适用于锅炉烟气、催化裂化再生烟气脱硫节水消白烟系统的制作方法

本实用新型具体涉及一种脱硫烟气消白烟的系统，尤其涉及一种适用于锅炉烟气、催化裂化(FCC)再生烟气脱硫节水消白烟的系统，属于化工和环保技术领域。

背景技术：

据统计，炼油厂排放的SOx占总排放量的6％～7％，其中仅催化裂化(FCC)再生烟气就占了5％左右。不仅如此，FCC再生烟气中还含有大量的NOx、颗粒物及CO，FCC再生烟气排放带来的污染问题正日益受到关注。为适应国家环保的要求，对于大多数炼化企业均需要增上烟气脱硫设施。燃煤电厂等锅炉产生的烟气中含有大量的二氧化硫，直接排放会污染空气，形成酸雨等环境灾害。工业上都设有脱硫装置来脱除烟气中的二氧化硫。

在世界各国现有的烟气脱硫技术中，湿法烟气脱硫技术约占85％。根据吸收剂和工艺的不同特点，湿法烟气脱硫技术可分为非再生湿法脱硫工艺(即抛弃法)和可再生湿法脱硫工艺。典型的已工业化的非再生湿法烟气脱硫工艺有美国BELCO公司的EDV工艺和Exxon公司的WGS工艺，已实现工业应用的国产化非再生湿法脱硫工艺还有中国石化的双循环新型湍冲文丘里除尘脱硫技术。

湿式烟气脱硫是目前市场上应用最为广泛的一种脱硫工艺，具有脱硫效率高、投资适中、结构简单等优点。脱硫后的烟气由于温度低，湿度大，排出烟囱后与冷空气混合，导致烟气中的水汽骤然凝结形成白烟，尤其在冬天，容易造成视觉上的污染，影响环境美观。主要原因如下：

1)湿饱和烟气通过烟囱排放到大气后扩散过程中快速降温而冷凝析出液滴，形成白色烟羽；

2)湿法脱硫系统出口烟气含有少量未被除雾器充分收集的液滴、SO3气溶胶、飞灰等污染物，液滴中含有可溶盐等物质，上述物质可作为凝结核促进气相水在降温过程中快速冷凝并在凝结核上析出；

3)脱硫后湿饱和烟气在烟道和烟囱中流动过程中，由于风道和烟囱散热原因，有部分气相水冷凝，被烟气夹带排入大气，这也是造成白色烟羽的一个重要原因。

综上，消除湿法脱硫白色烟羽，不仅解决视觉污染，还可以对污染物深度减排，并增强烟气的扩散能力，环保意义重大。

最为传统的消除烟气白色烟羽的方法是利用烟气余热加热脱硫后烟气，即烟气再热，典型技术有GGH(Gas-Gas Heater)。然而该技术由于早期应用存在堵塞、泄露等问题，最终在中国市场逐步被弃用。随着环保要求的不断提高，经济发达地区部分电厂采用水媒式GGH技术方案，加热脱硫塔出口湿饱和烟气，在一定程度上实现白色烟羽的消除，因而得到了较多的应用。上述两种湿饱和烟气加热消除白色烟羽的技术，均是采用降低相对湿度的方法来消除白烟，烟气含水量未发生变化，只解决视觉污染，无法在消除白烟的同时协同脱除污染物。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种适用于锅炉烟气、催化裂化(FCC)再生烟气脱硫节水消白烟系统，从而克服现有技术中的不足。

为实现前述目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种适用于锅炉烟气、催化裂化再生烟气脱硫节水消白烟系统，其包括依次设置的烟气换热单元、文丘里洗涤单元、脱硫单元、冷凝高效协同单元和烟囱，所述烟气换热单元包括第一烟气换热单元和第二烟气换热单元；

其中，所述第一烟气换热单元的入口与待处理烟气连接，所述第一烟气换热单元的出口与所述文丘里洗涤单元的入口连接，所述文丘里洗涤单元的出口与所述脱硫单元的入口连接，所述脱硫单元的出口与所述冷凝高效协同单元的入口连接，所述冷凝高效协同单元的出口与所述第二烟气换热单元的入口连接，所述第二烟气换热单元的出口与所述烟囱连接。

在一些实施方式中，所述烟气换热单元包括依次连接的第二烟气换热单元、第一烟气换热单元、泵和缓冲罐，所述第一烟气换热单元和第二烟气换热单元采用水介质进行热量的传递，所述第一烟气换热单元至少用以使待处理烟气的温度降低后进行脱硫单元，所述第二烟气换热单元至少用以使从冷凝高效协同单元排出的烟气的温度升高后进入烟囱。

在一些实施方式中，所述第一烟气换热单元的入口处设置有引风机，至少用以使待处理烟气进入所述第一烟气换热单元。

进一步地，所述第一烟气换热单元的出口与文丘里洗涤单元的入口之间设置有引风机。

较之现有技术，本实用新型的优点在于：

本实用新型提供的适用于锅炉烟气、催化裂化再生烟气脱硫节水消白烟的系统结构设计合理，使用工艺简单，利用出口烟气热能，通过降低烟气温度脱除烟气中所含大量凝结水，解决外排烟气的烟羽问题，解决烟气凝结白烟现象，适用于工业烟气、锅炉烟气等脱硫的消白烟，也适用于FCC再生烟气已有脱硫装置的消白烟改造；同时，该系统能节约用水，减少环境污染。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中一种适用于锅炉烟气、催化裂化再生烟气脱硫节水消白烟系统的结构及FCC烟气脱硫消白烟的工艺流程示意图。

附图标记说明：1-烟气换热单元，101-第一烟气换热器，102-第二烟气换热器，103-缓冲罐，104-泵，2-文丘里洗涤塔，201-第一洗液冷却器，202-第二洗液冷却器，3-脱硫塔，4-冷凝高效协同单元，401-换热系统，402-循环水泵，5-烟囱。

具体实施方式

鉴于现有技术的不足，烟气冷凝再热工艺被提出，即先降低湿饱和烟气的温度，将烟气中部分水冷凝析出，在此过程中实现污染物的协同脱除。本案发明人经长期研究和实践，得以提出本实用新型的技术方案，如下将予以更为详细的解释说明。

本实用新型实施例提供的一种适用于锅炉烟气、催化裂化再生烟气脱硫节水消白烟系统，其包括依次设置的烟气换热单元、文丘里洗涤单元、脱硫单元、冷凝高效协同单元和烟囱，所述烟气换热单元包括第一烟气换热单元和第二烟气换热单元；

其中，所述第一烟气换热单元的入口与待处理烟气连接，所述第一烟气换热单元的出口与所述文丘里洗涤单元的入口连接，所述文丘里洗涤单元的出口与所述脱硫单元的入口连接，所述脱硫单元的出口与所述冷凝高效协同单元的入口连接，所述冷凝高效协同单元的出口与所述第二烟气换热单元的入口连接，所述第二烟气换热单元的出口与所述烟囱连接。

在一些实施方式中，所述烟气换热单元包括依次连接的第二烟气换热单元、第一烟气换热单元、泵和缓冲罐，所述第一烟气换热单元和第二烟气换热单元采用水介质进行热量的传递，水系统为闭环循环，脱硫单元前设有所述第一烟气换热单元，其至少用以使待处理烟气的温度降低后进行脱硫单元，冷凝高效协同单元后设有所述第二烟气换热单元，其至少用以使从冷凝高效协同单元排出的烟气的温度升高后进入烟囱。

进一步地，所述第一烟气换热单元的入口烟气温度为160～180℃，出口烟气温度为120～140℃；所述第二烟气换热单元的入口烟气温度为35～45℃，出口烟气温度为50～80℃。

进一步地，所述第一烟气换热单元包括第一烟气换热器，所述第二烟气换热单元包括第二烟气换热器，所述脱硫单元包括脱硫塔。

具体的讲，所述的烟气换热单元包括两个换热器，以水为换热介质；脱硫单元前烟气温度高(160-180℃)，利用其热量来加热冷凝高效协同单元后的烟气(35-45℃)，用水介质来进行传递。水系统为闭环循环，内有一缓冲罐和泵。共设置两个换热器。第一烟气换热器将烟气温度降至120～140℃(优选90-130℃)后进入湿法脱硫单元；在冷凝高效协同单元后设有第二烟气换热器，其作用是提高脱硫塔的排烟温度，降低烟囱进大气的露点温度，使“白烟”最终消失。

在一些实施方式中，所述第一烟气换热单元的入口处设置有引风机，至少用以使待处理烟气进入所述第一烟气换热单元。所述烟气通过引风机输送至所述烟气换热单元，解决增加消白烟装置后的阻力，如烟气压力足够，则无需引风机。

进一步地，所述的引风机输送烟气，如烟气脱硫单元增加风阻后风压不够，需增加引风机，输送至所述烟气换热单元。

进一步地，所述第一烟气换热单元的出口与文丘里洗涤单元的入口之间设置有引风机。

在一些实施方式中，所述文丘里洗涤单元与第一洗液冷却器、第二洗液冷却器相互连接，所述第一洗液冷却器与工业冷却水连通，所述第二洗液冷却器与工业冷冻水连通。

在一些实施方式中，所述脱硫单元包括填料洗涤塔和除雾器，至少用以对烟气进行脱硫净化。

进一步地，所述冷凝高效协同单元包括一塔体，所述塔体内设置有换热系统，分别包括分配器、喷淋器、除雾器和填料等，至少用以对从脱硫单元输出的烟气进行冷凝降温，用于降低排出烟气的含湿量和粉尘浓度。

塔外来的冷凝液雾滴温度远低于烟气的饱和温度，液滴与烟气接触时，一方面与烟气中的尘颗粒接触、撞击，烟气中的细小烟尘将被雾滴捕捉或粘附而从烟气中分离出来，更主要的是烟气温度降低，当烟气温度冷却至露点温度以下时，烟气中的水蒸气便开始冷凝、析出，这个过程将以烟气中的细微粉尘作为晶核结晶、凝并，使粉尘的体积以几何级数增大，大大有利于下步高效除雾器的分离。

进一步地，所述冷凝高效协同单元的塔体外还设置有一冷却器，至少用以使塔体内冷凝液溢流至塔体外进行冷却降温，塔内冷凝液通过塔外冷却器进行冷却后循环使用。

在一些实施方式中，所述冷凝高效协同单元还包括一循环水泵，所述循环水泵至少用以将降温后的冷凝液输送至塔体内的降温喷淋层。

本实用新型的设计原理可能在于：通过烟气换热，冷凝液出口的温度会比冷凝液入口的温度升高，如果不及时将冷凝液的热量取走，一直在循环的冷凝液温度会和烟气温度逐步趋同，将会散失降温冷凝作用。因此本系统在塔外配置了冷却塔。塔内冷凝液通过接液盘溢流至塔外冷却塔进行降温，将冷凝液中烟气里吸取的热量全部传递到空气中去，保持冷凝液的热量平衡。通过循环水泵把降温后的冷凝液送至脱硫塔降温喷淋层，使喷淋液的温度一直低于烟气温度，保证细小粉尘的冷凝凝并作用得以延续，确保装置的除尘效率。同时这个过程能大大降低排出烟气的含湿量，同时也大大降低了系统的耗水量。

本实用新型提供的适用于催化裂化再生烟气脱硫消白烟的系统结构设计合理，使用工艺简单，利用出口烟气热能，通过降低烟气温度脱除烟气中所含大量凝结水，解决外排烟气的烟羽问题，解决烟气凝结白烟现象，适用于工业烟气脱硫的消白烟，也适用于FCC再生烟气已有脱硫装置的消白烟改造；同时，该系统能节约用水，减少环境污染。

采用本实用新型的适用于锅炉烟气、催化裂化再生烟气脱硫节水消白烟的系统进行FCC烟气脱硫消白烟的工艺方法包括以下步骤：

烟气由引风机作用下输送到烟气换热单元的第一烟气换热器中与水介质进行换热，降温后的烟气进入文丘里洗涤器和脱硫塔进行降温和脱硫净化，烟气再到冷凝高效协同单元，进一步的冷凝降温除水；除湿净化后的烟气在烟气换热单元的第二烟气换热器中进行换热升温，最后，烟气通过烟囱排出，烟气通过换热、文丘里洗涤器和冷凝高效协同单元，降温冷凝烟气中所含水，降低烟气露点，并经烟气换热单元加热脱硫后的烟气温度，解决烟气凝结白烟现象。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面将结合下面结合附图和实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参照图1，本实施例提供一种适用于锅炉烟气、催化裂化再生烟气脱硫节水消白烟系统的结构包括：烟气换热单元1、文丘里洗涤单元2、脱硫单元3、冷凝高效协同单元4和烟囱5，所述烟气换热单元1包括第一烟气换热单元101和第二烟气换热单元102。所述第一烟气换热单元101的入口与待处理烟气连接，所述第一烟气换热单元101的出口与所述文丘里洗涤单元2的入口连接，所述文丘里洗涤单元2的出口与所述脱硫单元3的入口连接，所述脱硫单元3的出口与所述冷凝高效协同单元4的入口连接，所述冷凝高效协同单元4的出口与所述第二烟气换热单元102的入口连接，所述第二烟气换热单元102的出口与所述烟囱5连接。

所述烟气换热单元1包括依次连接的第二烟气换热单元102、第一烟气换热单元101、泵104和缓冲罐103。所述文丘里洗涤单元2与第一洗液冷却器201、第二洗液冷却器202相互连接，所述第一洗液冷却器与工业冷却水连通，所述第二洗液冷却器与工业冷冻水连通。所述冷凝高效协同单元4包括一塔体，所述塔体内设置有换热系统401，分别包括分配器、喷淋器、除雾器和填料，至少用以对从脱硫单元输出的烟气进行冷凝降温。所述冷凝高效协同单元还包括一循环水泵402，所述循环水泵至少用以将降温后的冷凝液输送至塔体内的降温喷淋层。

采用本实用新型进行FCC再生烟气脱硫消白烟的方法包括：

FCC烟气由引风机输送到第一烟气换热器101中与水介质进行换热，降温后的烟气经引风机12进入文丘里洗涤器2和脱硫单元3，在文丘里洗涤器与循环泵输送喷淋的循环液一起洗涤降温，降低烟气排烟温度，实现烟气带水量的降低；文丘里洗涤器的循环液分别采用工业冷却水(第一洗液冷却器201)、冷冻水(第二洗液冷却器202)进行冷却。

在文丘里洗涤器2内，通过气液接触降温后，烟气温度降至50℃以下后进入脱硫塔3中进行脱硫净化处理。

烟气经过脱硫塔3除雾器后再输送至冷凝高效协同单元4，通过冷凝器将烟气温度降低至40℃以下，进一步的冷凝降温除水；除湿后的烟气在第二烟气换热器102中进行换热升温，升至80℃以上，通过烟囱排出，能够实现环境温度10℃下无白烟。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。