一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统及方法

本发明属于火电厂湿法脱硫后余热利用及节能环保领域，特别涉及一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统及方法。

背景技术：

1、在未来相当长的一段时期内，火电仍是电力生产的主要形式。燃煤电厂长期消耗大量燃料的同时也耗水量也十分巨大。尤其是目前大部分电厂采用湿法脱硫工艺，通过与脱硫浆液直接接触实现脱除烟气中有害物质，其耗水量极大。在脱硫过程中脱硫浆液吸收烟气中热量，烟气在降温的同时也吸收浆液中的水分。脱硫后的饱和湿烟气若直接排放到大气中不但造成水热资源的浪费，更可能引发“石膏雨”等环境问题。同时，燃煤电厂中脱硫浆液往往温度稳定且流量巨大，脱硫后的浆液常被循环泵引出塔外进行一系列再生工艺后重新进入脱硫塔中。在重生过程中需要对浆液进行冷却，此时大量浆液中的热量无法得到有效利用，还具有潜在安全隐患。若能对脱硫后饱和湿烟气和浆液中的水热资源进行深度回收和利用不但能够提高系统经济性，节能节水，更有利于实现进一步的环保目标。在北方常将系统余热用于供暖，但脱硫后浆液和烟气温度较低，直接利用换热效率较低，还具有磨损和腐蚀的风险，直接采用传统换热器很难高效回收浆液和烟气中的余热，水资源回收质量难以保证，往往需要进一步处理后才能投入使用，增加了系统的复杂性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统及方法，利用间接式换热器回收脱硫后饱和湿烟气中余热用于初步预热冷空气；在空气预热器后除尘器前布置间接式换热器调节排烟温度的同时预热热网冷水，并通过闪蒸技术耦合第二类吸收式热泵深度回收脱硫后浆液中热量用于进一步提高热网水温度；高质量回收烟气和浆液中的水资源继续用于系统，缓解系统巨大的用水需求；通过降低烟气温度和含湿量减轻了由烟气引发“白色烟羽”等环境问题，在回收和利用水热资源的同时达到了环保效果。

2、为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

3、一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统，包括省煤器、空气预热器、第一间接式换热器、除尘器、引风机、脱硫塔、高温浆液循环泵、低温浆液循环泵、闪蒸塔、第二类吸收式热泵和第二间接式换热器；

4、锅炉炉膛的出口烟道内依次布置有省煤器、空气预热器、第一间接式换热器和除尘器，除尘器和引风机相连，烟气通过引风机进入脱硫塔底部，烟气与脱硫浆液在脱硫塔内逆向接触，脱硫塔底部高温浆液出口与闪蒸塔顶部浆液入口通过高温浆液循环泵连接，闪蒸塔底部浆液出口与脱硫塔顶部低温浆液入口通过低温浆液循环泵连接，实现浆液的降温循环；热网冷水入口连接第一间接式换热器冷侧入口，第一间接式换热器冷侧出口连接第二类吸收式热泵吸收器，闪蒸塔顶部闪蒸蒸汽出口连接第二类吸收式热泵蒸发器和发生器，第二类吸收式热泵冷凝器连接低温冷却水；脱硫塔烟气出口连接第二间接式换热器高温侧入口，第二间接式换热器低温侧入口连接冷空气，第二间接式换热器低温侧出口连接空气预热器入口。

5、本发明进一步的改进在于，还包括烟气冷凝水回收装置，第二间接式换热器烟气冷凝水出口连接烟气冷凝水回收装置入口。

6、本发明进一步的改进在于，还包括烟囱，第二间接式换热器高温侧出口连接烟囱入口。

7、一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收方法，其特征在于，该方法基于所述的一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统，包括：

8、高温原烟气经过省煤器、空气预热器、第一间接式换热器和除尘器后被引风机引入脱硫塔底部，烟气在脱硫塔中于脱硫浆液逆向接触、反应和换热；脱硫后的饱和湿烟气进入第二间接式换热器高温侧入口，在第二间接式换热器内烟气加热冷空气；

9、冷空气被脱硫后烟气加热后流入空气预热器冷侧入口，预热后的空气被原烟气充分加热后进入锅炉膛；

10、脱硫后浆液经高温浆液循环泵进入闪蒸塔顶部，在闪蒸塔的低压环境中浆液温度降低，浆液中水分变为蒸汽；低温浆液经过再生处理后，通过低温浆液循环泵进入脱硫塔中继续与原烟气反应；

11、热网冷水首先进入第一间接式换热器冷侧入口，在第一间接式换热器中被原烟气预加热；预加热后的热网水进入第二类吸收式热泵中的吸收器；闪蒸塔中的闪蒸蒸汽进入第二类吸收式热泵的发生器和蒸发器，低温冷却水进入第二类吸收式热泵的冷凝器。

12、本发明进一步的改进在于，在第二间接式换热器内烟气加热冷空气后经烟囱流向大气。

13、本发明进一步的改进在于，在第二间接式换热器内产生的烟气冷凝水流入烟气冷凝水回收装置。

14、本发明进一步的改进在于，预加热后的热网水在第二类吸收式热泵中被加热到相应温度后流向热用户。

15、本发明进一步的改进在于，第二类吸收式热泵连接真空泵。

16、本发明提供的一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统及方法具有如下优点：

17、1、利用间接式换热器简单高效回收脱硫后饱和湿烟气中的余热和水分，将其用于预热进入空气预热器前的空气，提高了空气进入炉膛的温度，降低了烟气排入大气的温度和含湿量。

18、2、在空气预热器和除尘器前设置间接式换热器用于初步加热热网冷水，并以此调节排烟温度，使其处于合适的温度区间，避免后续烟气产生的低温腐蚀和热量浪费。

19、3、通过闪蒸技术实现浆液余热利用，系统成本得到控制，一定程度上减弱了浆液的腐蚀和磨损损伤，并能够实现高效蒸发浆液中的大量液体，并能够精确控制产生的蒸汽。

20、4、利用第二类吸收式热泵将从浆液中回收的热量用于进一步提高热网水温度，此时无需高温热源驱动，只需提高低温冷却水即可通过第二类吸收式热泵提高热能品位，北方冬季寒冷的环境中极易获得。

21、5、通过间接式换热器回收饱和湿烟气中的水资源水质较高，收集处理后可继续用于系统中，闪蒸出浆液中的水通过第二类吸收式热泵冷凝后水质同样较高，收集后可直接继续用于湿法脱硫工艺，实现水资源的高效利用。

22、6、通过原烟气和脱硫后浆液分级加热热网来水，进一步调节热网水温度，使其获得较高的温度返回用于热用户。

23、7、利用闪蒸技术降低循环脱硫浆液的温度，并通过间接式换热器回收脱硫后烟气的余热和水资源，降低从烟囱排入大气中烟气的温度和含湿量，避免造成“白色烟羽”等环境问题，实现节能环保的目的。

技术特征：

1.一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统，其特征在于，包括省煤器(1)、空气预热器(2)、第一间接式换热器(3)、除尘器(4)、引风机(5)、脱硫塔(6)、高温浆液循环泵(7)、低温浆液循环泵(8)、闪蒸塔(9)、第二类吸收式热泵(10)和第二间接式换热器(12)；

2.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统，其特征在于，还包括烟气冷凝水回收装置(13)，第二间接式换热器(12)烟气冷凝水出口连接烟气冷凝水回收装置(13)入口。

3.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统，其特征在于，还包括烟囱(14)，第二间接式换热器(12)高温侧出口连接烟囱(14)入口。

4.一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收方法，其特征在于，该方法基于权利要求1所述的一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统，包括：

5.根据权利要求4所述的一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收方法，其特征在于，在第二间接式换热器(12)内烟气加热冷空气后经烟囱(14)流向大气。

6.根据权利要求4所述的一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收方法，其特征在于，在第二间接式换热器(12)内产生的烟气冷凝水流入烟气冷凝水回收装置(13)。

7.根据权利要求4所述的一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收方法，其特征在于，预加热后的热网水在第二类吸收式热泵(10)中被加热到相应温度后流向热用户。

8.根据权利要求4所述的一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收方法，其特征在于，第二类吸收式热泵(10)连接真空泵(11)。

技术总结本发明公开了一种湿法脱硫后湿烟气和浆液余热利用及水回收系统及方法。该系统针对燃煤电厂湿法脱硫后脱硫浆液和低温饱和湿烟气余热回收和利用方式，系统主要包括脱硫塔、闪蒸塔、第二类吸收式热泵和间接式换热器等。热网回水在间接式换热器中被高温烟气预热，脱硫后浆液在闪蒸塔中降温经处理后继续在脱硫塔中与烟气反应，通过闪蒸蒸汽驱动第二类吸收式热泵进一步加热热网回水。本发明利用间接式换热器回收脱硫后饱和湿烟气中的热量用于初步加热空气。从浆液和低温烟气中回收的水资源继续在系统中得到利用，在避免“白色烟羽”形成的同时，实现了系统节能节水。技术研发人员：车得福,范高峰,高昕玥,徐杰,王长安,张津铭,侯育杰受保护的技术使用者：西安交通大学技术研发日：技术公布日：2024/1/15