一種煙氣聯(lián)合脫硫脫碳的工藝系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煙氣脫硫及溫室氣體減排技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙氣聯(lián)合脫硫脫碳的工藝系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，燃煤鍋爐均要求加裝煙氣脫硫設(shè)施，絕大部分采用石灰石濕法脫硫技術(shù)，脫硫效率能達(dá)到90%以上，SO2排放一般為50?100mg/Nm 3。隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高和近期國(guó)家發(fā)改委關(guān)于“煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)”的出臺(tái)，要求我國(guó)東部地區(qū)新建燃煤機(jī)組SO2排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值(即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，放濃度不高于35mg/Nm3)，中部地區(qū)原則上也要達(dá)到或接近該限值。為達(dá)到該指標(biāo)，必須采用更加高效的脫硫裝置，一方面可以在現(xiàn)有石灰石濕法脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)施增容改造，采用單塔雙循環(huán)或雙塔雙循環(huán)的方式，一方面則是采用其它更高效的脫硫技術(shù)。
[0003]在傳統(tǒng)污染物不斷提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，污染物控制系統(tǒng)廣泛得到應(yīng)用的同時(shí)，主要溫室氣體CO2的減排近年來(lái)也日益得到重視。很多西方國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始推動(dòng)實(shí)質(zhì)性的電廠脫碳工作。但是由于燃煤鍋爐煙氣具有氣量大的特點(diǎn)，而其0)2的含量是SO2含量的數(shù)十倍以上，使得CO2的捕集系統(tǒng)投資大。由于0)2與SO2均是酸性氣體，具備采用類(lèi)似脫除技術(shù)的先天條件，可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合脫除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種煙氣聯(lián)合脫硫脫碳的工藝系統(tǒng)，能夠在一個(gè)系統(tǒng)單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)S0#p CO2的脫除，且各自的脫除過(guò)程并非獨(dú)立而是互為補(bǔ)充，最終實(shí)現(xiàn)一種完全集成化的脫硫脫碳系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種煙氣聯(lián)合脫硫脫碳的工藝系統(tǒng)，包括吸收塔1，所述吸收塔I內(nèi)部從下向上依次分為脫硫區(qū)域1A、脫碳區(qū)域IB和尾氣洗滌區(qū)域1C，所述脫硫區(qū)域IA底部依次通過(guò)脫硫脫碳溶液熱交換器6和脫硫液貧富換熱器7與SO2再生器2的上部連通，所述脫碳區(qū)域IB底部通過(guò)脫碳液貧富換熱器8與CO2再生塔3的上部連通，所述尾氣洗滌區(qū)域IC的頂部與大氣連通；所述CO2再生塔3底部通過(guò)脫碳液貧富換熱器8、脫硫脫碳溶液熱交換器6和脫碳液冷卻器9與脫碳區(qū)域IB上部連通；所述SO2再生器2的底部與CO 2再生塔3的頂部連通，同時(shí)通過(guò)脫硫液貧富換熱器7和脫硫液冷卻器10與脫硫區(qū)域IA的上部連通，還通過(guò)CO2冷卻器11與CO2分離器4上部連通，所述SO2再生器2的頂部與SO2分離器5的上部連通；所述SO2分離器5底部分別與SO 2再生器2和CO 2再生塔3的上部連通；所述CO 2分離器4底部與SO2分離器5的上部連通。
[0007]本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0008]I)由于吸收塔I內(nèi)實(shí)現(xiàn)了 SOjP CO2的脫除，節(jié)省了需要分別建造兩個(gè)吸收塔分別進(jìn)行S0#p 0)2的吸收，同時(shí)利用SO2與CO2再生過(guò)程的溫度差，在系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)溫度的梯級(jí)利用，同時(shí)利用CO2再生過(guò)程的余熱作為SO2的再生熱源，利用CO 2再生分離后的液態(tài)水作為SO2再生后的氣液分離冷源，該系統(tǒng)最終分別獲得高純度的SO 2和CO 2氣體。
[0009]2)利用脫硫液與脫碳液在再生階段的溫度差(脫碳液比脫硫液再生溫度高約20°C )，在吸收塔I的脫硫區(qū)域IA底部出口的脫硫液首先經(jīng)過(guò)脫硫脫碳溶液熱交換器6，回收部分脫碳再生液的熱量后再通過(guò)脫硫液貧富換熱器7，回收脫硫液自身再生后的熱量，實(shí)現(xiàn)了溫度的梯級(jí)利用。
[0010]3)考慮脫硫與脫碳再生階段的溫度差及再生出的302與CO2的量差，將從CO2再生塔3頂部排出的脫碳液再生出的CCV混合氣體導(dǎo)入SO 2再生器2中，作為脫硫液再生熱源，既滿足了脫硫液再生用熱，同時(shí)也降低了 CO2冷卻器11中需要的冷卻水用量。
[0011]4)將CO2分離器4中CO 2再生氣分離后低溫液態(tài)水導(dǎo)入SO2分離器5中噴淋，將從SO2再生器2頂部離開(kāi)并進(jìn)入SO 2分離器5中的SO 2再生氣直接冷卻，從而實(shí)現(xiàn)SO 2再生氣中SO2氣體與水分的分離。
【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0014]如附圖所示，本實(shí)用新型一種煙氣聯(lián)合脫硫脫碳的工藝系統(tǒng)，包括吸收塔1，所述吸收塔I內(nèi)部從下向上依次分為脫硫區(qū)域1A、脫碳區(qū)域IB和尾氣洗滌區(qū)域1C，所述脫硫區(qū)域IA底部依次通過(guò)脫硫脫碳溶液熱交換器6和脫硫液貧富換熱器7與SO2再生器2的上部連通，所述脫碳區(qū)域IB底部通過(guò)脫碳液貧富換熱器8與CO2再生塔3的上部連通，所述尾氣洗滌區(qū)域IC的頂部與大氣連通；所述CO2再生塔3底部通過(guò)脫碳液貧富換熱器8、脫硫脫碳溶液熱交換器6和脫碳液冷卻器9與脫碳區(qū)域IB上部連通；所述SO2再生器2的底部與CO2再生塔3的頂部連通，同時(shí)通過(guò)脫硫液貧富換熱器7和脫硫液冷卻器10與脫硫區(qū)域IA的上部連通，還通過(guò)CO2冷卻器11與CO 2分離器4上部連通，所述SO 2再生器2的頂部與SO2分離器5的上部連通；所述SO 2分離器5底部分別與SO 2再生器2和CO 2再生塔3的上部連通；所述CO2分離器4底部與SO 2分離器5的上部連通。
[0015]如附圖所示，本實(shí)用新型的工作原理為:含S0#P CO 2的煙氣從吸收塔I的底部進(jìn)入，首先在吸收塔I的脫硫區(qū)域IA內(nèi)與從脫硫區(qū)域IA上部噴淋進(jìn)入的脫硫液逆流接觸，吸收SO2的脫硫液即脫硫富液從脫硫區(qū)域IA底部排出，脫硫富液首先通過(guò)脫硫脫碳溶液熱交換器6，回收部分脫碳再生液的熱量后再通過(guò)脫硫液貧富換熱器7，回收脫硫液自身再生后的熱量，最后從SO2再生器2的上部進(jìn)入SO2再生器2 ;吸收塔I內(nèi)的煙氣通過(guò)脫硫區(qū)域IA后隨即進(jìn)入脫碳區(qū)域1B，與從脫碳區(qū)域IB上部噴淋進(jìn)入的脫碳液逆流接觸，吸收CO2的脫碳液即脫碳富液從脫碳區(qū)域IB底部排出，脫碳富液經(jīng)過(guò)脫碳液貧富換熱器8，回收脫碳富液自身再生后的熱量，最后從CO2再生塔3的上部進(jìn)入CO2再生塔3 ;吸收塔I內(nèi)的煙氣通過(guò)脫碳區(qū)域IB后隨即進(jìn)入尾氣洗滌區(qū)域1C，在尾氣洗滌區(qū)域IC內(nèi)煙氣通過(guò)循環(huán)的洗滌水洗滌后從吸收塔I頂部即尾氣洗滌區(qū)域IC排入大氣；從CO2再生塔3上部進(jìn)入的脫碳富液從上至下噴淋，通過(guò)外部熱源加熱脫碳富液，使脫碳富液再生分離出0)2后從CO 2再生塔3底部流出，流出的脫碳再生液即脫碳貧液經(jīng)過(guò)脫碳液貧富換熱器8，與脫碳富液換熱后再通過(guò)脫硫脫碳溶液熱交換器6，進(jìn)一步利用脫碳貧液的熱量加熱脫硫富液，降溫后的脫碳貧液通過(guò)脫碳液冷卻器9降溫，最后從脫碳區(qū)域IB上部進(jìn)入吸收塔1，開(kāi)始新一輪的CO2吸收過(guò)程；從SO2再生器2上部進(jìn)入的脫硫富液，通過(guò)從CO2再生塔3引入的CO 2混合氣體提供熱源來(lái)加熱，使脫硫液再生分離出302后從SO 2再生器2底部流出，流出的脫硫再生液即脫硫貧液經(jīng)過(guò)脫硫液貧富換熱器7，與脫硫富液換熱降溫，降溫后的脫硫貧液通過(guò)脫硫液冷卻器10降溫，最后從脫硫區(qū)域IA上部進(jìn)入吸收塔1，開(kāi)始新一輪的SO2K收過(guò)程?，從CO 2再生塔3頂部排出的脫碳液再生出的0)2混合氣體，進(jìn)入SO2再生器2中，作為脫硫液再生的熱源，換熱降溫后的0)2混合氣體(含氣液混合相的水)從SO2再生器2底部流出，通過(guò)CO2冷卻器11冷卻降溫，然后進(jìn)入CO2分離器4中，分離后的CO 2從CO 2分離器4頂部排出進(jìn)入后續(xù)工段，分離出的液態(tài)水從CO2分離器4底部導(dǎo)入SO 2分離器5中噴淋，將從SO 2再生器2頂部離開(kāi)并進(jìn)入SO2分離器5中的SO 2再生氣直接冷卻，從而實(shí)現(xiàn)SO 2再生氣中SO 2氣體與水分的分尚，分尚后的302從302分尚器5頂部排出進(jìn)入后續(xù)工段，分尚出的液態(tài)水分為兩路，通過(guò)流量控制分別注入SO2再生器2和CO 2再生塔3上部，分別維持SO 2吸收再生和CO 2吸收再生回路的水平衡。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煙氣聯(lián)合脫硫脫碳的工藝系統(tǒng)，其特征在于:包括吸收塔(I)，所述吸收塔(I)內(nèi)部從下向上依次分為脫硫區(qū)域(IA)、脫碳區(qū)域(IB)和尾氣洗滌區(qū)域(1C)，所述脫硫區(qū)域(IA)底部依次通過(guò)脫硫脫碳溶液熱交換器(6)和脫硫液貧富換熱器(7)與SO2再生器(2)的上部連通，所述脫碳區(qū)域(IB)底部通過(guò)脫碳液貧富換熱器⑶與CO2再生塔(3)的上部連通，所述尾氣洗滌區(qū)域(IC)的頂部與大氣連通；所述CO2再生塔(3)底部通過(guò)脫碳液貧富換熱器⑶、脫硫脫碳溶液熱交換器(6)和脫碳液冷卻器(9)與脫碳區(qū)域(IB)上部連通；所述SO2再生器⑵的底部與CO2再生塔(3)的頂部連通，同時(shí)通過(guò)脫硫液貧富換熱器(7)和脫硫液冷卻器(10)與脫硫區(qū)域(IA)的上部連通，還通過(guò)CO2冷卻器(11)與CO2分離器(4)上部連通，所述SO2再生器⑵的頂部與SO2分離器(5)的上部連通；所述SO2分離器(5)底部分別與SO2再生器(2)和CO2再生塔(3)的上部連通；所述CO2分離器(4)底部與SO2分離器(5)的上部連通。
【專(zhuān)利摘要】一種煙氣聯(lián)合脫硫脫碳的工藝系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括吸收塔、SO2再生器、CO2再生塔、CO2分離器、SO2分離器、脫硫脫碳溶液熱交換器、脫硫液貧富換熱器、脫碳液貧富換熱器、脫碳液冷卻器、脫硫液冷卻器和CO2冷卻器；吸收塔內(nèi)部從下向上依次分為脫硫區(qū)域、脫碳區(qū)域和尾氣洗滌區(qū)域；該系統(tǒng)可用于電站鍋爐和化工領(lǐng)域同時(shí)含SO2和CO2煙氣的酸性氣體收集，具有同時(shí)實(shí)現(xiàn)SO2和CO2脫除的功能；該工藝系統(tǒng)利用SO2與CO2再生過(guò)程的溫度差，在系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)溫度的梯級(jí)利用，同時(shí)利用CO2再生過(guò)程的余熱作為SO2再生熱源，利用CO2再生分離后的液態(tài)水作為SO2再生后的氣液分離冷源，該系統(tǒng)最終分別獲得高純度的SO2和CO2氣體。
【IPC分類(lèi)】C01B17-56, B01D53-18, C01B31-20
【公開(kāi)號(hào)】CN204395730
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420786340
【發(fā)明人】劉練波, 牛紅偉, 郜時(shí)旺, 許世森
【申請(qǐng)人】中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日