[发明专利]一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气脱硫及温室气体减排技术领域，具体涉及一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统及方法。

背景技术

目前，燃煤锅炉均要求加装烟气脱硫设施，绝大部分采用石灰石湿法脱硫技术，脱硫效率能达到90％以上，SO₂排放一般为50～100mg/Nm³。随着环保标准的不断提高和近期国家发改委关于“煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)”的出台，要求我国东部地区新建燃煤机组SO₂排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6％条件下，SO2排放浓度不高于35mg/Nm³)，中部地区原则上也要达到或接近该限值。为达到该指标，必须采用更加高效的脱硫装置，一方面可以在现有石灰石湿法脱硫技术基础上实施增容改造，采用单塔双循环或双塔双循环的方式，一方面则是采用其它更高效的脱硫技术。

在传统污染物不断提高环保标准，污染物控制系统广泛得到应用的同时，主要温室气体CO2的减排近年来也日益得到重视。很多西方国家已经开始推动实质性的电厂脱碳工作。但是由于燃煤锅炉烟气具有气量大的特点，而其CO2的含量是SO2含量的数十倍以上，使得CO2的捕集系统投资大。由于CO2与SO2均是酸性气体，具备采用类似脱除技术的先天条件，可以实现联合脱除。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统及方法，能够在一个系统单元内实现SO2和CO2的脱除，且各自的脱除过程并非独立而是互为补充，最终实现一种完全集成化的脱硫脱碳系统。

为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是：

一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统，包括吸收塔1，所述吸收塔1内部从下向上依次分为脱硫区域1A、脱碳区域1B和尾气洗涤区域1C,所述脱硫区域1A底部依次通过脱硫脱碳溶液热交换器6和脱硫液贫富换热器7与SO2再生器2的上部连通，所述脱碳区域1B底部通过脱碳液贫富换热器8与CO2再生塔3的上部连通，所述尾气洗涤区域1C的顶部与大气连通；所述CO2再生塔3底部通过脱碳液贫富换热器8、脱硫脱碳溶液热交换器6和脱碳液冷却器9与脱碳区域1B上部连通；所述SO2再生器2的底部与CO2再生塔3的顶部连通，同时通过脱硫液贫富换热器7和脱硫液冷却器10与脱硫区域1A的上部连通，还通过CO2冷却器11与CO2分离器4上部连通，所述SO2再生器2的顶部与SO2分离器5的上部连通；所述SO2分离器5底部分别与SO2再生器2和CO2再生塔3的上部连通；所述CO2分离器4底部与SO2分离器5的上部连通。

上述所述烟气联合脱硫脱碳的工艺系统进行脱硫脱碳的方法，含SO2和CO2的烟气从吸收塔1的底部进入，首先在吸收塔1的脱硫区域1A内与从脱硫区域1A上部喷淋进入的脱硫液逆流接触，吸收SO2的脱硫液即脱硫富液从脱硫区域1A底部排出，脱硫富液首先通过脱硫脱碳溶液热交换器6，回收部分脱碳再生液的热量后再通过脱硫液贫富换热器7，回收脱硫液自身再生后的热量，最后从SO2再生器2的上部进入SO2再生器2；

吸收塔1内的烟气通过脱硫区域1A后随即进入脱碳区域1B，与从脱碳区域1B上部喷淋进入的脱碳液逆流接触，吸收CO2的脱碳液即脱碳富液从脱碳区域1B底部排出，脱碳富液经过脱碳液贫富换热器8，回收脱碳富液自身再生后的热量，最后从CO2再生塔3的上部进入CO2再生塔3；

吸收塔1内的烟气通过脱碳区域1B后随即进入尾气洗涤区域1C，在尾气洗涤区域1C内烟气通过循环的洗涤水洗涤后从吸收塔1顶部即尾气洗涤区域1C排入大气；

从CO2再生塔3上部进入的脱碳富液从上至下喷淋，通过外部热源加热脱碳富液，使脱碳富液再生分离出CO2后从CO2再生塔3底部流出，流出的脱碳再生液即脱碳贫液经过脱碳液贫富换热器8，与脱碳富液换热后再通过脱硫脱碳溶液热交换器6，进一步利用脱碳贫液的热量加热脱硫富液，降温后的脱碳贫液通过脱碳液冷却器9降温，最后从脱碳区域1B上部进入吸收塔1，开始新一轮的CO2吸收过程；

从SO2再生器2上部进入的脱硫富液，通过从CO2再生塔3引入的CO2混合气体提供热源来加热，使脱硫液再生分离出SO2后从SO2再生器2底部流出，流出的脱硫再生液即脱硫贫液经过脱硫液贫富换热器7，与脱硫富液换热降温，降温后的脱硫贫液通过脱硫液冷却器10降温，最后从脱硫区域1A上部进入吸收塔1，开始新一轮的SO2吸收过程；