專利名稱：集成煙氣除濕和濕式冷卻塔系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及鍋爐煙氣處理領(lǐng)域，特別涉及一種用于更有效的濕式冷卻鍋爐排出氣體的新的和有用的方法和設(shè)備，特別是甚至在缺水地區(qū)為鍋爐煙氣的除濕提供冷卻水。
背景技術(shù)：
為了從煙氣中去除濕氣，例如用于有氧燃燒、再生溶劑提升技術(shù)(RSAT )洗滌器， 或其他含碳物質(zhì)燃料燃燒或煙氣處理過程，一種方法是用急冷冷卻和控制噴淋水溫度達(dá)到需要的出口煙氣飽和溫度。這種方法由美國(guó)專利US758M76教導(dǎo)，但該原理可以被用于任何的冷卻煙氣以除去成分的方法，例如通過控制飽和溫度去除水份。在這里，美國(guó)專利 US7585476通過引用被結(jié)合參考。在當(dāng)前的方法中，一種冷卻塔被用來冷卻用在急冷器冷卻面的水。工業(yè)中公知的是濕式蒸發(fā)冷卻比干式冷卻損耗小且更有效，但是它需要大量的水，其被蒸發(fā)，以消除從冷卻水中轉(zhuǎn)移的熱量。本發(fā)明利用了急冷器內(nèi)從煙氣中冷凝的水，在濕式冷卻塔中將其作為補(bǔ)給進(jìn)一步蒸發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種用于將來自煙氣產(chǎn)生過程中的煙氣除濕的方法和系統(tǒng)，其提供該煙氣至一具有一下端的濕式煙氣處理器，濕式煙氣處理器中的液體從該下端被提供給該濕式煙氣處理器的頂端，作為向濕式煙氣處理器中的煙氣上噴淋的液體。一濕式冷卻塔供給水至一換熱器，該換熱器放置在濕式煙氣處理器下端的液體中，用于冷卻濕式煙氣處理器下端的液體，以從煙氣冷凝水進(jìn)入濕式煙氣處理器內(nèi)的液體。從該換熱器至冷卻塔的回水冷卻該水，并且混合有來自濕式煙氣處理器的冷凝水的液體作為補(bǔ)給水提供至冷卻塔。當(dāng)允許更有效且成本低的濕式冷卻用于由與急冷冷卻的煙氣除濕協(xié)作，本發(fā)明提供一種比當(dāng)前可能和消耗大量工藝水的需要更有效，即更少的成本和更高的性能的除濕系統(tǒng)。該發(fā)明適用于提高現(xiàn)有的有氧燃燒中和在改進(jìn)的二次燃燒CO2技術(shù)中需要煙氣除濕的情況。描述的標(biāo)志該發(fā)明各種新穎的特征在隨后的權(quán)利要求中詳細(xì)指出并且構(gòu)成公開的一部分內(nèi)容。為了更透徹的理解本發(fā)明，通過其運(yùn)用實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)和特效結(jié)果，參照附圖， 在這里，本發(fā)明的最優(yōu)的實(shí)施方式的描述被展示。


在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明用于除濕煙氣的系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，圖1顯示了一種用于來自鍋爐10的煙氣12除濕的系統(tǒng)，其使用比現(xiàn)前需要的少得多的水。該發(fā)明實(shí)際上幾乎消除了補(bǔ)給到濕式冷卻塔14的淡水的需要。否則， 必須將補(bǔ)給水通過水管18供給到該系統(tǒng)。通過執(zhí)行該發(fā)明，僅僅需要為水分流失或在清除出口 22處用于清除固體的水進(jìn)行補(bǔ)給。這允許濕式蒸發(fā)冷卻被用在甚至是缺水氣候的地區(qū)。因?yàn)樗词侨剂?主要是天然氣或煤炭)的燃燒，在水管18中僅需要極少量的淡水補(bǔ)一個(gè)如何供給燃料到鍋爐10的例子是，在42處供給煤炭至磨煤機(jī)44，并且一旦被粉碎，再通過輸送管46供給至該鍋爐10的燃燒器48。對(duì)于一種有氧燃燒鍋爐，富CO2的煙氣可以再循環(huán)至該鍋爐并且連同富氧氣體一起供給以在鍋爐10中燃燒燃料。在一些燃燒過程例如有氧燃燒和二次燃料系統(tǒng)，在輸送到下一步處理例如壓力單元之前，必須從煙氣12中去除水分。在有氧燃燒中，從一些或者所有的為了改進(jìn)鍋爐10中燃燒而循環(huán)的煙氣中去除水分是有利的。這些功能可以由控制離開濕式洗滌器的氣體溫度，例如一濕式煙氣脫硫(WFGD)洗滌器，或者控制急冷型冷卻器中的水溫實(shí)現(xiàn)。無論是該 WF⑶或該急冷型冷卻器由圖1中以20表示，并且在這里一般作為濕式煙氣處理器。任一種情況，目的在于控制離開煙氣產(chǎn)生設(shè)備的煙氣溫度，其中煙氣是飽和的，從而控制煙氣中的水分含量。為控制該煙氣溫度，在噴淋到煙氣流之前，水或濕式除塵器中可能同時(shí)去除其他組分的懸浮液，由換熱器24冷卻到要求的溫度。為了冷卻該噴淋介質(zhì)，一個(gè)方法是插入具有傳熱盤管或換熱器24的閉環(huán)系統(tǒng)，其浸沒在該濕式煙氣處理器20的懸浮液或水中。26處的來自濕式冷卻塔14的冷卻水由泵 28泵送通過傳熱盤管24以冷卻浸沒傳熱盤管24的懸浮物或水。冷卻水從濕式煙氣處理塔底部的懸浮液或水中吸收熱量，并且在30中熱的冷卻水由泵32泵送回濕式冷卻塔14，在那里冷卻水在再循環(huán)之前由蒸發(fā)冷卻16再一次冷卻。懸浮液或水在34處由泵36泵送到該 WFGD或急冷器20的頂部并且噴淋到來自煙氣管路12的進(jìn)氣之中并在塔底20收集。在WFGD或急冷器20中被冷凝的水量由絕熱飽和溫度下降的程度決定。為達(dá)到降低的溫度，必須去除的熱量是汽化潛熱加上氣體中的顯熱/熱焓之和。因此，在WF⑶或急冷器20中從煙氣凝結(jié)的水量決定了要達(dá)到冷凝程度所必須從煙氣12中去掉的熱量。同樣地， 必須從濕式冷卻塔內(nèi)的冷卻水中去除的熱量決定了為達(dá)到冷卻程度所需的16處蒸發(fā)的水量。因?yàn)閺腤FGD或急冷器20中吸收的熱量實(shí)質(zhì)上剛好和從冷卻塔14中去除的熱量相同， 來自WFGD或急冷器20的管線50上冷凝的水量，實(shí)質(zhì)上等于在冷卻塔14中在16處蒸發(fā)的水量。通過泵送管線50上的在WFGD或急冷器20中冷凝的水到用于濕式冷卻塔(WCT) 14 的淡水補(bǔ)充管線18，理論上不需要額外的淡水。因?yàn)楹芸赡軙?huì)有一些氣流中的固體，濕式冷卻塔(WCT) 14需要包含清除22的水以控制固體顆粒濃度。為了彌補(bǔ)該清除流和任何其它可能的水分損失，例如16處的蒸發(fā)，可以在水管線路18中引入一些淡水補(bǔ)給，但比其他的情況必須補(bǔ)給的少得多。如果該系統(tǒng)采用了使用水的急冷器，該固體可以忽略而淡水補(bǔ)給將非常少。如果使用WFGD，濕式冷卻塔(WCT)的清除量將取決采用的反應(yīng)物，一些反應(yīng)物可能不能工作，因?yàn)樗鼈儗⒎浅?yán)重地堵塞該濕式冷卻塔(WCT) 14。除濕的煙氣從管線62離開煙氣處理器20并且被提供給下游裝置70，如果該鍋爐10作為有氧燃燒鍋爐，下游裝置70可以是CO2壓縮和凈化單元(CPU)，或后續(xù)燃燒的(X)2收集單元，然后由管線72供給EOR或存儲(chǔ)單元。 雖然已經(jīng)展示了本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
并詳細(xì)描寫用以說明本發(fā)明原理的應(yīng)用，但是可以理解，本發(fā)明可以以不脫離該原理的其他方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)來自煙氣產(chǎn)生過程的煙氣除濕的方法，包括將該來自煙氣產(chǎn)生過程的煙氣供給到濕式煙氣處理器，該濕式煙氣處理器具有下端， 濕式煙氣處理器內(nèi)的液體從下端供給到濕式煙氣處理器的上端，用以噴淋液體到濕式煙氣處理器中的煙氣上； 設(shè)置濕式冷卻塔；將來自冷卻塔的水供給到設(shè)置在該濕式煙氣處理器的下端的液體中的換熱器，用以冷卻進(jìn)入濕式煙氣處理器下端的液體，以從進(jìn)入該濕式煙氣處理器液體之內(nèi)的煙氣中冷凝水分；使來自該換熱器的水返回到該冷卻塔用于在水返回到濕式煙氣處理器之前在冷卻塔中使其冷卻；并且將包含來自濕式煙氣處理器的冷凝水的液體作為補(bǔ)給水供給至該冷卻塔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該煙氣產(chǎn)生過程包括鍋爐中含碳物質(zhì)的燃燒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該煙氣產(chǎn)生過程包括鍋爐中含碳物質(zhì)的有氧燃燒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在濕式煙氣處理器中的液體是含有固體的懸浮液，該方法包括從冷卻塔中清除帶有來自冷卻塔的一些水的從濕式煙氣處理器到達(dá)冷卻塔的固體，并且增加補(bǔ)給水到冷卻塔以補(bǔ)充與固體顆粒一起清除的水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，包括以從冷卻塔至濕式煙氣處理器和從冷卻塔至濕式煙氣處理器的至少其中一種泵送水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，濕式煙氣處理器中的液體是懸浮液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，濕式煙氣處理器中的液體是懸浮液并且包括泵送濕式煙氣處理器下端的懸浮液到濕式煙氣處理器的上端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中濕式煙氣處理器中的液體是包含顆粒的懸浮液，該方法包括從冷卻塔中清除帶有來自冷卻塔的一些水的從濕式煙氣處理器到達(dá)冷卻塔的固體，增加補(bǔ)給水到冷卻塔以補(bǔ)充隨固體被清除的水，并且從濕式煙氣處理器的下端泵送懸浮液至濕式煙氣處理器的上端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該濕式煙氣處理器是濕式煙氣除濕設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，濕式煙氣處理器是急冷器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，包括通過供給水到換熱器以實(shí)現(xiàn)降低的溫度而去除相當(dāng)于汽化潛熱加上煙氣中的顯熱的熱量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，包括通過從冷卻塔中蒸發(fā)水分從冷卻塔除去熱量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，包括通過供給水到換熱器以實(shí)現(xiàn)降低的溫度而去除相當(dāng)于汽化潛熱加上煙氣中的顯熱的熱量，并且通過蒸發(fā)冷卻塔中的水從冷卻塔中去除相同的熱量。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，包括對(duì)于濕式煙氣處理器供給除濕煙氣到以下之一的下游設(shè)備用于有氧燃燒的CO2壓縮和凈化設(shè)備；和用于后續(xù)燃燒的CO2捕捉設(shè)備。
15.用于對(duì)來自煙氣產(chǎn)生過程的煙氣除濕的系統(tǒng)，包括用于接收來自煙氣產(chǎn)生過程的煙氣的濕式煙氣處理器，所述煙氣除濕處理器具有下端，煙氣除濕處理器中的液體被從下端供給至煙氣除濕處理器的上端，用于噴淋液體到濕式煙氣處理器中的煙氣；在濕式煙氣處理器下端液體中的換熱器；濕式冷卻塔；用于從冷卻塔供給水到換熱器的裝置，該換熱器在濕式煙氣處理器下端的液體中，用于冷卻在濕式煙氣處理器下端的液體，以從煙氣中冷凝水份并進(jìn)入濕式煙氣處理器的液體中；用于從換熱器使水返回到冷卻塔的裝置，用于在冷卻水返回濕式煙氣處理器之前在冷卻塔中冷卻水；并且用于將帶有濕式煙氣處理器中冷凝水的液體一起供給到冷卻塔的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其特征在于，包括連接至濕式煙氣處理器和產(chǎn)生煙氣的含碳物質(zhì)燃燒的鍋爐。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其特征在于，煙氣產(chǎn)生過程包括有氧燃燒鍋爐。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其特征在于，在濕式煙氣處理器中的液體是包含固體的懸浮液，并且包括以來自冷卻塔的部分水清除從冷卻塔的固體和增加補(bǔ)給水到冷卻塔以補(bǔ)充隨固體被清除的水的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其特征在于，包括用于以從冷卻塔至濕式煙氣處理器和從冷卻塔至濕式煙氣處理器的至少其中一種泵送水的泵。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其特征在于，濕式煙氣處理器中的液體是包括固體的懸浮物，該系統(tǒng)包括用于以來自冷卻塔的一些水從冷卻塔清除固體的和增加補(bǔ)給水到冷卻塔以補(bǔ)充隨固體被清除的水的裝置，并且包含用于從濕式煙氣處理器下端泵送懸浮液到上端的泵。
全文摘要
一種用于來自煙氣產(chǎn)生過程的煙氣除濕的方法和系統(tǒng)，提供煙氣至一具有下端的濕式煙氣處理器，濕式煙氣處理器中的液體從下端提供至濕式煙氣處理器的上端，用作在濕式煙氣處理器中的煙氣上噴淋的液體。自冷卻塔提供水至換熱器，該換熱器在濕式煙氣處理器下端的液體中用于冷卻濕式煙氣處理器下端的液體，以從煙氣中冷凝水進(jìn)入濕式煙氣處理器的液體。來自于換熱器的回水送回至冷卻塔冷卻該水，且混合有冷凝水的液體從濕式煙氣處理器提供至冷卻塔作為冷卻塔的補(bǔ)給水以降低或消除工藝水補(bǔ)給的需求。
文檔編號(hào)F23J15/06GK102345873SQ20111024680
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者D·J·迪瓦爾特, D·K·麥克唐納德, V·維斯曼 申請(qǐng)人:巴布科克和威爾科克斯能量產(chǎn)生集團(tuán)公司