[发明专利]一种电厂烟道气脱硫脱碳一体化净化系统

说明书

技术领域

本发明属于电厂烟气处理领域，涉及一种电厂烟道气净化系统，尤其是一种电厂烟道气脱硫脱碳一体化净化系统。

背景技术

随着经济的发展和人民生活水平的提高，人类对能源的消费需求急剧增加，由此带来的温室效应和酸雨等环境问题正在危及人类自身的正常生活。开展从集中排放源中对烟道气的高效净化技术的基础与应用研究，对于有效减少向大气中的二氧化碳和二氧化硫排放量，保护人类生存环境，促进可持续发展，具有重大战略意义。从电厂等集中排放点源减排二氧化碳和二氧化硫是最为有效的减排方法。当前，从集中排放点源净化烟道气主要分为两步：第一步是脱硫，第二步是脱碳。脱硫的主要方法有化学吸收法、物理吸收法和氧化法。捕集二氧化碳的主要方法有吸收法、吸附法、深冷捕集、膜分离和化学链燃烧法等。其中，吸收法可分为化学吸收和物理吸收。燃煤电厂等集中点源烟道气净化脱硫和脱碳过程常采用化学吸收法，存在成本高的问题。因此，围绕化学吸收法净化电厂烟道气的工艺，研究高效捕集的技术与方法，对于实现二氧化碳和二氧化硫的高效减排，具有重大现实意义。目前所开发的电厂烟道气净化系统主要有如下几类：

(1)燃煤电厂烟道气脱硫系统：湿式石灰石-石膏法是常用的烟道气化学吸收法脱硫中的一种方法。石灰或石灰石的乳浊液是吸收二氧化硫的溶剂。反应生成半水亚硫酸钙或石膏。该技术脱硫效率较稳定，可达90％以上(Izquierdo J.F.，Fite′C.，Cunill F..Kinetic study of the reactionbetween sulfur dioxide and calcium hydroxide at low temperature in afixed-bed reactor[J].Journal of Hazardous Materials.2000；76(1)：113-123.)。缺点是工程造价相对较高，且运行维护的工作量较大。

(2)燃煤电厂烟道气脱碳系统：当前对燃煤电厂的烟道气脱碳的方法都在探索之中，尽管有多种方法，但已实现工业化的例子主要是化学吸收法。此类烟道气净化系统具有处理量大，稳定性好，反应速率快，溶剂成本低等特点(Alie C.，Backham L.，Croiset E.，Douglas P.L..Simulation of CO₂ capture using MEA scrubbing：a flowsheet decompositionmethod.Energy Conversion and Management 2005；46(3)：475-487.)。但是再生二氧化碳过程巨大的能量消耗成为应用此类净化系统的主要缺点。

(3)电厂烟道气分步同时脱硫和脱碳系统：有研究人员提出了一种采用氨水作为吸收剂的烟道气净化系统。此类净化系统具有高效、环保等优势，能够首先在第一个洗涤器中脱出二氧化硫，接着在第二个洗涤器中脱出二氧化碳，达到分步同时脱硫和脱碳的目的(Resnik K.P.，YehJ.T.，Pennline H.W..Carbon Dioxide Capture by a Continuous，RegenerativeAmmonia-Based Scrubbing Process[C].2006 American Filtration&Separations Society Topical Conference and Exposition，October 17，2006.Pittsburgh，PA.)。然而，此类净化系统需要解决氨吸收溶剂吸收过程中凝固，堵塞管道的问题。同时该系统没有实现一步脱硫脱碳，成本仍然较高。

(4)烟道气余热利用系统：此类余热利用系统耦合烟道气热量回收系统和海水淡化多效蒸馏系统，能够降低海水淡化过程中的能量消耗(Cohen J.，Janovich I.，Muginstein A..Utilization of waste heat from a fluegases up-stream gas scrubbing system[J].Desalination.2001；139(1)：1-6.)。它具有高效、节能、节水等优点。缺点是需要增加透平等设备，增加了净化系统成本。