一種基于濕法煙氣脫硫的漿液真空蒸餾系統(tǒng)及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源與環(huán)境領(lǐng)域，尤其涉及一種基于濕法煙氣脫硫的漿液真空蒸餾系統(tǒng)及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]2014年9月12日，國家發(fā)改委、環(huán)保部和國家能源局聯(lián)合印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》，要求新建燃煤發(fā)電機(jī)組平均供電煤耗低于300克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)(以下簡(jiǎn)稱“克/千瓦時(shí)”)，到2020年，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組改造后平均供電煤耗低于310克/千瓦時(shí)，其中現(xiàn)役60萬千瓦及以上機(jī)組(除空冷機(jī)組外)改造后平均供電煤耗低于300克/千瓦時(shí)。計(jì)劃同時(shí)指出新建燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度要接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組的排放限值，即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米，實(shí)現(xiàn)超凈排放。因此，燃煤發(fā)電機(jī)組必須從節(jié)能和減排兩方面采取措施以滿足上述要求。
[0003]煙氣脫硫系統(tǒng)作為燃煤發(fā)電機(jī)組中的重要組成部分，提高其能源利用率及脫硫效率尤為重要。目前，國內(nèi)外石灰石-石膏濕法煙氣脫硫(FGD)工藝在燃煤電廠煙氣脫硫中市場(chǎng)占有率高達(dá)90%以上，但濕法脫硫系統(tǒng)的用水量約占整個(gè)燃煤機(jī)組總用水量的50%以上。這對(duì)缺水地區(qū)，尤其是依靠地下取水的電廠，長(zhǎng)期運(yùn)行將會(huì)造成地下水資源的嚴(yán)重破壞。凈煙氣帶走的塔內(nèi)蒸發(fā)水量是FGD系統(tǒng)的最大耗水點(diǎn)，同時(shí)大量的水分潛熱也隨凈煙氣流失，因此減少凈煙氣從吸收塔帶走的水量是控制整個(gè)FGD系統(tǒng)水耗的關(guān)鍵，充分利用煙氣中水分的潛熱會(huì)起到顯著的節(jié)熱效果。若能夠在節(jié)水、節(jié)熱的基礎(chǔ)上提高脫硫效率，即可兼顧節(jié)能與減排，充分響應(yīng)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》的要求。
[0004]當(dāng)一定溫度的液體突然暴露在低于其飽和壓力的環(huán)境下時(shí)，會(huì)迅速形成蒸汽泡，同時(shí)液體溫度迅速下降，這個(gè)過程被稱為液體的閃蒸。閃蒸就是一定溫度和壓力的飽和水進(jìn)入比較低壓的容器中，由于壓力的突然降低使這些飽和水變成飽和水蒸汽和低溫低壓的飽和水。此過程中無外界熱量的加入，只是由于壓力降低，使部分顯熱轉(zhuǎn)化為氣化潛熱，使之閃蒸產(chǎn)生蒸汽。經(jīng)過閃蒸，此部分高溫高壓水就變?yōu)榈蜏氐蛪核?，達(dá)到了降溫的目的，同時(shí)還可以利用閃蒸出的這部分水蒸汽去換熱。液體閃蒸與水蒸汽冷凝工藝可統(tǒng)稱為真空蒸館?系統(tǒng)。
[0005]針對(duì)傳統(tǒng)的濕法脫硫工藝，在傳統(tǒng)的石灰石-石膏濕法脫硫的系統(tǒng)內(nèi)附加一套漿液真空蒸餾系統(tǒng)，漿液在一定真空狀態(tài)下蒸發(fā)，蒸發(fā)的水蒸汽換熱后凝結(jié)為水。通過真空蒸餾和熱交換把循環(huán)漿液中的熱量提取出來可以用做供暖、原煤干燥以及其它低溫?zé)嵩葱枨螅_(dá)到節(jié)能目的；熱量提取后，循環(huán)漿液溫度降低、吸收塔內(nèi)煙氣溫度進(jìn)一步降低，這樣可以進(jìn)一步提高SO2在漿液中的溶解度，從而提高吸收塔內(nèi)SO2K收效率；煙氣溫度降低，煙氣中的水蒸汽凝結(jié)，可減少工藝用水的供應(yīng)，同時(shí)閃蒸蒸汽經(jīng)過換熱后凝結(jié)為水，可用于電廠的工藝用水，達(dá)到顯著的節(jié)水效果。因此，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、提高脫硫效率的多重目的，可同時(shí)兼顧節(jié)能與減排。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出一種以漿液真空蒸餾為核心的技術(shù)用于脫硫系統(tǒng)改造，在提高脫硫效率的基礎(chǔ)上，回收大量水與熱量。在傳統(tǒng)的石灰石-石霄濕法脫硫的系統(tǒng)內(nèi)附加一套楽液真空蒸餾系統(tǒng)，用噴淋泵將吸收塔內(nèi)漿液輸送至真空蒸餾裝置內(nèi)，利用噴淋管及噴嘴將漿液均勻的噴淋到真空蒸餾裝置中，使?jié){液在一定真空狀態(tài)下蒸發(fā)，蒸發(fā)的水蒸汽在凝結(jié)裝置中凝結(jié)為水，利用輸送水泵將冷凝的水輸送至脫硫系統(tǒng)工藝水箱及電廠其它需補(bǔ)水的地方。漿液在低壓下蒸發(fā)生成蒸汽，蒸汽通過換熱提取熱量，同時(shí)漿液溫度降低導(dǎo)致煙氣溫度降低，提高SO2在漿液中的溶解度，從而提高吸收塔內(nèi)SO2吸收效率?；厥盏臒崃靠捎糜诠┡?、爐前煤干燥或加熱脫硫后煙氣等，蒸發(fā)后的蒸汽凝結(jié)水可用于電廠工藝用水，取得可觀的節(jié)能節(jié)水效果。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0008]一種基于濕法煙氣脫硫的漿液真空蒸餾系統(tǒng)，包括脫硫塔本體、閃蒸裝置、凝結(jié)裝置，在脫硫塔本體底部設(shè)置有漿液區(qū)，脫硫塔本體頂部設(shè)置的除霧器，在脫硫塔本體中間設(shè)置有噴淋區(qū)；所述脫硫塔本體在漿液區(qū)的上方、噴淋區(qū)的下方設(shè)置有進(jìn)煙口，所述脫硫塔本體在除霧器的上方設(shè)置有出煙口 ；所述脫硫塔沿?zé)煔夥较蛞来卧O(shè)置有多級(jí)噴淋系統(tǒng)，所述脫硫塔的漿液區(qū)與噴淋區(qū)之間設(shè)置有漿液循環(huán)泵；所述脫硫塔的漿液區(qū)及噴淋區(qū)分別與閃蒸裝置的噴淋區(qū)及漿液區(qū)相連；所述閃蒸裝置與凝結(jié)裝置相連，所述凝結(jié)裝置上設(shè)置有真空泵。
[0009]部分脫硫塔漿液通過漿液循環(huán)泵及噴淋系統(tǒng)均勻噴淋至真空蒸餾裝置內(nèi)，壓力的突然降低使?jié){液中的部分水迅速蒸發(fā)，蒸汽進(jìn)入凝結(jié)裝置換熱后凝結(jié)為水，可供脫硫及其他電廠工藝用水；凝結(jié)過程中產(chǎn)生的不凝氣體通過真空泵抽出，真空泵起到維持整個(gè)真空蒸餾系統(tǒng)真空度的作用；通過凝結(jié)裝置回收的熱量可用于供暖、爐前煤干燥或加熱脫硫后煙氣等；同時(shí)真空蒸餾后的漿液溫度降低，通過漿液循環(huán)泵重新輸送至脫硫塔噴淋系統(tǒng)，降低煙氣溫度，提高脫硫效率。
[0010]上述的真空蒸餾系統(tǒng)中，所述脫硫塔漿液區(qū)與閃蒸裝置噴淋區(qū)之間設(shè)置有漿液循環(huán)栗O
[0011]上述的真空蒸餾系統(tǒng)中，所述脫硫塔噴淋區(qū)與閃蒸裝置漿液區(qū)之間設(shè)置有漿液循環(huán)栗O
[0012]上述的真空蒸餾系統(tǒng)中，還設(shè)置有二級(jí)脫硫塔，所述脫硫塔的出煙口與二級(jí)脫硫塔的進(jìn)煙口相連。
[0013]上述的真空蒸餾系統(tǒng)中，所述脫硫塔的漿液區(qū)及噴淋區(qū)分別與閃蒸裝置的噴淋區(qū)及漿液區(qū)相連。
[0014]上述的真空蒸餾系統(tǒng)中，所述的閃蒸裝置由下至上依次設(shè)置有漿液區(qū)、噴淋區(qū)和蒸汽收集區(qū)。
[0015]上述的真空蒸餾系統(tǒng)中，所述的閃蒸裝置的噴淋區(qū)設(shè)置有至少一級(jí)噴淋系統(tǒng)。
[0016]本發(fā)明還提供了一種基于濕法煙氣脫硫的漿液真空蒸餾工藝，包括如下步驟:
[0017](I)漿液通過漿液循環(huán)泵在脫硫塔內(nèi)進(jìn)行循環(huán)脫硫；
[0018](2)將脫硫塔漿液池中部分漿液于35_50°C下通過漿液循環(huán)泵增壓至0.1-0.5MPa后，經(jīng)噴淋系統(tǒng)噴入真空蒸餾裝置；換熱漿液循環(huán)量由換熱前后漿液溫度、機(jī)組容量、真空蒸飽裝置有關(guān)。
[0019](3)漿液中的部分水在閃蒸裝置內(nèi)蒸發(fā)，蒸汽進(jìn)入凝結(jié)裝置凝結(jié)為水，剩余漿液通過泵重新輸送到脫硫塔的噴淋系統(tǒng)，進(jìn)一步降低煙氣溫度，提高脫硫效率，進(jìn)行再次循環(huán)。
[0020]優(yōu)選的是，真空蒸餾凝結(jié)系統(tǒng)的初始真空度為95_99KPa，絕對(duì)壓力為2_7Kpa。
[0021]優(yōu)選的是，步驟(3)中，所述蒸汽的溫度為25_35°C。
[0022]所述真空蒸餾裝置，其入口設(shè)有噴淋系統(tǒng)，保證漿液能夠均勻霧化以增大蒸發(fā)面積，增加真空蒸餾率。
[0023]所述真空蒸餾系統(tǒng)的真空度，通過蒸發(fā)冷凝過程及真空泵維持，也可通過射水抽氣泵或蒸汽壓縮機(jī)等其他方式維持