本發(fā)明屬于化工和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
燃煤電廠、鋼鐵廠、化工廠等燃燒化石燃料產(chǎn)生的煙氣中含有大量的二氧化硫，超標排放會對生態(tài)環(huán)境直接造成危害。針對這一問題，目前所采用的煙氣脫硫主要有干式煙氣脫硫和濕法煙氣脫硫兩種，其中，濕法煙氣脫硫是目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)，但該技術(shù)存在兩個問題，一是氣溶膠二次污染，二是冒白煙。這兩個問題都對酸雨、灰霾等惡劣天氣的形成有促進作用。
具體來說，氣溶膠問題主要是由于排煙中夾帶硫酸鹽和其他固體物質(zhì)，含塵量較高引起的。白煙問題主要是由于排煙溫度較低，飽和煙氣中的部分水蒸氣冷凝后形成水霧導致的。目前，一些火力發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)通過氣-氣換熱器(ggh)裝置，利用高溫原煙氣將脫硫后的經(jīng)煙氣加熱，提高排煙溫度和抬升高度，增強了煙氣的擴散能力。飽和煙氣升溫以后，回到不飽和狀態(tài)，排煙的可見度降低。但是，ggh裝置的換熱元件易發(fā)生堵塞和腐蝕，從而影響系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行。另外，目前普遍采用的回轉(zhuǎn)式ggh還會產(chǎn)生原煙氣側(cè)向凈煙氣側(cè)的泄漏，從而增加排煙的含塵量。也有部分電廠的脫硫系統(tǒng)不設(shè)ggh裝置，由于凈煙氣溫度較低，水分接近飽和，在煙囪出口產(chǎn)生大量白煙且不能有效抬升，在氣象條件不好時，會形成所謂的煙囪雨或酸雨，對電廠及周邊環(huán)境產(chǎn)生污染，甚至腐蝕設(shè)備，常會引起行政及法律糾紛。
針對上述問題，中國專利cn106090971a公布了一種組合型蒸汽煙氣mggh系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)是在鍋爐空預器與除塵器之間的連接煙道上設(shè)置煙氣冷卻器，在脫硫裝置與煙囪之間的連接煙道上設(shè)置煙氣再熱器，在煙氣冷卻器與煙氣再熱器之間的熱段循環(huán)水管道上設(shè)置輔助換熱器；在煙氣冷卻器、煙氣再熱器、輔助換熱器間設(shè)置連接的循環(huán)水管道和進出口閥門調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在輔助換熱器上還連接設(shè)置有蒸汽進口管道、疏水出口管道、凝結(jié)水進口管道、凝結(jié)水出口管道和控制流入蒸汽或凝結(jié)水的閥門切換調(diào)節(jié)系統(tǒng)。上述專利技術(shù)主要是利用水媒換熱管實現(xiàn)原煙氣與凈煙氣之間的換熱，但是該技術(shù)的缺點是原煙氣中的so3會在換熱管束表面結(jié)露，形成硫酸，加劇換熱管束的酸性腐蝕，縮短使用壽命，從而加大項目的運行成本和維護費用，降低系統(tǒng)的可用性，常會導致污染排放量增加。
中國專利cn204543878u公開了一種消除鍋爐脫硫石膏雨現(xiàn)象的系統(tǒng)，包括通過管道依次相連的濕式脫硫塔、噴淋捕獲裝置、冷凝裝置和mggh裝置；所述濕式脫硫塔上開設(shè)有脫硫入口和脫硫出口，所述噴淋捕獲裝置上開設(shè)有氣體入口、氣體出口和噴淋液出口，所述冷凝裝置上開設(shè)有冷凝入口、冷凝出口與冷凝水出口，所述mggh裝置上開設(shè)有加熱入口和加熱出口；所述噴淋液出口、冷凝水出口均通過管道與冷凝水池相連；所述冷凝裝置、mggh裝置均通過管道與熱泵機組相連。上述專利技術(shù)針對石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫后的煙氣先進行噴淋捕獲，降低煙氣中石膏微粒，然后利用蒸汽驅(qū)動熱泵機組，制取低溫水和高溫水，用于煙氣先降溫除水，再加熱升溫，但是該方法存在工藝復雜，設(shè)備投資大，占地面積大，蒸汽利用率低，操作費用高等缺點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種運行可靠、脫硫效率高，能有效消除白煙和氣溶膠污染的脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的就是提供基于上述脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)的方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與高溫原煙氣管道相連通的煙氣鼓風機、沿煙氣流動方向依次與煙氣鼓風機相連通的煙氣降溫器、二氧化硫吸收器、煙氣水洗器以及用于排放凈化煙氣的煙囪，所述的二氧化硫吸收器底部與曝氣池相連通，所述的曝氣池通過溶液通路分別與二氧化硫吸收器的上部、煙氣降溫器的上部相連通，所述的煙氣降溫器的底部與脫硫產(chǎn)品結(jié)晶池相連通，所述的脫硫產(chǎn)品結(jié)晶池通過第一支路、第二支路分別與煙氣降溫器的上部、后續(xù)脫硫產(chǎn)品加工設(shè)備相連通。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的系統(tǒng)還包括設(shè)置在煙氣水洗器與煙囪之間的煙氣加熱器，該煙氣加熱器的頂部設(shè)有與外界熱源管道相連通的熱介質(zhì)加入口，底部設(shè)有與外界集液箱相連通的排液口，所述的煙氣加熱器中的熱介質(zhì)流通方向與煙氣流通方向相垂直。
所述的煙氣水洗器的底部通過出水管與水箱相連通，所述的水箱通過回水支路、補水支路分別與煙氣水洗器的上部、曝氣池相連通。
所述的曝氣池的底部設(shè)有空氣導入管及脫硫劑導入管。
所述的煙囪為混泥土煙囪，該混泥土煙囪的排煙口距離地面高度＞100米。
一種基于脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)的方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：
步驟(1)：將高溫原煙氣經(jīng)煙氣鼓風機增壓后，進入煙氣降溫器中，使高溫原煙氣與含有脫硫產(chǎn)品的漿液噴淋接觸，使煙氣溫度降低至40-70℃；
步驟(2)：將煙氣降溫器排出的低溫煙氣導入二氧化硫吸收器中，與由曝氣池導入的吸收液噴淋接觸，煙氣中的二氧化硫被吸收液吸收，生成亞硫酸鹽，并與吸收液經(jīng)溶液管道回流至曝氣池中，通過空氣導入管向曝氣池中鼓入空氣，將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽，同時由脫硫劑導入管加入脫硫劑，調(diào)節(jié)吸收液的ph值為4.5-7.0；
步驟(3)：將二氧化硫吸收器排出的煙氣導入煙氣水洗器中，與清洗水噴淋接觸，清洗掉煙氣中夾帶的硫酸鹽及其它固定雜質(zhì)；
步驟(4)：將煙氣水洗器排出的凈化煙氣導入煙氣加熱器中，調(diào)節(jié)煙氣加熱器中熱介質(zhì)的流量，使得凈化煙氣與熱介質(zhì)充分熱交換進行煙氣再加熱，得熱凈化煙氣；
步驟(5)：將煙氣加熱器排出的熱凈化煙氣導入煙囪中，直接排放，實現(xiàn)超低污染煙氣凈化和排放；
步驟(6)：將煙氣降溫器中的溶液經(jīng)導流管排送至脫硫產(chǎn)品結(jié)晶池中，結(jié)晶析出固體脫硫產(chǎn)品，并形成漿液，抽取漿液輸送至后續(xù)脫硫產(chǎn)品加工設(shè)備中，制成硫酸鹽產(chǎn)品，實現(xiàn)脫硫產(chǎn)品的回收利用。
步驟(1)中所述的含有脫硫產(chǎn)品的漿液包括由曝氣池導入的漿液或/和由脫硫產(chǎn)品結(jié)晶池回流的漿液。
步驟(4)中煙氣加熱器的出口煙氣溫度與進口煙氣溫度之差為10-50℃。
步驟(5)排出的熱凈化煙氣中二氧化硫含量＜10mg/nm3。
所述的脫硫劑包括氨水、液氨、氨氣、鈣的氧化物、鈣的碳酸鹽、鎂的氧化物或鎂的碳酸鹽中的一種。
本發(fā)明脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)，將煙氣鼓風機設(shè)置在煙氣降溫器的上游，將煙氣降溫器和煙氣水洗器分別設(shè)置在二氧化硫吸收器的上游和下游，并于煙氣水洗器與煙囪之間設(shè)置煙氣加熱器，高溫原煙氣經(jīng)煙氣鼓風機增壓后進入煙氣降溫器中，溫度降至40-70℃后進入二氧化硫吸收器，脫除煙氣中的二氧化硫，隨后進入煙氣水洗器中，除去煙氣中夾帶的硫酸鹽和其他固體物質(zhì)，從煙氣水洗器排出來的凈化煙氣經(jīng)煙氣加熱器加熱后，從而解決排煙的氣溶膠污染和冒白煙問題，最后通過煙囪直接排放，實現(xiàn)了超低污染煙氣凈化和排放。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點：
1)脫硫處理后的凈煙氣再進入煙氣水洗器，能有效脫除煙氣中夾帶的硫酸鹽和其他固體物質(zhì)，降低排煙中的含塵量，同時也可進一步脫除凈煙氣中殘余的so2或so3；
2)水洗后的凈煙氣被水蒸氣或熱水加熱，提高排煙溫度，可有效降低排煙的可見度；
3)整體結(jié)構(gòu)簡單，工藝流程便于操控，運行可靠，脫硫效率可高達99.9％，經(jīng)濟實用性好，節(jié)能環(huán)保，能有效解決排煙的氣溶膠污染和冒白煙問題，實現(xiàn)超低污染煙氣凈化和排放，具有很好的社會綜合效益。
附圖說明
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中標記說明：
100—煙氣鼓風機、200—煙氣降溫器、210—脫硫產(chǎn)品結(jié)晶池、211—第一支路、212—第二支路、300—二氧化硫吸收器、310—曝氣池、311—溶液通路、400—煙氣水洗器、410—水箱、411—回水支路、412—補水支路、500—煙氣加熱器、600—煙囪、700—后續(xù)脫硫產(chǎn)品加工設(shè)備。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
實施例1：
某電廠脫硫系統(tǒng)為兩爐一塔制，用來處理2臺3400mw機組的鍋爐100％煙氣。
煙氣進口so2濃度為4000mg/nm3，煙氣流量為240萬nm3/hr，含塵量為20mg/nm3，溫度為135℃。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，本實施采用石灰石為脫硫原料，脫硫產(chǎn)品為石膏。
如圖1所示，一種脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與高溫原煙氣管道相連通的煙氣鼓風機100、沿煙氣流動方向依次與煙氣鼓風機100相連通的煙氣降溫器200、二氧化硫吸收器300、煙氣水洗器400、煙氣加熱器500以及用于排放凈化煙氣的煙囪600，二氧化硫吸收器300底部通過溶液管道與曝氣池310相連通，曝氣池310通過溶液通路311分別與二氧化硫吸收器300的上部、煙氣降溫器200的上部相連通，煙氣降溫器200的底部通過導流管與脫硫產(chǎn)品結(jié)晶池210相連通，脫硫產(chǎn)品結(jié)晶池210通過第一支路211、第二支路212分別與煙氣降溫器200的上部、后續(xù)脫硫產(chǎn)品加工設(shè)備700相連通。
其中，煙氣水洗器400的底部通過出水管與水箱410相連通，水箱410通過回水支路411、補水支路412分別與煙氣水洗器400的上部、曝氣池310相連通。煙氣加熱器500的頂部設(shè)有與外界熱源管道相連通的熱介質(zhì)加入口，底部設(shè)有與外界集液箱相連通的排液口，煙氣加熱器500中的熱介質(zhì)流通方向與煙氣流通方向相垂直。曝氣池310的底部設(shè)有空氣導入管及脫硫劑導入管。
本實施例中，煙囪600為混泥土煙囪600，該混泥土煙囪600的排煙口距離地面高度240米。
基于本實施例脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)的方法，具體包括以下步驟：
步驟(1)：將高溫原煙氣經(jīng)煙氣鼓風機100增壓后，進入煙氣降溫器200中，使高溫原煙氣與含有脫硫產(chǎn)品的漿液噴淋接觸，使煙氣溫度降低至58-60℃；
步驟(2)：將煙氣降溫器200排出的低溫煙氣導入二氧化硫吸收器300中，與由曝氣池310導入的吸收液噴淋接觸，煙氣中的二氧化硫被吸收液吸收，生成亞硫酸鹽，并與吸收液經(jīng)溶液管道回流至曝氣池310中，通過空氣導入管向曝氣池310中鼓入空氣，將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽，同時由脫硫劑導入管加入脫硫劑，調(diào)節(jié)吸收液的ph值為5.4，煙氣中的so2濃度降為81mg/nm3，含塵量為15mg/nm3；
步驟(3)：將二氧化硫吸收器300排出的煙氣導入煙氣水洗器400中，與清洗水噴淋接觸，清洗掉煙氣中夾帶的硫酸鹽及其它固定雜質(zhì)，使煙氣中的含塵量為3.1mg/nm3，煙氣中的so2濃度降為8mg/nm3；
步驟(4)：將煙氣水洗器400排出的凈化煙氣導入煙氣加熱器500中，調(diào)節(jié)煙氣加熱器500中加熱介質(zhì)水蒸汽的流量，使得凈化煙氣與熱介質(zhì)充分熱交換進行煙氣再加熱，得熱凈化煙氣，煙氣溫度為90℃；
步驟(5)：將煙氣加熱器500排出的熱凈化煙氣導入煙囪600中，直接排放，白煙影響很小，對周邊環(huán)境的影響可以忽略；
步驟(6)：將煙氣降溫器200中的溶液經(jīng)導流管排送至脫硫產(chǎn)品結(jié)晶池210中，結(jié)晶析出固體脫硫產(chǎn)品，并形成漿液，抽取漿液輸送至后續(xù)脫硫產(chǎn)品加工設(shè)備700中，制成硫酸鹽產(chǎn)品，每小時石膏產(chǎn)量為26.8噸，實現(xiàn)脫硫產(chǎn)品的回收利用。
步驟(1)中含有脫硫產(chǎn)品的漿液包括由曝氣池310導入的漿液或/和由脫硫產(chǎn)品結(jié)晶池210回流的漿液。
步驟(4)中煙氣加熱器500的出口煙氣溫度與進口煙氣溫度之差為35℃。
步驟(5)排出的熱凈化煙氣中二氧化硫含量為5mg/nm3。
本實施例實際應(yīng)用時，由煙囪排出的凈煙氣中二氧化硫含量小于10mg/nm3，含塵量小于5mg/nm3，煙氣溫度90℃，實現(xiàn)了超低污染煙氣凈化和排放。
實施例2：
某電廠有一臺600mw燃煤機組，與實施例1不同的是，本實施例為了強化二氧化硫吸收過程，水箱410通過水管道與二氧化硫吸收器300相連通。
本實施例采用的脫硫劑為液氨，產(chǎn)品為硫酸銨，產(chǎn)量為20.5噸/小時。
其余與實施例1相同。
實施例3：
某鋼鐵廠燒結(jié)機，煙氣量為120萬nm3/hr，其余條件與實施例1相同。采用氨水為原料，應(yīng)用本實施例脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)處理煙氣，得到硫酸銨化肥，產(chǎn)量為10.3噸/小時。
其余同實施例1。
實施例4：
某電廠應(yīng)用本實施例脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)處理煙氣，其中，煙氣加熱器500采用的加熱介質(zhì)為水蒸氣，調(diào)節(jié)水蒸氣流量使煙氣加熱器400的出口煙氣溫度和進口煙氣溫度之差在48℃左右，使煙氣排放溫度達到103℃。由于排煙溫度進一步上升，排煙的可見度降低，同時提高了煙氣的抬升高度，有利于增強排煙的擴散能力。
本實施例所采用的脫硫劑為氧化鎂，得到七水硫酸鎂產(chǎn)品。
其余同實施例1。
實施例5：
某廠應(yīng)用本實施例脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)處理煙氣，其中，本實施例通過調(diào)整來自曝氣池310的噴淋液流量，使經(jīng)過煙氣降溫器200的煙氣的溫度降低至45-50℃范圍內(nèi)。進一步降低進入二氧化硫吸收器300的煙氣的溫度，有利于保護二氧化硫吸收器300的防腐內(nèi)襯，同時也可減少二氧化硫吸收器300的水的蒸發(fā)量。
本實施例所采用的脫硫劑為碳酸鎂，得到七水硫酸鎂產(chǎn)品。。
其余同實施例1。
實施例6：
本實施例系統(tǒng)與實施例1相同。
基于本實施例脫硫超凈再熱排放系統(tǒng)的方法，具體包括以下步驟：
步驟(1)：將高溫原煙氣經(jīng)煙氣鼓風機增壓后，進入煙氣降溫器中，使高溫原煙氣與含有脫硫產(chǎn)品的漿液噴淋接觸，使煙氣溫度降低至40-70℃；
步驟(2)：將煙氣降溫器排出的低溫煙氣導入二氧化硫吸收器中，與由曝氣池導入的吸收液噴淋接觸，煙氣中的二氧化硫被吸收液吸收，生成亞硫酸鹽，并與吸收液經(jīng)溶液管道回流至曝氣池中，通過空氣導入管向曝氣池中鼓入空氣，將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽，同時由脫硫劑導入管加入脫硫劑，調(diào)節(jié)吸收液的ph值為4.5-7.0；
步驟(3)：將二氧化硫吸收器排出的煙氣導入煙氣水洗器中，與清洗水噴淋接觸，清洗掉煙氣中夾帶的硫酸鹽及其它固定雜質(zhì)；
步驟(4)：將煙氣水洗器排出的凈化煙氣導入煙氣加熱器中，調(diào)節(jié)煙氣加熱器中熱介質(zhì)的流量，使得凈化煙氣與熱介質(zhì)充分熱交換進行煙氣再加熱，得熱凈化煙氣；
步驟(5)：將煙氣加熱器排出的熱凈化煙氣導入煙囪中，直接排放，實現(xiàn)超低污染煙氣凈化和排放；
步驟(6)：將煙氣降溫器中的溶液經(jīng)導流管排送至脫硫產(chǎn)品結(jié)晶池中，結(jié)晶析出固體脫硫產(chǎn)品，并形成漿液，抽取漿液輸送至后續(xù)脫硫產(chǎn)品加工設(shè)備中，制成硫酸鹽產(chǎn)品，實現(xiàn)脫硫產(chǎn)品的回收利用。
步驟(4)中煙氣加熱器的出口煙氣溫度與進口煙氣溫度之差為10-50℃。
本實施例采用的脫硫劑為液氨。
其余同實施例1。
上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。