【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于富氧燃燒，具體涉及一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統及方法。
技術介紹
1、富氧燃燒技術被認為是最具發展潛力的清潔燃燒技術之一，其以氧氣與煙氣按一定比例混合而成的氣體代替空氣，避免了空氣中氮氣的參與，可有效減少氮氧化物的生成，同時鍋爐尾氣中二氧化碳的濃度大大提高，便于后續捕集、封存及利用，以實現二氧化碳的超低排放，減小對環境的影響。助燃風中的氧氣占比增大，可使燃料燃燒更加充分，同時，所需的助燃風量減少，風機耗能減少，尾氣中二氧化碳占比增大，但考慮到經濟性和供氣溫度等原因，一般將氧氣與煙氣以3：7的比例混合。
2、當循環煙氣直接送入鍋爐會導致爐膛內部的二氧化硫含量增加，達到普通鍋爐正常運行的3-4倍，加劇了鍋爐受熱面腐蝕，給鍋爐的安全運行造成重大隱患。同時，富氧燃燒鍋爐的部分尾氣經處理后由二氧化碳收集裝置捕集儲存，尾氣脫硫效果將直接影響二氧化碳的捕集濃度和捕集材料的吸附活性與使用壽命，并造成設備腐蝕等問題。
3、目前已有的脫硫系統大部分都只對煙氣進行一次脫硫，雖然理論脫硫效率最高可達90％及以上，但考慮工業運行狀況等因素，實際脫硫效率將低于預期水平，由此導致脫硫后的煙氣仍含有一定濃度的sox，無法解決上述問題。如申請公布號為cn111151118b的中國專利公開了一種采用小蘇打干法脫硫的鍋爐煙氣脫硫系統，該系統將煙氣通入脫硫塔內，利用風機和攪拌機使噴入塔內的小蘇打粉末與煙氣充分混合反應以提高脫硫效率，一次脫硫后的煙氣排出脫硫設備，但煙氣中仍含有一定濃度的硫，將影響富氧燃燒鍋爐和二氧化碳收集設備的運行
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供了一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統及方法，可實現煙氣的高效脫硫以滿足富氧燃燒鍋爐運行需要的富氧燃燒循環煙氣脫硫。
2、本專利技術是通過以下技術方案來實現：
3、一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，包括鍋爐和空氣分離裝置，鍋爐出口與省煤器的入口相接；省煤器的出口與氣體預熱器的第一入口相接；氣體預熱器的第一出口與脫硝裝置的入口相接，第二出口與鍋爐燃燒器的二次風入口相接，第三出口與磨煤機的入口相接，磨煤機的出口與鍋爐的燃煤入口相接；脫硫裝置的出口與煙氣冷卻器的第一入口相接；煙氣冷卻器的第一出口與脫硫室的第一入口相接，第二出口與除塵器的入口相接，除塵器的出口通過第一風機與增壓吸附室的第一入口相接；脫硫室的出口與煙氣冷卻器的第二入口相接；增壓吸附室的第一出口分別與氣體預熱器的第三入口和煙氣干燥器的入口相接，第二出口與真空脫附室的第二入口相接；真空脫附室的第一出口與增壓吸附室的第二入口相接，第二出口通過第二風機與脫硫室的第二入口相接；空氣分離裝置的出口分為兩路，一路與真空脫附室的第一入口相接，另一路通過支路與注氧器的入口相接；注氧器的第一出口與氣體預熱器的第三入口相接，第二出口和煙氣干燥器的第一出口與氣體預熱器的第二入口相接；煙氣干燥器的第二出口與二氧化碳收集裝置的入口相接。
4、本專利技術進一步的改進在于，空氣分離裝置的出口通過支路與注氧器的入口相接的管路上設置有第一閥門。
5、本專利技術進一步的改進在于，真空脫附室的第二出口通過第二風機與脫硫室的第二入口相接的管路上設置有第二閥門。
6、本專利技術進一步的改進在于，增壓吸附室的第一出口與煙氣干燥器的入口相接的管路上設置有第三閥門。
7、本專利技術進一步的改進在于，煙氣干燥器的第二出口與二氧化碳收集裝置的入口相接的管路上設置有第四閥門。
8、本專利技術進一步的改進在于，注氧器的第二出口與氣體預熱器的第二入口相接的管路上設置有第五閥門。
9、本專利技術進一步的改進在于，脫硝裝置出口的煙氣進入煙氣冷卻器降溫，隨后送入脫硫室進行一次脫硫，脫硫煙氣返回煙氣冷卻器回收煙氣余熱，完成一次脫硫。
10、本專利技術進一步的改進在于，一次脫硫后的煙氣經風機加壓送入增壓吸附室，借助室內阻力閥的控制使煙氣中的二氧化硫壓力升高，吸附劑吸附二氧化硫后被送入真空脫硫室，煙氣排出增壓吸附室，完成煙氣的二次脫硫。
11、本專利技術進一步的改進在于，攜帶二氧化硫的吸附劑在真空脫硫室內釋放出二氧化硫，使用空氣分離裝置制備的氧氣將二氧化硫吹出，在風機下維持室內的真空度，吹出的二氧化硫被風機送入脫硫室進行無害化處理。
12、一種富氧燃燒循環煙氣脫硫方法，該方法基于所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，包括如下步驟，
13、步驟1，富氧燃燒鍋爐的省煤器出口煙氣流經氣體預熱器后進入脫硝裝置，除去煙氣中的氮氧化物；
14、步驟2，脫硝后的煙氣進入煙氣冷卻器，與脫硫后的低溫煙氣進行換熱，冷卻后的煙氣進入脫硫裝置完成一次脫硫，脫硫后的低溫煙氣進入煙氣冷卻器回收煙氣余熱；
15、步驟3，脫硫煙氣經除塵器除去飛灰雜質后，由第一風機加壓送入增壓吸附室，煙氣中殘余的二氧化硫被吸附劑捕獲，完成煙氣的二次脫硫，進一步降低煙氣中的硫含量；
16、步驟4，攜帶二氧化硫的吸附劑被送入真空脫附室，由第二風機維持室內足夠的真空度，并利用空氣分離裝置制備的氧氣吹出脫附的二氧化硫，吸附劑得以再生后送回增壓吸附室，維持物料循環，而氧氣攜帶著二氧化硫被送入脫硫裝置，防止二氧化硫泄露；
17、步驟5，經二次脫硫后的煙氣分為兩路，一路作為一次風煙氣，另一路作為二次風煙氣；一次風煙氣進入煙氣干燥器進行脫水處理，處理后的部分煙氣送入二氧化碳收集裝置，完成二氧化碳的捕集，另一部分與氧氣按比例混合成一次助燃風后送入氣體預熱器；二次風煙氣則直接與氧氣按比例混合成二次助燃風送入氣體預熱器；
18、步驟6，氣體預熱器回收煙氣余熱，將一次助燃風和二次助燃風加熱到合適溫度，一次助燃風進入磨煤機干燥并吹出煤粉，隨后送入鍋爐的燃燒器，二次助燃風則直接進入燃燒器參與爐膛的燃燒過程。
19、本專利技術至少具有如下有益的技術效果：
20、本專利技術以富氧燃燒鍋爐為對象，在一次脫硫的基礎上采用變壓吸脫附法對鍋爐煙氣進行二次脫硫，可進一步降低煙氣中二氧化硫的含量，其具體優點如下：
21、1、減少了富氧燃燒鍋爐由于循環煙氣造成的二氧化硫增加量，可有效減緩富氧燃燒鍋爐內部設備的腐蝕，如so2對水冷壁的腐蝕，以及硫元素與堿金屬形成的硫酸鹽在高溫下對金屬設備的腐蝕，有利于機組經濟安全運行。
22、2、經二次脫硫后的煙氣含硫量減少，煙氣的酸露點也相應降低，可避免后續的設備的酸腐蝕，如煙氣干燥器內由煙氣降溫導致的硫酸蒸汽液化腐蝕，提高設備的使用壽命，降低成本。
23、3、煙氣中的雜質氣體進一步減少，使收集的二氧化碳濃度提高，，便于后續二氧化碳的資源化利用和收集設備的安全運行。
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1.一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，包括鍋爐(1)和空氣分離裝置(10)，鍋爐(1)出口與省煤器(2)的入口相接；省煤器(2)的出口與氣體預熱器(14)的第一入口相接；氣體預熱器(14)的第一出口與脫硝裝置(3)的入口相接，第二出口與鍋爐(1)燃燒器的二次風入口相接，第三出口與磨煤機(15)的入口相接，磨煤機(15)的出口與鍋爐(1)的燃煤入口相接；脫硫裝置(3)的出口與煙氣冷卻器(4)的第一入口相接；煙氣冷卻器(4)的第一出口與脫硫室(5)的第一入口相接，第二出口與除塵器(6)的入口相接，除塵器(6)的出口通過第一風機(7)與增壓吸附室(8)的第一入口相接；脫硫室(5)的出口與煙氣冷卻器(4)的第二入口相接；增壓吸附室(8)的第一出口分別與氣體預熱器(14)的第三入口和煙氣干燥器(11)的入口相接，第二出口與真空脫附室(9)的第二入口相接；真空脫附室(9)的第一出口與增壓吸附室(8)的第二入口相接，第二出口通過第二風機(16)與脫硫室(5)的第二入口相接；空氣分離裝置(10)的出口分為兩路，一路與真空脫附室(9)的第一入口相接，另一路通過支路與注氧器(13)的入口相接
2.根據權利要求1所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，空氣分離裝置(10)的出口通過支路與注氧器(13)的入口相接的管路上設置有第一閥門(K1)。
3.根據權利要求2所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，真空脫附室(9)的第二出口通過第二風機(16)與脫硫室(5)的第二入口相接的管路上設置有第二閥門(K2)。
4.根據權利要求3所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，增壓吸附室(8)的第一出口與煙氣干燥器(11)的入口相接的管路上設置有第三閥門(K3)。
5.根據權利要求4所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，煙氣干燥器(11)的第二出口與二氧化碳收集裝置(12)的入口相接的管路上設置有第四閥門(K4)。
6.根據權利要求5所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，注氧器(13)的第二出口與氣體預熱器(14)的第二入口相接的管路上設置有第五閥門(K5)。
7.根據權利要求1所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，脫硝裝置(3)出口的煙氣進入煙氣冷卻器(4)降溫，隨后送入脫硫室進行一次脫硫，脫硫煙氣返回煙氣冷卻器(4)回收煙氣余熱，完成一次脫硫。
8.根據權利要求7所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，一次脫硫后的煙氣經風機加壓送入增壓吸附室(8)，借助室內阻力閥的控制使煙氣中的二氧化硫壓力升高，吸附劑吸附二氧化硫后被送入真空脫硫室(9)，煙氣排出增壓吸附室(9)，完成煙氣的二次脫硫。
9.根據權利要求8所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，攜帶二氧化硫的吸附劑在真空脫硫室(9)內釋放出二氧化硫，使用空氣分離裝置制備的氧氣將二氧化硫吹出，在風機下維持室內的真空度，吹出的二氧化硫被風機送入脫硫室(5)進行無害化處理。
10.一種富氧燃燒循環煙氣脫硫方法，其特征在于，該方法基于權利要求1-9中任一項所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，包括如下步驟，
...【技術特征摘要】
1.一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，包括鍋爐(1)和空氣分離裝置(10)，鍋爐(1)出口與省煤器(2)的入口相接；省煤器(2)的出口與氣體預熱器(14)的第一入口相接；氣體預熱器(14)的第一出口與脫硝裝置(3)的入口相接，第二出口與鍋爐(1)燃燒器的二次風入口相接，第三出口與磨煤機(15)的入口相接，磨煤機(15)的出口與鍋爐(1)的燃煤入口相接；脫硫裝置(3)的出口與煙氣冷卻器(4)的第一入口相接；煙氣冷卻器(4)的第一出口與脫硫室(5)的第一入口相接，第二出口與除塵器(6)的入口相接，除塵器(6)的出口通過第一風機(7)與增壓吸附室(8)的第一入口相接；脫硫室(5)的出口與煙氣冷卻器(4)的第二入口相接；增壓吸附室(8)的第一出口分別與氣體預熱器(14)的第三入口和煙氣干燥器(11)的入口相接，第二出口與真空脫附室(9)的第二入口相接；真空脫附室(9)的第一出口與增壓吸附室(8)的第二入口相接，第二出口通過第二風機(16)與脫硫室(5)的第二入口相接；空氣分離裝置(10)的出口分為兩路，一路與真空脫附室(9)的第一入口相接，另一路通過支路與注氧器(13)的入口相接；注氧器(13)的第一出口與氣體預熱器(14)的第三入口相接，第二出口和煙氣干燥器(11)的第一出口與氣體預熱器(14)的第二入口相接；煙氣干燥器(11)的第二出口與二氧化碳收集裝置(12)的入口相接。
2.根據權利要求1所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，空氣分離裝置(10)的出口通過支路與注氧器(13)的入口相接的管路上設置有第一閥門(k1)。
3.根據權利要求2所述的一種富氧燃燒循環煙氣脫硫系統，其特征在于，真空脫附室(9)的第二出口...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁斌彬，湯永杰，高榮澤，楊云，李玲忠，呂田，馬山海，方順利，張向宇，杜智華，王利民，車得福，
申請(專利權)人：華能蘭州熱電有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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