[发明专利]一种节能节水型燃煤锅炉湿烟气深度综合处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废气余热综合利用和污染物处理技术领域，具体涉及一种节能节水型燃煤锅炉湿烟气深度综合处理系统及方法。

背景技术

根据中国电力企业联合会统计，我国燃煤发电机组约97％采用湿法脱硫工艺(WFGD)，包括石灰石-石膏湿法、海水法、氨法、亚钠循环法、氧化镁法、双碱法等，其中以石灰石-石膏湿法脱硫工艺为主，约占煤电机组的91％。燃煤锅炉受尾部受热面和设备低温腐蚀影响，排烟温度一般控制在110℃～160℃，在湿法脱硫工艺中烟气经过除尘后进入脱硫吸收塔，在与喷淋的液态吸收剂充分接触吸收烟气中SO₂、HF和HCl等酸性气体的同时，与液态吸收剂发生热交换，蒸发吸收剂中的水分并达到对应水蒸汽分压下的饱和状态，经过脱硫吸收塔出口除雾器脱除烟气携带的大部分雾滴及颗粒物后排出。超低排放改造以来，传统的回转式烟气换热器(GGH)由于存在漏风影响排放指标被拆除，除部分城市周边电厂采用管式水媒式烟气换热器(MGGH)对脱硫吸收塔出口饱和湿烟气进行再热“消白”排放外，其余基本上是以50℃左右的过饱和湿烟气(含湿量125g/m³左右)直排到大气中，在烟囱出口形成白色“烟羽”，造成白色视觉污染。在气温较低的条件下，饱和湿烟气中水蒸汽冷凝并在烟气排放方向形成“烟雨”，严重影响电厂周边居民生产、生活。目前上海、天津、浙江等省市已制定政策、标准等要求消除“石膏雨”、“有色烟羽”现象。

管式水媒式烟气换热器(MGGH)虽然可以实现脱硫吸收塔出口烟气再热，治理烟囱出口“石膏雨”或“烟雨”现象，消除和减轻白色“烟羽”视觉污染。但是由于MGGH换热器增加了烟气阻力，引起风机耗电增加，加上水媒式循环水系统耗电等造成机组能耗水平升高，不但不具备投资收益，反而进一步增加电厂运行成本。

湿式静电除尘(WESP)利用液体冲洗集尘极表面来进行清灰，可有效收集微细颗粒物(PM2.5粉尘、SO₃酸雾、气溶胶)、重金属(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有机污染物(多环芳烃、二恶英)等，进一步提高烟气净化水平。但是该技术无法去除湿烟气的含湿量，甚至会增加湿烟气的含湿量，加剧烟囱白色“烟羽”现象，对重金属、痕量元素等污染物脱除效果有限；同时湿式电除尘占用空间大、投资费用高、运行成本相对较高。

湿式相变冷凝除尘系统对0.1～1μm颗粒物的脱除效率较高，可在湿法脱硫设备后直接添加，但该技术的缺点是需要额外的冷却介质来对烟气进行冷却，一般采用传统湿式闭式循环水冷却水系统，辅助冷却系统工程投资大、布置困难，在冷凝烟气中水蒸汽的同时冷却水系统需要蒸发、排污等消耗至少等量的水资源，同时循环水系统需消耗一定的电能，运行成本较高。另外冷却后的烟气仍为对应温度下的饱和温度，无法彻底消除白色“烟羽”现象，不利于烟气的抬升和扩散。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种节能节水型燃煤锅炉湿烟气深度综合处理系统及方法。利用脱硫吸收塔前烟气余热驱动第一类溴化锂吸收式热泵制备的冷媒水，通过表面式换热器回收脱硫吸收塔出口饱和湿烟气的显热和水蒸汽汽化潜热，冷凝烟气中的水蒸汽并回收至脱硫系统中重复利用，实现脱硫系统零补水运行，节约水资源消耗，节水量约为MGGH的1.5倍，并有效减少脱硫废水的生成量；同时可实现多种污染物的脱除、烟囱出口附近“石膏雨”和“烟雨”的治理。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

(一)一种节能节水型燃煤锅炉湿烟气深度综合处理系统，其特征在于，包括吸收式热泵和依次连通在锅炉尾部烟气出口和烟囱烟气入口之间的空气预热器、省煤器、电除尘器、引风机、烟气冷却器、脱硫吸收塔、烟气冷凝器和烟气再热器；所述吸收式热泵的驱动热源入口与所述省煤器的出水口连通，所述吸收式热泵的驱动热源出口与所述烟气冷却器的入水口连通，所述烟气冷却器的出水口与所述省煤器的入水口连通；所述吸收式热泵的冷源出口与所述烟气冷凝器的入水口连通，所述吸收式热泵的冷源入口与所述烟气冷凝器的出水口连通；所述吸收式热泵的余热热源入口与所述烟气再热器的出水口连通，所述吸收式热泵的余热热源出口与所述烟气再热器的入水口连通；所述烟气冷凝器还设置有冷凝水排放口。

优选地，所述吸收式热泵为第一类溴化锂吸收式热泵。