器，烟气中的大部分液滴被除雾器除去，同时烟气中的部分污染物进入循环冷却水；降温后的烟气最终由换热洗涤塔(I)的烟气出口排出，经由引风机(7)进入烟囱排放至大气；循环冷却水吸热后由换热洗涤塔(I)底部的放水口放入循环冷却水处理系统(2)，循环冷却水在其中经过沉淀、过滤及加药中和一系列处理后，由换热系统(3)的循环冷却水入口进入换热系统⑶冷却后由换热系统⑶的循环冷却水出口排入储水箱(4)，储水箱中的循环冷却水经由循环水泵(5)和冲洗水泵(6)送入换热洗涤塔(I)循环利用。
7.根据权利要求6所述的排放方法，其特征在于:所述换热洗涤塔(I)内的烟气流速控制在0.5?5m/s之间。
8.根据权利要求6所述的排放方法，其特征在于:所述换热洗涤塔(I)内烟气的停留时间控制在3S以上。
9.根据权利要求6所述的排放方法，其特征在于:所述换热洗涤塔(I)的排烟温度控制到< 40。。。
10.根据权利要求6所述的排放方法，其特征在于:控制NOx( 50mg/Nm3, SO2 ( 35mg/Nm3,粉尘 < 10mg/Nm3。
【文档编号】B01D47/06GK104226088SQ201410466877
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】肖平, 李强, 徐正泉, 江建忠 申请人:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司