烟气余热深度回收协同污染物脱除处理系统及控制方法与流程

本发明涉及烟气余热回收和燃煤污染物脱除处理，具体地说是烟气余热深度回收协同污染物脱除处理系统及控制方法。

背景技术：

1、半干法脱硫工艺是我国工业燃煤锅炉烟气脱硫处理的典型技术之一，相比于石灰石-石膏湿法脱硫技术，具有投资小、占地小、耗水电量少、无废水排放等优势，但其对烟温要求较高，脱硫塔出口烟温一般在80℃以上，否则将会进一步加剧对后续设备(后除尘器)的腐蚀；同时该温度段也限制了该工艺的脱硫效率，稳定运行效率一般维持在80％-90％，远低于湿法脱硫95％的运行效率；此外，半干法脱硫工艺只适用于中、低硫分煤种，燃料受限较大。

2、目前，半干法脱硫工艺中烟囱排烟温度较高，浪费了大量的烟气余热；进一步地，80℃左右的烟温已低于烟气中so3露点温度，目前，实现低于酸露点、水露点的烟气余热深度回收技术主要为喷淋式换热，但其在余热回收过程中没有针对性的实现高效脱硫脱硝，只是单纯依靠喷淋水吸附一部分nox和so2，无法进一步实现烟气中颗粒物的聚集，且余热大多是单级利用，只用于供热，未实现梯级降温利用和冷热联供。

3、故依据上述所述内容，在半干法脱硫工艺中，如何提高其对高硫分煤炭的适应、实现烟气余热的综合深度利用及实现烟气的超净排放是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种烟气余热深度回收协同污染物脱除处理系统及控制方法，利用该系统及控制方法，能够实现半干脱硫工艺对高硫分煤种的适应，同时，实现了烟气余热的综合深度利用，达到了节能的目的，进一步地，烟气中的颗粒物被过氧化氢液滴和碱液液滴进一步聚集，继而利于更进一步实现烟气的超净排放。

2、本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种烟气余热深度回收协同污染物脱除处理系统，包括烟气流通系统、烟气余热深度回收系统、控制器，所述烟气流通系统包括锅炉、前除尘器、半干式脱硫塔、后除尘器、风机、喷淋塔、烟囱，所述锅炉、前除尘器、半干式脱硫塔、后除尘器、风机、喷淋塔和烟囱依次通过烟气流通管道实现贯通连接，所述烟气余热深度回收系统包括脱酸浆液池、过氧化氢溶液罐、碱液罐、一级换热器、二级换热器、三级换热器、溴化锂吸收式热泵、压缩式电热泵、锅炉进风换热器、供暖水换热器、锅炉补水换热器，在所述喷淋塔、脱酸浆液池、一级换热器、二级换热器和三级换热器之间设置有一级热交换运行管路，在所述一级换热器与溴化锂吸收式热泵之间设置有二级热交换管路，在所述二级换热器与所述压缩式电热泵之间设置有三级热交换管路，在所述溴化锂吸收式热泵、压缩式电热泵、锅炉进风换热器、供暖水换热器和锅炉补水换热器之间设置有四级热交换管路，所述过氧化氢溶液罐能够向所述喷淋塔的氧化区提供过氧化氢溶液，所述碱液罐能够向所述脱酸浆液池提供碱溶液，所述供暖水换热器用于加热用热侧循环水，所述锅炉进风换热器用于加热锅炉进风，所述锅炉补水换热器用于加热锅炉补水，所述三级换热器用于冷却用冷侧循环水，所述控制器能够控制所述一级热交换管路、二级热交换管路、三级热交换管路和四级热交换管路的运行。

3、优选地，在所述氧化区上部的喷淋管与所述过氧化氢溶液罐之间设置一第一管道，在所述第一管道上设置一第一水泵，所述一级热交换管路包括第二管道、第三管道、第四管道，所述第二管道实现所述喷淋塔底部与所述脱酸浆液池的贯通连接，在所述第二管道上串接一第二水泵，所述第三管道实现所述脱酸浆液池的出口、一级换热器的吸热侧、二级换热器的吸热侧和三级换热器的吸热侧的依次串联贯通连接，在位于所述脱酸浆液池与一级换热器之间的第三管道的部分管段上设置一第三水泵，所述第四管道实现所述三级换热器的放热侧与喷淋塔的吸收区内的喷淋管的贯通连接，控制器能够控制第一水泵的运行。

4、进一步地，该处理系统还包括一冲洗罐，在所述冲洗罐的出口设置一第五管道，所述第五管道的出液端采用并联方式与所述第一管道和第三管道贯通连接，所述第五管道与第三管道连接处位于所述第三水泵的上游，所述第五管道与第一管道的连接处位于所述第一水泵的下游，在第五管道与第一管道连接的管路上设置一第七电控阀，在所述第五管道与第三管道连接的管路上设置一第六电控阀，在所述第一管道上设置一位于所述第五管道和第一管道连接处下游的第九电控阀，在所述第三管道上设置一位于所述第五管道和第三管道连接处上游的第八电控阀，控制器能够控制第六电控阀、第七电控阀、第八电控阀和第九电控阀的运行。

5、进一步地，所述二级热交换管路包括第六管道、第七管道和第四水泵，所述第六管道和第七管道实现所述一级换热器的放热侧与溴化锂吸收式热泵的吸热侧的贯通连接，所述第四水泵串接在所述第六管道上。

6、进一步地，所述三级热交换管路包括第八管道、第九管道和第五水泵，所述第八管道和第九管道实现所述二级换热器的放热侧与压缩式电热泵的吸热侧的贯通连接，所述第五水泵串接在所述第八管道上。

7、进一步地，所述第四热交换管路包括第十管道、第十一管道、第十二管道、第十三管道、第十四管道、第十五管道，所述第十管道的一端与所述溴化锂吸收式热泵的放热侧出口贯通，所述第十一管道、第十二管道和第十三管道的一端分别与所述锅炉进风换热器的吸热侧的入口、供暖水换热器的吸热侧的入口和锅炉补水换热器的吸热侧的入口相贯通，所述第十一管道、第十二管道和第十三管道的另一端以并联方式与所述第十管道的另一端相贯通连接，所述锅炉进风换热器的吸热侧的出口、供暖水换热器的吸热侧的出口和锅炉补水换热器的吸热侧的出口分别引出的管路以并联方式与所述第十四管道的一端相贯通连接，所述第十四管道的另一端与所述压缩式电热泵的放热侧的出口贯通连接，所述第十五管道实现所述压缩式电热泵的放热侧的出口与所述溴化锂吸收式热泵放热侧的入口的贯通连接，在所述第十管道与所述第十五管道之间设置一第十六旁通管道，在所述第十五管道与所述第十四管道之间设置一第十七旁通管道，在所述第十七旁通管道上设置一第一电控阀，在所述第十六旁通管道上设置一第二电控阀，在所述第十管道上设置一第六水泵，且第六水泵位于第十管道与第十五管道连接处的下游，在所述第十一管道、第十二管道和第十三管道上分别串接一第三电控阀、第四电控阀和第五电控阀。

8、进一步地，该处理系统还包括一高位补水箱，所述高位补水箱通过补水管道分别与所述第七管道、第八管道和第十五管道相贯通连接。

9、进一步地，在所述碱液罐与所述脱酸浆液池之间设置一碱液管道，在所述碱液管道上设置一第七水泵，在所述脱酸浆液池底部设置一辅助排液管道，在所述辅助排液管道上设置一第八水泵。

10、进一步地，该处理系统还包括cems烟气在线监测系统，所述cems烟气在线监测系统能够实现风机后侧的烟气流通管道和烟囱内的nox、so2和烟尘颗粒物浓度的监测，且cems烟气在线监测系统能够将nox、so2和烟尘颗粒物浓度监测数据输送给控制器，在所述风机与喷淋塔之间的烟气流通管道上设置有第一氧气浓度传感器和第一温度传感器，在所述喷淋塔与烟囱之间的烟气流通管道上设置有第二氧气浓度传感器和第二温度传感器，在所述喷淋塔的内部下侧设置一第一液位传感器，在所述脱酸浆液池的内部设置有第二液位传感器和第一ph传感器，在所述第十四管道上设置一第三温度传感器，在所述第十五管道上分别设置有与所述压缩式电热泵和溴化锂吸收式热泵分别靠近的第四温度传感器和第五温度传感器，在所述第十管道上设置有位于所述第六水泵下游和上游的第六温度传感器和第七温度传感器，所述第一氧气浓度传感器、第一温度传感器、第二氧气浓度传感器、第二温度传感器、第一液位传感器、第二液位传感器、第一ph传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器和第七温度传感器均与控制器电性连接。

11、一种烟气余热深度回收协同污染物脱除处理系统的控制方法，包括上述内容所述的烟气余热深度回收协同污染物脱除处理系统，该控制方法还包括如下运行步骤：

12、s1、工作人员检查该处理系统内的所有运行部件，确保所有运行部件均能够进行正常运行；

13、s2、当所有运行部件均能够进行正常运行后，工作人员启动控制器，在控制器的运行设定程序内，设定烟囱排放的烟气中的o2、nox和so2的含量最高阈值分别为c1、c2和c3，设定喷淋塔的排烟温度阈值t1，设定脱酸浆液池液位的上限阈值h1和下限阈值h2；设定喷淋塔底浆液液位的上限阈值h3和下限阈值h4，设定压缩式电热泵的放热侧的入口进水温度阈值t2，设定溴化锂吸收式热泵的放热侧的入口进水温度阈值t3；依据当地的供暖季节月份，在控制器内设置好系统进行供暖的各运行月份；

14、s3、当设定完上述阈值参数后，工作人员利用控制器内设定的运行控制程序实现整个系统的正常运行，在整个处理系统正常运行过程中，控制器首先运行脱酸浆液池液位控制模块，在运行脱酸浆液池液位控制模块过程中，第二液位传感器将采集到数据实时传递给控制器，控制器将接收到的数据转换为实时液位数值h5，并将h5实时与h1和h2进行比较，当h5≤h2，则控制器不启动冷热联排运行模块和第八水泵；当h2＜h5时，则控制器同步启动冷热联排控制模块、烟囱烟气排放物控制模块、喷淋塔底浆液液位控制模块和喷淋塔排烟温度控制模块，此时第八水泵仍保持关闭状态；当h1≤h5时，则控制器同步保持冷热联排控制模块、烟囱烟气排放物控制模块、喷淋塔底浆液液位控制模块和喷淋塔排烟温度控制模块的正常运行，同时，启动第八水泵；

15、在运行冷热联排控制模块过程中，控制器将实时运行的月份与设定好的供暖各月份进行比较，当实时运行的月份与其中一个供暖各月份匹配后，则控制器将第五电控阀开启同时将第三电控阀和第四电控阀关闭，当实时运行的月份与供暖各月份均不匹配后，则控制器将第五电控阀关闭同时将第三电控阀和第四电控阀开启；控制器实时将第三温度传感器检测到的温度数值t4与t2进行比较，当t4＜t2时，则控制器使得第一电控阀处于关闭状态；当t2≤t4时，则控制器调控第一电控阀的开口度，使得第五温度传感器检测的温度数值t5处于以下温度范围：79℃≤t5≤81℃；控制器实时将t5与t3进行比较，当t5＜t3时，则控制器使得第二电控阀处于关闭状态；当t3≤t5时，则控制器调控第二电控阀的开口度，使得第七温度传感器检测的温度数值t6处于以下温度范围：89℃≤t6≤91℃；

16、在运行烟囱烟气排放物控制模块过程中，所述第二氧气传感器检测到的氧气浓度数值c4实时传递给控制器，cems烟气在线监测系统将实时监测到的烟囱烟气内的nox和so2的浓度数值c5和c6传递给控制器，控制器实时将c4与c1比较、c5与c2比较和c6与c3比较；当1.05c1≤c4时，则控制器按照设定程序降低第一水泵的运行功率；当c4≤0.95c1时，则控制器按照设定程序增大第一水泵的运行功率；当0.95c2≤c5或0.95c3≤c6时，则控制器按照设定程序调控第七水泵的运行控制，使得第一ph传感器检测到的实时数值ph1保持在以下范围内：5.5≤ph1≤6.0；当c5＜0.95c2且c6＜0.95c3时，则控制器按照设定程序调控第七水泵的运行控制，使得第一ph传感器检测到的实时数值ph1保持在以下范围内：5.0≤ph1＜5.5；

17、在运行喷淋塔底浆液液位控制模块过程中，控制器将第一液位传感器检测到的数值h6与实时与h3和h4进行比较，当h6＜h4时，则控制器按照设定程序减小第二水泵的运行功率，当h4≤h6≤h3时，则控制器使得第二水泵处于现有运行状态继续运行；当h3＜h6时，则控制器按照设定程序增大第二水泵的运行功率；

18、在运行喷淋塔排烟温度控制模块过程中，控制器实时将第二温度传感器检测到的温度数值t7与t1进行实时比较，当1.05t1≤t7时，则控制器按照设定程序同步增大第三水泵、第四水泵、第五水泵和第六水泵的运行功率；当t7≤0.95t1时，则控制器按照设定程序同步降低第三水泵、第四水泵、第五水泵和第六水泵的运行功率。

19、本发明的有益效果是：

20、1、在喷淋塔中，过氧化氢溶液和烟气采用对流方式进行混合，则大大提高了对烟气中的氮氧化物和硫化物的氧化效果，从而最终实现烟气脱硫脱硝的目的，烟气能够高效氧化进行脱硫脱硝，则可提高半干法脱硫工艺对高硫分煤种的适应性。

21、2、利用一级换热器、二级换热器、溴化锂吸收式热泵和压缩式电热泵的有效组合，则实现了烟气余热的梯度回收利用，实现了能源的有效节约。

22、3、在利用喷淋塔进行烟气余热回收时，通过雾化的过氧化氢溶液及碱液液滴可进一步提高烟气中颗粒物的凝聚，从而便于更进一步实现烟气的超净排放。

23、4、利用锅炉进风换热器、供暖水换热器、锅炉补水换热器和三级换热器的有效组合，则可实现本系统的冷热联排供应，提供了本发明的应用功能。

24、5、利用本发明提供的运行控制方法，则可有效保证处理系统的稳定高效运行。