本發(fā)明涉及電廠鍋爐煙氣凈化領域，尤其涉及一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)及工藝。

背景技術：

氣候變化已成為當前全球關注的焦點，以CO₂為主的溫室氣體的排放被認為是全球變暖和氣候惡化的首要原因。富氧燃燒技術被認為是當然最有前景的碳捕集封存技術。和傳統(tǒng)的空氣燃燒相比，富氧燃燒鍋爐由于引入空氣分離設備及二氧化碳壓縮液化裝置使得電廠發(fā)電效率下降8％左右，此時若仍然采用在空氣燃燒條件下廣泛使用的選擇性催化還原脫硝技術(SCR)及石灰石石膏濕法脫硫(WFGD)等煙氣凈化裝置，不僅會使得煙氣處理系統(tǒng)占地面積大、處理系統(tǒng)龐雜，同時也會帶來系統(tǒng)投資、運行費用高等一系列問題。此外，富氧燃燒條件下，由于采用了煙氣再循環(huán)裝置，煙氣中大氣污染物的濃度一般高于空氣燃燒條件下，這就對富氧燃燒煙氣凈化系統(tǒng)提出了更高的要求。因此，開發(fā)適用于富氧燃燒鍋爐的煙氣凈化系統(tǒng)具有重大的經濟效益及社會效益。

現(xiàn)有的技術中，針對富氧燃燒鍋爐煙氣能夠在壓縮過程中同時脫除硫氧化物、氮氧化物和汞。

然而現(xiàn)有技術一方面沒有考慮富氧燃燒煙氣中較高濃度的汞對壓縮設備及系統(tǒng)管路的腐蝕問題，整個系統(tǒng)的安全性及耐用性存在嚴重隱患；另一方面，現(xiàn)有技術中富氧煙氣凈化后產生酸性廢液，對環(huán)境造成了二次污染，且沒有對煙氣中的污染物進行資源化回收。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)及工藝，首先富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對富氧燃燒鍋爐出來的煙氣進行脫塵脫汞處理，然后對煙氣進行壓縮循環(huán)凈化處理并將產生的CO₂進行壓縮收集，最后對經過壓縮循環(huán)凈化處理產生的酸性液體進行氨水反應、干燥、結晶制備化肥成品，克服了了現(xiàn)有技術沒有考慮富氧燃燒煙氣中較高濃度的汞對壓縮設備及系統(tǒng)管路的腐蝕問題以及整個系統(tǒng)的安全性及耐用性存在嚴重隱患的技術缺陷，解決了現(xiàn)有技術中富氧煙氣凈化后產生的酸性廢液對環(huán)境造成了二次污染且沒有對煙氣中的污染物進行資源化回收的技術問題。

本發(fā)明實施例提供的一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)，包括：依次串聯(lián)連接的鍋爐、壓縮循環(huán)系統(tǒng)、設置有工藝水添加口和排渣口的高壓填料塔、污染物處理系統(tǒng)、管路，以及通過所述管路連接在所述鍋爐尾部煙氣出口和所述壓縮循環(huán)系統(tǒng)之間的除塵器。

可選地，

所述富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)還包括通過所述管路連接在所述除塵器上的活性炭再生裝置、設置在所述除塵器上并通過所述管路與所述活性炭再生裝置連接的活性炭噴嘴。

可選地，

所述壓縮循環(huán)系統(tǒng)包括通過所述管路依次串聯(lián)連接的第一冷凝器、第一氣液分離器、第一壓縮機、第二冷凝器、第二氣液分離器、第二壓縮機、第三冷凝器，以及通過所述管路與第一氣液分離器出口依次串聯(lián)連接的干循環(huán)工況控制閥、煙氣再循環(huán)風機；

所述煙氣再循環(huán)風機通過所述管路與所述鍋爐入口連接。

可選地，

所述富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)還包括通過所述管路連接在所述除塵器和所述煙氣再循環(huán)風機之間的濕循環(huán)工況控制閥。

可選地，

所述污染處理系統(tǒng)包括通過所述管路與所述高壓填料塔氣體出口連接的CO₂壓縮液化系統(tǒng)、通過所述管路連接在所述高壓填料塔氣體入口和所述高壓填料塔氣體出口之間的第一引風機、通過所述管路依次串聯(lián)連接在所述高壓填料塔液體出口的循環(huán)泵、調節(jié)閥、膨脹閥、設置有脫汞沉淀劑添加口的除汞沉淀池，且所述調節(jié)閥通過所述管路與所述高壓填料塔液體入口連接。

可選地，

所述第一氣液分離器液體出口和所述第二氣液分離器液體出口通過所述管路與所述除汞沉淀池連接。

可選地，

所述富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)還包括通過所述管路與所述污染物處理系統(tǒng)連接的污染物資源化回收系統(tǒng)；

所述污染物資源化回收系統(tǒng)包括通過所述管路依次串聯(lián)連接的反應池、鹽液儲罐、鹽液輸送泵、干燥器、結晶造粒系統(tǒng)，以及第二引風機、氨水儲罐和氨水輸送泵；

所述氨水儲罐通過所述管路依次與所述氨水輸送泵、所述反應池入口連接；

所述鍋爐通過所述管路與所述干燥器煙氣入口連接；

所述干燥器煙氣出口通過所述第二引風機和所述管路與所述鍋爐尾部煙氣出口連接。

一種基于本實施例提及的任意一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)的富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收工藝，包括：

所述富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對煙氣進行脫塵脫汞處理；

所述富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對經過脫塵脫汞處理的煙氣進行壓縮循環(huán)凈化處理并將經過脫塵脫汞處理產生的CO₂進行壓縮收集。

可選地，

在所述富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對煙氣進行脫塵脫汞處理的同時還包括：

所述富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對脫塵脫汞處理用的活性炭進行循環(huán)利用。

可選地，所述富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收工藝，還包括：

所述富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對經過循環(huán)凈化處理產生的酸性液體進行氨水反應、干燥、結晶制備化肥成品。

從以上技術方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：

一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)及工藝，首先富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對富氧燃燒鍋爐出來的煙氣進行脫塵脫汞處理，然后對煙氣進行壓縮循環(huán)凈化處理并將產生的CO₂進行壓縮收集，最后對經過壓縮循環(huán)凈化處理產生的酸性液體進行氨水反應、干燥、結晶制備化肥成品，克服了現(xiàn)有技術沒有考慮富氧燃燒煙氣中較高濃度的汞對壓縮設備及系統(tǒng)管路的腐蝕以及整個系統(tǒng)的安全性及耐用性存在嚴重隱患的技術缺陷，解決了現(xiàn)有技術中富氧煙氣凈化后產生的酸性廢液對環(huán)境造成了二次污染且沒有對煙氣中的污染物進行資源化回收的技術問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明實施例提供的一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)的結構和連接示意圖；

圖2本發(fā)明實施例提供的一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收工藝的一個實施例的流程圖；

圖3本發(fā)明實施例提供的一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收工藝的另一個實施例的流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)及工藝，首先富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對富氧燃燒鍋爐出來的煙氣進行脫塵脫汞處理，然后對煙氣進行壓縮循環(huán)凈化處理并將產生的CO₂進行壓縮收集，最后對經過壓縮循環(huán)凈化處理產生的酸性液體進行氨水反應、干燥、結晶制備化肥成品，克服了現(xiàn)有技術沒有考慮富氧燃燒煙氣中較高濃度的汞對壓縮設備及系統(tǒng)管路的腐蝕以及整個系統(tǒng)的安全性及耐用性存在嚴重隱患的技術缺陷，解決了現(xiàn)有技術中富氧煙氣凈化后產生的酸性廢液對環(huán)境造成了二次污染且沒有對煙氣中的污染物進行資源化回收的技術問題。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供的一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)的一個實施例，包括：依次串聯(lián)連接的鍋爐1、壓縮和循環(huán)系統(tǒng)、設置有工藝水添加口和排渣口的高壓填料塔15、污染物處理系統(tǒng)、管路，以及通過管路連接在鍋爐尾部煙氣出口和壓縮系統(tǒng)之間的除塵器2。

富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)還包括通過管路連接在除塵器2上的活性炭再生裝置4、設置在除塵器2上并通過管路與活性炭再生裝置4連接的活性炭噴嘴3。

壓縮循環(huán)系統(tǒng)包括通過管路依次串聯(lián)連接的第一冷凝器7、第一氣液分離器8、第一壓縮機10、第二冷凝器11、第二氣液分離器12、第二壓縮機13、第三冷凝器14，以及通過管路與第一氣液分離器8出口依次串聯(lián)連接的干循環(huán)工況控制閥9、煙氣再循環(huán)風機5；

煙氣再循環(huán)風機5通過管路與鍋爐1入口連接。

富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)還包括通過管路連接在除塵器2和煙氣再循環(huán)風機5之間的濕循環(huán)工況控制閥6。

污染處理系統(tǒng)包括通過管路與高壓填料塔15氣體出口連接的CO₂壓縮液化系統(tǒng)19、通過管路連接在高壓填料塔15氣體入口和高壓填料塔15氣體出口之間的第一引風機18、通過管路依次串聯(lián)連接在高壓填料塔15液體出口的循環(huán)泵17、調節(jié)閥16、膨脹閥20、設置有脫汞沉淀劑添加口的除汞沉淀池21，且調節(jié)閥16通過管路與高壓填料塔15液體入口連接。

第一氣液分離器8液體出口和第二氣液分離器12液體出口通過管路與除汞沉淀池21連接。

富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)還包括通過管路與污染物處理系統(tǒng)連接的污染物資源化回收系統(tǒng)；

污染物資源化回收系統(tǒng)包括通過管路依次串聯(lián)連接的反應池22、鹽液儲罐25、鹽液輸送泵26、干燥器27、結晶造粒系統(tǒng)28，以及第二引風機29、氨水儲罐23和氨水輸送泵24；

氨水儲罐23通過管路依次與氨水輸送泵24、反應池22入口連接；

鍋爐1通過管路與干燥器27煙氣入口連接；

干燥器27煙氣出口通過第二引風機29和管路與鍋爐1尾部煙氣出口連接。

上面是對一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)的結構和連接方式進行的詳細說明，為便于理解，下面將以一具體應用場景對一種帶富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)的應用進行說明，應用例包括：

富氧燃燒的鍋爐1出口的待處理煙氣進入除塵器2中進行除塵和脫汞處理，除塵器2灰斗中的活性炭經過活性炭再生裝置4后通過活性炭噴嘴3噴入除塵器2中，從而實現(xiàn)活性炭的循環(huán)利用；在鍋爐處于濕循環(huán)工況下運行時，濕循環(huán)工況控制閥6開啟，干循環(huán)工況控制閥9關閉，除塵器2的煙氣一部分通過濕循環(huán)工況控制閥6和煙氣再循環(huán)風機5重新引入鍋爐1，另一部分則依次通入第一冷凝器7及第一氣液分離器8除去煙氣中的80％-90％左右的水分，第一氣液分離器8的液體引入脫汞沉淀池21中進行處理；在富氧燃燒鍋爐處于干循環(huán)工況下運行時，干循環(huán)工況控制閥9開啟，濕循環(huán)工況控制閥6關閉，除塵器2出口煙氣依次通入第一冷凝器7及第一氣液分離器8，第一氣液分離器8的煙氣一部分通過干循環(huán)工況控制閥9和煙氣再循環(huán)風機5重新引入鍋爐1，另一部分則進入后續(xù)的處理系統(tǒng)，第一氣液分離器8的液體引入脫汞沉淀池21中進行處理；第一氣液分離器8的煙氣經第一壓縮機10壓縮到1MPa左右后進入第二冷凝器11冷卻至常溫，隨后進入第二氣液分離器12中進行氣液分離，在第二氣液分離器12中分離之后的液體引入脫汞沉淀池21，分離之后的煙氣則經第二壓縮機13壓縮到3MPa左右后進入第二冷凝器11冷卻至常溫，冷卻后的煙氣進入高壓填料塔15中進行脫硫脫硝脫汞處理，若由于運行工況的波動導致高壓填料塔15出口煙氣仍未達到排放標準，則將高壓填料塔15出口的部分煙氣通過第一引風機18重新進入高壓填料塔15的氣體入口，凈化達標的煙氣則通過高壓填料塔15氣體出口進入CO₂壓縮液化系統(tǒng)，從而實現(xiàn)富氧燃燒鍋爐煙氣凈化及CO₂壓縮封存功能；

高壓填料塔15液體出口的酸性液體經過膨脹閥20泄壓后通入除汞沉淀池21，通過加入微量的脫汞沉淀劑，如Na₂S，徹底脫除液相中的汞，脫汞后的酸性液體在反應池22中與氨水反應，生成的鹽溶液進入鹽液儲罐25，并隨后在鹽液輸送泵26的作用下進入干燥器27，干燥器27采用鍋爐1的高溫煙氣作為加熱熱源，鹽液干燥后送入結晶造粒系統(tǒng)28最終生產富含硫酸銨及硝酸銨的化肥成品，資源化回收煙氣中的硫氧化物及氮氧化物。

需要說明的是，高壓填料塔15內進行的反應如下面的公式(1)～(9)所示；脫汞沉淀池21中進行的反應如下面的公式(10)所示；反應池中進行的反應如下面的公式(11)～(12)所示，式中，g代表氣相，l代表液相，s代表固相。

2Hg(g)+O₂(g)→2HgO(s) 公式(7)

Hg(g)+4HNO₃(l)→Hg(NO₃)₂(l)+2NO₂(g)+2H₂O(l) 公式(8)

Hg(g)+NO₂(g)→HgO(s)+NO(g) 公式(9)

Hg²⁺(l)+S^2-(l)→HgS(s) 公式(10)

H₂SO₄(l)+2NH₃·H₂O(l)→(NH₄)₂SO₄(l)+2H₂O(l) 公式(11)

HNO₃(l)+NH₃·H₂O(l)→NH₄NO₃(l)+H₂O(l) 公式(12)

請參閱圖2，本發(fā)明實施例提供的一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收工藝的一個實施例，包括：

101，富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對煙氣進行脫塵脫汞處理；

102，富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對經過脫塵脫汞處理的煙氣進行壓縮循環(huán)凈化處理并將經過脫塵脫汞處理產生的CO₂進行壓縮收集。

在本實施例中，首先富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對煙氣進行脫塵脫汞處理，然后富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對經過脫塵脫汞處理的煙氣進行壓縮循環(huán)凈化處理并將經過脫塵脫汞處理產生的CO₂進行壓縮收集，解決了現(xiàn)有技術沒有考慮富氧燃燒煙氣中較高濃度的汞對壓縮設備及系統(tǒng)管路的腐蝕以及整個系統(tǒng)的安全性及耐用性存在嚴重隱患的技術問題。

請參閱圖3，本發(fā)明實施例提供的一種富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收工藝的另一個實施例，包括：

201，富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對煙氣進行脫塵脫汞處理；

202，富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對脫塵脫汞處理用的活性炭進行循環(huán)利用；

203，富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對經過脫塵脫汞處理的煙氣進行壓縮循環(huán)凈化處理并將經過壓縮循環(huán)凈化處理產生的CO₂進行壓縮收集；

204，富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對經過循環(huán)凈化處理產生的酸性液體進行氨水反應、干燥、結晶制備化肥成品。

在本實施例中，首先富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)的除塵器對煙氣進行脫塵脫汞處理，同時富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對脫塵脫汞處理用的活性炭進行循環(huán)利用，然后富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)的壓縮和循環(huán)系統(tǒng)對經過脫塵脫汞處理的煙氣進行壓縮循環(huán)凈化處理，之后富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)的高壓填料塔對煙氣進行脫硫脫硝脫汞處理并將產生的CO₂進行壓縮收集，最后富氧燃燒鍋爐煙氣凈化與資源化回收系統(tǒng)對經過循環(huán)凈化處理產生的酸性液體進行氨水反應、干燥、結晶制備化肥成品。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。