本發(fā)明涉及燃煤煙道氣CO2捕集相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種降低燃煤煙道氣 CO2捕集能耗的煙氣預(yù)處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在燃煤電廠燃燒后CO2捕集技術(shù)中，醇胺溶液吸收法最為成熟，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。變壓吸附因其具有能耗低、腐蝕性弱的特點(diǎn)同樣受到廣泛關(guān)注，主要吸附劑為沸石13X，具有相對(duì)較高的CO2吸附容量和選擇性。
不管是醇胺溶液吸收法還是沸石13X變壓吸附法，捕集工藝對(duì)燃煤煙氣的預(yù)處理要求都很高，如煙氣溫度需要降低至30℃左右，煙氣SO2含量一般需降低到20mg/m3以下,盡量降低飽和煙氣中水蒸氣含量等。
然而脫硫后濕飽和煙氣溫度高于50℃，且存在12-16％左右的水蒸氣，需要大量的額外冷量對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)降溫，浪費(fèi)了較多的能量，同時(shí)大量水蒸氣的存在會(huì)顯著減小吸收劑的吸收容量，并造成捕集系統(tǒng)水失衡，增加捕集能耗。
因此，如何設(shè)計(jì)一種能夠降低煙氣溫度，減少煙氣含濕量以降低燃煤煙道氣CO2捕集能耗的煙氣預(yù)處理系統(tǒng)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于降低燃煤煙道氣CO2捕集能耗的煙氣預(yù)處理系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)全新的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)脫硫后煙氣溫度降低，含濕量降低并將余熱再次利用的效果。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種用于降低燃煤煙道氣CO2捕集能耗的煙氣預(yù)處理系統(tǒng)，包括：
直接接觸式換熱器，布置于脫硫塔煙氣出口的煙道上，換熱器內(nèi)部設(shè)置有噴淋層和除霧器，換熱器上部通過(guò)煙道與CO2捕集裝置相連通；
所述換熱器外側(cè)設(shè)有真空閃蒸裝置和蒸汽壓縮裝置，換熱器底部通過(guò)管路依次與真空閃蒸裝置、蒸汽壓縮裝置和CO2捕集裝置連通；
所述真空閃蒸裝置底部通過(guò)管路與換熱器噴淋層連通，使得換熱器內(nèi)部的高溫水經(jīng)真空閃蒸裝置后變?yōu)榈蜏厮俅螐膿Q熱器內(nèi)噴淋。
優(yōu)選的，所述換熱器外側(cè)設(shè)有循環(huán)泵，用于將與煙氣換熱后的高溫水泵送至真空閃蒸裝置噴淋層。
優(yōu)選的，所述換熱器外側(cè)設(shè)有噴淋泵，用于將真空閃蒸裝置底部的低溫水泵送至換熱器噴淋層。
優(yōu)選的，所述真空閃蒸裝置與真空泵連通，真空閃蒸裝置內(nèi)部具有噴淋區(qū)。
優(yōu)選的，所述真空閃蒸裝置的頂部與蒸氣壓縮裝置的進(jìn)氣口相連通。
優(yōu)選的，所述CO2捕集裝置包括與換熱器連接的吸收塔，吸收塔還通過(guò)富液-貧液換熱器與再生塔連通；所述再生塔與蒸汽壓縮裝置連通。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)依靠接觸式換熱器和真空閃蒸裝置將脫硫塔出口飽和煙氣溫度由50℃降低到30℃左右，實(shí)現(xiàn)“低溫”煙氣，同時(shí)煙氣中的水蒸氣因此冷凝，實(shí)現(xiàn)“低水”煙氣。低溫水通過(guò)換熱器噴淋裝置吸收脫硫塔中未參與反應(yīng)的SO2等雜質(zhì)，進(jìn)一步提高脫硫效率至99％以上，實(shí)現(xiàn)“低硫”煙氣。
(2)換熱器出煙口的“低溫、低水、低硫”煙氣直接進(jìn)入CO2捕集裝置的吸收塔，降低了CO2捕集成本20％，提高了CO2捕集效率，并且，真空閃蒸出的蒸汽被蒸氣壓縮裝置壓縮后作為CO2捕集裝置再生塔的部分熱源，降低了CO2捕集再生能耗30％。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：1、進(jìn)煙口，2、直接接觸式換熱器，3、換熱器噴淋層，4、換熱器除霧器，5、出煙口，6、熱電偶，7、循環(huán)泵，8、噴淋泵，9、真空泵，10、真空閃蒸裝置，11、真空閃蒸裝置噴淋層，12、蒸汽壓縮裝置，13、增壓風(fēng)機(jī)，14、吸收塔，15、富液-貧液換熱器， 16、再生塔。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例：一種用于降低燃煤煙道氣CO2捕集能耗的煙氣預(yù)處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：
直接接觸式換熱器2，換熱器2左下側(cè)為進(jìn)煙口1，換熱器內(nèi)部設(shè)置有換熱器噴淋層3 和除霧器4，換熱器2右上側(cè)具有出煙口5，出煙口5通過(guò)煙道與CO2捕集裝置的吸收塔14 連通，出煙口后的煙道上設(shè)有熱電偶6和增壓風(fēng)機(jī)13。
換熱器2外側(cè)設(shè)有真空閃蒸裝置10和蒸汽壓縮裝置12，換熱器2底部通過(guò)管路和循環(huán)泵7依次與真空閃蒸裝置10、蒸汽壓縮裝置12、再生塔16連通。
真空閃蒸裝置10內(nèi)部具有噴淋層11，頂部與真空泵9連通。
蒸汽壓縮裝置12與再生塔16連通，經(jīng)過(guò)蒸汽壓縮裝置12壓縮后的蒸汽作為再生塔部分熱源，減少蒸汽消耗，降低再生能耗。
CO2捕集裝置包括吸收塔14，吸收塔14的左側(cè)與增壓風(fēng)機(jī)13連通，右側(cè)通過(guò)富液-貧液換熱器15與再生塔16的左側(cè)連通。
本發(fā)明的原理是：
經(jīng)過(guò)脫硫后的來(lái)流煙氣從直接接觸式換熱器進(jìn)煙口1進(jìn)入到換熱器2，然后向上流動(dòng)，噴淋層3向下噴淋低溫水，低溫水與煙氣充分接觸換熱。換熱后的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器4除去攜帶的液滴從出煙口5流出換熱器。換熱器后的煙道上設(shè)有熱電偶6用于監(jiān)測(cè)換熱后的煙氣溫度，降溫降濕后的煙氣經(jīng)過(guò)增壓風(fēng)機(jī)13進(jìn)入吸收塔14。與煙氣換熱后的高溫水落入換熱器底部，被循環(huán)泵7送入真空閃蒸裝置10的噴淋層11進(jìn)行噴淋閃蒸。從噴淋層11噴出后在真空環(huán)境中蒸發(fā)成蒸汽，水蒸發(fā)的熱量來(lái)源于水本身，水溫度降低成為低溫水。低溫水被噴淋泵8泵送至換熱器噴淋層3再次與煙氣換熱導(dǎo)致煙氣溫度降低，煙氣中水分凝結(jié)，釋放潛熱。
同時(shí)，從真空閃蒸裝置10閃蒸出的蒸汽經(jīng)蒸汽壓縮裝置12被壓縮為高溫蒸汽，高溫蒸汽被送入再生塔，作為再生塔部分熱源，減少蒸汽消耗，充分利用煙氣潛熱，降低捕集系統(tǒng)再生能耗。
采用了上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明通過(guò)煙氣與低溫水的換熱實(shí)現(xiàn)了煙氣降溫到30℃左右，煙氣中的水蒸氣被冷凝分離下來(lái)，同時(shí)進(jìn)一步脫除了煙氣中的SO2，,為燃煤電廠CO2捕集提供了良好的低溫、低水、低硫的捕集條件，減少了捕集成本，閃蒸出的蒸汽經(jīng)蒸汽壓縮裝置壓縮后作為再生塔的部分熱源，極大的降低了成本CO2捕集能耗。
對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，未予以詳細(xì)說(shuō)明和局部放大呈現(xiàn)的部分，為現(xiàn)有技術(shù)，在此不進(jìn)行贅述。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。