本發(fā)明涉及用于工業(yè)廠房或公用設(shè)施煙道氣脫硫的系統(tǒng)和方法，從其中所使用的濕煙道氣脫硫系統(tǒng)排放零廢液。更具體地，本發(fā)明涉及用于工業(yè)廠房或公用設(shè)施的系統(tǒng)和方法，其降低與濕煙道氣脫硫系統(tǒng)廢水清洗處理相關(guān)的資本成本。

背景技術(shù)：

公用設(shè)施和工業(yè)廠房，例如發(fā)電站、發(fā)電廠、廢棄物-至-能源回收設(shè)施、水泥窯以及其他燃燒礦物燃料的設(shè)施，可在空氣排放和廢水排放方面受到嚴(yán)格的限制，以幫助確保清潔和環(huán)境無害的操作。傳統(tǒng)上，通過使用濕式或干式煙道氣脫硫系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣排放限制的遵守。水處理系統(tǒng)可用于處理來自脫硫系統(tǒng)的廢水排放，以符合適用的廢水規(guī)定。煙道氣清潔系統(tǒng)和/或廢水處理系統(tǒng)的實(shí)例可以從國際公開號(hào)wo2006030398、美國專利申請(qǐng)公開號(hào)2009/0294377、2011/0262331、2012/0240761、2013/0248121和2013/0220792、美國專利號(hào)6,076,369、7,524,470、7,625,537、8,388,917和8,475,850、歐洲專利公開號(hào)ep1955755和日本公開專利申請(qǐng)?zhí)杍p2012200721中獲知。

利用濕式或干式煙道氣脫硫系統(tǒng)以及諸如管道、風(fēng)扇、散裝材料處理系統(tǒng)等的工廠系統(tǒng)的相關(guān)平衡的空氣排放系統(tǒng)的資本成本通?？赡芟鄬?duì)昂貴，例如，在每千瓦(kw)200到500美元之間。在改裝的情況下，與這種系統(tǒng)相關(guān)的資本成本可能使得工廠不經(jīng)濟(jì)。除了資本成本，濕式和干式煙道氣脫硫系統(tǒng)還涉及與試劑消耗、輔助電力使用、操作人員配置以及管理人員配置相關(guān)的大量操作成本。

工廠廢水處理系統(tǒng)可以被配置為中和并沉淀重金屬、對(duì)廢水進(jìn)行生物處理，以及在向環(huán)境釋放之前過濾廢水以清潔水。與廢水處理系統(tǒng)相關(guān)的成本在資本成本和操作成本這兩方面可能是比較顯著的。因此，需要更低成本、更有效的廢水處理系統(tǒng)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種使用濕煙道氣脫硫洗滌塔與廢水蒸發(fā)組合以處理在洗滌塔中產(chǎn)生的廢水，從而實(shí)現(xiàn)零廢液排放來減少煙道氣酸性氣體排放的系統(tǒng)。目標(biāo)系統(tǒng)包括裝有煙道氣入口、煙道氣出口、吸收劑液體入口以及廢水和固體出口的洗滌塔。熱交換器流體連接到洗滌塔，所述熱交換器可操作用于對(duì)洗滌塔中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行加壓加熱，用于將經(jīng)加熱的廢水供應(yīng)到閃蒸器，用于廢水的閃蒸以產(chǎn)生蒸汽。另外，固體收集器可操作以在廢水閃蒸之后從閃蒸器收集固體。收集的固體可以儲(chǔ)存以用于系統(tǒng)中的其他地方，或者以環(huán)境保守的方式使用或處置。

此外，本發(fā)明提供了使用濕煙道氣脫硫洗滌塔來減少煙道氣酸性氣體排放物且其中沒有廢液排出的方法。所述方法包括使用供應(yīng)有吸收劑液體的洗滌塔，用于對(duì)所提供的煙道氣進(jìn)行濕煙道氣脫硫，在流體連接到洗滌塔的熱交換器中對(duì)在洗滌塔中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行加壓加熱，將經(jīng)加熱的廢水輸送到閃蒸器以產(chǎn)生蒸汽，并且從所產(chǎn)生的蒸汽中收集固體以用于儲(chǔ)存或以環(huán)境保守的方式使用或處置它們。

總之，用于蒸發(fā)廢水和減少酸性氣體排放物的目標(biāo)系統(tǒng)包括濕式洗滌塔，經(jīng)由入口對(duì)所述濕式洗滌塔供應(yīng)分散在其中的吸收劑液體，用于從流經(jīng)其中的煙道氣吸收酸性氣體，所述煙道氣包含一種或多種酸性氣體；和熱交換器，用于對(duì)在濕洗滌塔中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行加壓加熱，以產(chǎn)生經(jīng)加熱的廢水，用于將經(jīng)加熱的廢水供應(yīng)到閃蒸器以由其產(chǎn)生蒸汽。所產(chǎn)生的蒸汽可以供應(yīng)到顆粒收集系統(tǒng)和所述濕式洗滌塔上游的煙道氣流、供應(yīng)到僅在所述濕式洗滌塔上游的煙道氣流、或供應(yīng)到循環(huán)至所述濕式洗滌塔的吸收劑液體。如所公開的，目標(biāo)熱交換器在約2巴至約20巴的壓力和約100攝氏度至約200攝氏度的溫度下操作。作為選擇，煙道氣可用于向目標(biāo)熱交換器供應(yīng)熱能。因此，在濕式洗滌塔中的煙道氣脫硫之前，煙道氣通過管道轉(zhuǎn)移到熱交換器。轉(zhuǎn)移的煙道氣優(yōu)選具有從約100攝氏度至約500攝氏度、或約250攝氏度至約350攝氏度的溫度，以向熱交換器提供必要的熱能。任選地，作為使用來自煙道氣的這種熱能的替代或補(bǔ)充，可以使用非煙道氣傳熱劑來向熱交換器提供熱能。此外，在將廢水加壓加熱之前，并且在將經(jīng)加熱的廢水供應(yīng)到閃蒸器以將其閃蒸以產(chǎn)生蒸汽之前，固體材料可以作為除垢劑添加到廢水中。然后可將所產(chǎn)生的蒸汽供應(yīng)到顆粒收集系統(tǒng)和濕式洗滌塔上游的煙道氣流，或供應(yīng)到僅在濕式洗滌塔上游的煙道氣流、或供應(yīng)到分散在洗滌塔內(nèi)的吸收液體的循環(huán)流，以實(shí)現(xiàn)零廢液排放。

總之，用于蒸發(fā)廢水和減少酸性氣體排放物的本發(fā)明的方法包括使用具有吸收劑液體流的洗滌塔，用于使流過其中的煙道氣脫硫，利用熱和壓力在熱交換器中對(duì)在洗滌塔中收集的廢水進(jìn)行加壓加熱，從而產(chǎn)生經(jīng)加熱的廢水，以及將經(jīng)加熱的廢水供應(yīng)到閃蒸器，以產(chǎn)生供應(yīng)到顆粒收集系統(tǒng)和濕式洗滌塔上游的煙道氣流、供應(yīng)到僅在濕式洗滌塔上游的煙道氣流、或者供應(yīng)到分散在濕式洗滌塔內(nèi)的吸收液體的循環(huán)流的蒸汽，以實(shí)現(xiàn)零廢液排放。在洗滌塔中使用的吸收劑液體包括水和堿性試劑。在洗滌塔中使用的吸收液體可以包括水和石灰、熟石灰、碳酸鈉、天然堿或堿性飛灰。用于本發(fā)明的方法的熱交換器可在約2巴至約20巴的壓力和約100攝氏度至約200攝氏度的溫度下操作對(duì)廢水進(jìn)行加壓加熱。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法，來自相同系統(tǒng)轉(zhuǎn)移的煙道氣、來自不同系統(tǒng)的煙道氣和/或來自非煙道氣傳熱劑的熱能在熱交換器中使用用于廢水的加壓加熱。將經(jīng)加熱的廢水供應(yīng)到閃蒸器用于閃蒸，以產(chǎn)生用作洗滌塔中的補(bǔ)充水的蒸汽或用來加濕煙道氣，實(shí)現(xiàn)零廢液排放。

包括附加特征的上述系統(tǒng)和方法由以下附圖和詳細(xì)描述來示例說明。

附圖說明

現(xiàn)在參考附圖，其中提供并示出了舉例說明性實(shí)施例：

圖1是系統(tǒng)的第一舉例說明性實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，該系統(tǒng)可操作以減少煙道氣酸性氣體排放，實(shí)現(xiàn)零液體排放；

圖2是系統(tǒng)的第二舉例說明性實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，該系統(tǒng)可操作以減少煙道氣酸性氣體排放，實(shí)現(xiàn)零液體排放；

圖3是系統(tǒng)的另一舉例說明性實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，該系統(tǒng)可操作以減少煙道氣酸性氣體排放，實(shí)現(xiàn)零液體排放；和

圖4是系統(tǒng)的又一舉例說明性實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，該系統(tǒng)可操作以減少煙道氣酸性氣體排放，實(shí)現(xiàn)零液體排放。

本文公開的實(shí)施例的其它細(xì)節(jié)、目的和優(yōu)點(diǎn)將從以下對(duì)所示舉例說明性實(shí)施例的描述以及與其相關(guān)的舉例說明性方法而變得顯而易見。

具體實(shí)施方式

參考圖1，本文公開了一種系統(tǒng)10，諸如發(fā)電廠或工業(yè)廠房，包括燃燒單元12，例如鍋爐組。燃燒單元12可以從氣體供應(yīng)源14經(jīng)由流體連接的供應(yīng)管14a而被供應(yīng)至少一種含氧氣體g，例如空氣、o2氣或包括o2氣的氣體。同樣，燃燒單元12通過流體連接的燃料管道16a從燃料供應(yīng)源16被供應(yīng)碳質(zhì)燃料f，用于在燃燒單元12內(nèi)燃燒燃料f。供應(yīng)到燃燒單元12的燃料f優(yōu)選為化石燃料，例如例如煤、油或天然氣。除了蒸汽之外，在燃燒單元12內(nèi)燃燒燃料f時(shí)產(chǎn)生煙道氣fg。由燃料f燃燒產(chǎn)生的蒸汽可以被輸送到渦輪機(jī)(未示出)以用于發(fā)電，或者用于其它用途，例如集中供熱、燃燒單元12預(yù)熱等。由燃料f燃燒產(chǎn)生的煙道氣fg包含例如但不限于硫氧化物和氯化氫的酸性氣體、灰分、重金屬和顆粒。在燃燒單元12中產(chǎn)生的煙道氣fg從燃燒單元12的內(nèi)部區(qū)域12d流出通過流體連接的導(dǎo)管12a進(jìn)入流體連接的空氣預(yù)熱器18的內(nèi)部區(qū)域18b?？諝忸A(yù)熱器18可操作以將熱能從流經(jīng)其中的熱煙道氣fg傳遞到同樣流經(jīng)其中的傳熱流體ht。傳熱流體ht可以是蒸汽、蒸汽冷凝物、加壓熱水、來自廢熱源的流體等。經(jīng)過空氣預(yù)熱器18的傳熱流體ht的流動(dòng)方向與經(jīng)過空氣預(yù)熱器18的熱煙道氣fg的流動(dòng)方向相反。在系統(tǒng)10內(nèi)使用經(jīng)加熱的傳熱流體ht，例如用于與燃燒單元12的操作有關(guān)的預(yù)加熱需求。傳熱流體ht在系統(tǒng)10內(nèi)循環(huán)，經(jīng)加熱的傳熱流體ht經(jīng)由流體連接的管道12b流出空氣預(yù)熱器18進(jìn)入燃燒單元12，并且冷卻的傳熱流體ht經(jīng)由流體連接的管道12c流出燃燒單元12進(jìn)入空氣預(yù)熱器18中。作為在空氣預(yù)熱器18中使用傳熱流體ht的可選添加項(xiàng)或替代項(xiàng)，至少一種含氧氣體g可以用于空氣預(yù)熱器18。空氣預(yù)熱器18本身可操作以將熱能從流經(jīng)其中的熱煙道氣fg傳遞到至少一種含氧氣體g，例如空氣、o2氣或包括o2氣的氣體，所述含氧氣體g來自氣體供應(yīng)源14，通過流體連接的供應(yīng)管14b循環(huán)到空氣預(yù)熱器18，含氧氣體g流經(jīng)該供應(yīng)管14b。經(jīng)過空氣預(yù)熱器18的至少一種含氧氣體g的流動(dòng)方向與經(jīng)過空氣預(yù)熱器18的熱煙道氣fg的流動(dòng)方向相反。經(jīng)加熱的至少一種含氧氣體g在燃燒單元12內(nèi)使用，用于增加燃燒單元效率。為此目的，在空氣預(yù)熱器18內(nèi)一旦被加熱的至少一種含氧氣體g經(jīng)由流體連接的管道12b流出空氣預(yù)熱器18進(jìn)入燃燒單元12。然后至少一種含氧氣體g經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管12a流出燃燒單元12，作為熱煙道氣fg進(jìn)入空氣預(yù)熱器18。

從空氣預(yù)熱器18的內(nèi)部區(qū)域18b，降低溫度的煙道氣fg經(jīng)由流體連接的管道18a流入顆粒收集系統(tǒng)20。顆粒收集系統(tǒng)20可以是袋濾室或靜電除塵器。顆粒收集系統(tǒng)20可操作以從流經(jīng)其內(nèi)部區(qū)域20b的煙道氣fg中去除固體s，例如飛灰、顆粒物質(zhì)和其它這樣的顆粒。在從煙道氣fg中去除固體s之后，煙道氣fg從顆粒收集系統(tǒng)20的內(nèi)部區(qū)域20b經(jīng)由流體連接的管道20a流經(jīng)洗滌塔22的入口34a。洗滌塔22可操作用于對(duì)流經(jīng)其中的煙道氣fg進(jìn)行濕煙道氣脫硫。當(dāng)煙道氣fg從入口34a向上流經(jīng)洗滌塔22的內(nèi)部區(qū)域22b時(shí)，吸收劑液體al從布置在洗滌塔22的上部區(qū)域26中的噴嘴24分散，用于其中的吸收劑液體al向下流動(dòng)。將來自供水系統(tǒng)28的水w和來自吸收劑材料供應(yīng)源30的吸收劑材料m，例如新鮮石灰石、caco3、石灰、熟石灰、碳酸鈉、天然堿、堿性飛灰等混合以產(chǎn)生吸收劑液體al，經(jīng)由流體連接的管道28a、30a供應(yīng)到洗滌塔22。洗滌塔22內(nèi)的吸收劑液體al向下流動(dòng)與箭頭所示的向上流動(dòng)的煙道氣fg接觸并混合，從而從中吸收酸性氣體，例如硫氧化物。所得到的經(jīng)清潔的煙道氣cg從洗滌塔22的出口34b經(jīng)由流體連接的管道22a流到煙囪36。經(jīng)清潔的煙道氣cg從煙囪36釋放到環(huán)境中。在洗滌塔22的底部38中收集吸收劑液體al。在洗滌塔22中收集的吸收劑液體al可以經(jīng)由管22c循環(huán)到噴嘴24，用于分散在洗滌塔22內(nèi)。在洗滌塔22中收集的廢吸收劑液體al被凈化為廢水ww。經(jīng)凈化的廢水ww經(jīng)由布置在流體連接的管22d中的泵21從洗滌塔22泵送到熱交換器40。

熱交換器40可操作用于對(duì)在洗滌塔22中產(chǎn)生的廢水ww進(jìn)行加壓加熱。在熱交換器40內(nèi)的廢水ww的這種加壓加熱在約2巴至約20巴的壓力下，或優(yōu)選地在約3巴至約10巴的壓力下，以及在約100攝氏度至約200攝氏度的溫度下，或優(yōu)選地在約120攝氏度至約180攝氏度的溫度下發(fā)生。在操作中，來自洗滌塔22的廢水ww經(jīng)由泵21經(jīng)過流體連接的管22d泵送到熱交換器40的內(nèi)部40a中。與廢水ww經(jīng)過熱交換器40的流動(dòng)方向相反的是傳熱劑ta，例如蒸汽、蒸汽冷凝物、加壓熱水、來自廢熱源的這種流體等經(jīng)過熱交換器40的方向。傳熱劑ta可以經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管42a從加熱傳熱劑ta的熱源42循環(huán)到熱交換器40。在熱交換器40內(nèi)，傳熱劑ta傳遞所儲(chǔ)存的熱能用于廢水ww的加壓加熱。此后，所得到的冷卻的傳熱劑ta經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管42b從熱交換器40繼續(xù)循環(huán)到熱源42。

供應(yīng)到熱交換器40的廢水ww可以包含固體材料，例如懸浮在廢水ww中的固體顆粒。廢水ww還可包含當(dāng)廢水ww在熱交換器40內(nèi)在壓力下加熱時(shí)可從廢水ww中沉淀出的元素。因此，來自固體材料供應(yīng)源44的固體材料sm可經(jīng)由管道44a添加到流經(jīng)流體連接的管22d的廢水ww中，根據(jù)需要作為防垢劑，以防止這些固體顆粒和元素形成水垢。根據(jù)系統(tǒng)10的操作條件，也可以根據(jù)需要將其它添加劑加入或混入廢水ww中。例如，來自吸收劑材料供應(yīng)源30的含有堿性試劑如新鮮石灰石、caco3、石灰、熟石灰、碳酸鈉、天然堿、堿性飛灰等的吸收劑材料m可被添加到廢水ww中。因此，預(yù)先指定量的堿性試劑可以被供給到廢水ww中，使得廢水ww是富堿的并且在熱交換器40內(nèi)加壓加熱廢水ww期間相對(duì)于沉淀不溶性和重金屬化合物所需的量是過量的。此外，在吸收劑液體al中存在過量的堿性試劑有助于防止腐蝕，并且有助于通過捕獲來自流經(jīng)洗滌塔22的煙道氣中的酸性氣體元素，例如氯化氫(hcl)、氟化氫(hf)、二氧化硫(so2)、三氧化硫(so3)和硫酸(h2so4)，以形成固體顆粒來減少污染物排放，所述固體顆粒為例如亞硫酸鈣(caso3)、硫酸鈣(caso4)、氯化鈣(cacl2)和氟化鈣(caf2)。

來自熱交換器40的經(jīng)加熱的廢水ww經(jīng)由廢水導(dǎo)管40b流過閥40c并進(jìn)入流體連接的閃蒸器46。閥40c可操作用于廢水導(dǎo)管40b中的壓力降低，用于廢水ww在閃蒸器46內(nèi)的膨脹和閃蒸以在其中產(chǎn)生蒸汽st。在導(dǎo)管40b內(nèi)閥40c上游的壓力為約2巴至約20巴，或更優(yōu)選約3巴至約10巴。在導(dǎo)管40b內(nèi)閥40c下游的壓力為約大氣壓力或略高。來自閃蒸器46的任何冷凝的廢水ww被吸收進(jìn)入并與從系統(tǒng)10經(jīng)由管道46d去除的固體s一起，以用于其環(huán)境保守處置。任選地，除了來自熱交換器40的任何固體s之外，在顆粒收集系統(tǒng)20中收集的固體s可以經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管20c輸送到閃蒸器46。這樣，來自熱交換器40的固體s任選地與來自顆粒收集系統(tǒng)20的固體s組合，通過設(shè)置在管道46d中的螺桿或氣動(dòng)輸送器47定期性地從閃蒸器46移除，以用于系統(tǒng)10內(nèi)的其他位置、用于系統(tǒng)10外部、用于處理、或用于其環(huán)境保守處置。

在閃蒸之后，閃蒸器46中產(chǎn)生的蒸汽st可以經(jīng)由流體連接的管道46a供應(yīng)到流經(jīng)顆粒收集系統(tǒng)20上游的管道18a的煙道氣fg流，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)10的零廢水ww液體排放。任選地，作為系統(tǒng)10的替代或作為系統(tǒng)10的附加特征，在閃蒸器46產(chǎn)生的蒸汽st可以經(jīng)由流體連接的管道46a、46b供應(yīng)到流經(jīng)洗滌塔22上游的管道20a的煙道氣fg流中，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)10的零廢水ww液體排放。另一選擇是，作為系統(tǒng)10的替代或作為系統(tǒng)10的附加特征，在閃蒸器46中產(chǎn)生的蒸汽st可以用作補(bǔ)充水，經(jīng)由流體連接的管道46a、46b、46c供應(yīng)到管22c中的循環(huán)的吸收液體，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)10的零廢水ww液體排放。

本文公開了一種使用系統(tǒng)10用于濕煙道氣脫硫的方法，其中系統(tǒng)10沒有廢水ww排放。使用系統(tǒng)10的方法包括使用具有吸收劑液體al流的洗滌塔22，用于對(duì)流經(jīng)其中的煙道氣fg進(jìn)行濕煙道氣脫硫、加壓加熱和閃蒸在洗滌塔22中收集的廢水ww以產(chǎn)生蒸汽st和固體s廢物流，并且將所產(chǎn)生的蒸汽st供應(yīng)到顆粒收集系統(tǒng)20和洗滌塔22上游的煙道氣fg流，供應(yīng)到洗滌塔22上游的煙道氣fg流，或供應(yīng)到分散在洗滌塔22內(nèi)的在管22c中的循環(huán)的吸收劑液體al流，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)10的零廢水ww液體排放。

圖2中示出了本發(fā)明系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。圖2的實(shí)施例的許多特征可以與圖1所示的實(shí)施例的特征相同或相似。因此，可以與圖1的特征相同或相似的圖2的特征編號(hào)與圖1的那些相同，除了其前面的數(shù)字“2”。

現(xiàn)在參考圖2的舉例說明性實(shí)施例，本文公開了一種系統(tǒng)210，諸如發(fā)電廠或工業(yè)廠房，包括燃燒單元212，例如鍋爐組。燃燒單元212可以從氣體供應(yīng)源214經(jīng)由流體連接的供應(yīng)管214a而被供應(yīng)至少一種含氧氣體g，例如空氣、o2氣或包括o2氣的氣體。同樣，燃燒單元212通過流體連接的燃料管道216a從燃料供應(yīng)源216被供應(yīng)碳質(zhì)燃料f，用于在燃燒單元212內(nèi)燃燒燃料f。供應(yīng)到燃燒單元212的燃料f優(yōu)選為化石燃料，例如例如煤、油或天然氣。除了蒸汽之外，在燃燒單元212內(nèi)燃燒燃料f時(shí)產(chǎn)生煙道氣fg。由燃料f燃燒產(chǎn)生的蒸汽可以被輸送到渦輪機(jī)(未示出)以用于發(fā)電，或者用于其它用途，例如集中供熱、燃燒單元212預(yù)熱等。由燃料f燃燒產(chǎn)生的煙道氣fg包含例如但不限于硫氧化物和氯化氫的酸性氣體、灰分、重金屬和顆粒。在燃燒單元212中產(chǎn)生的煙道氣fg從燃燒單元212的內(nèi)部區(qū)域212d流出通過流體連接的導(dǎo)管212a進(jìn)入流體連接的空氣預(yù)熱器218的內(nèi)部區(qū)域218b?？諝忸A(yù)熱器218可操作以將熱能從流經(jīng)其中的熱煙道氣fg傳遞到同樣流經(jīng)其中的傳熱流體ht。傳熱流體ht可以是蒸汽、蒸汽冷凝物、加壓熱水、來自廢熱源的流體等。經(jīng)過空氣預(yù)熱器218的傳熱流體ht的流動(dòng)方向與經(jīng)過空氣預(yù)熱器218的熱煙道氣fg的流動(dòng)方向相反。在系統(tǒng)210內(nèi)使用經(jīng)加熱的傳熱流體ht，例如用于與燃燒單元212的操作有關(guān)的預(yù)加熱需求。傳熱流體ht在系統(tǒng)210內(nèi)循環(huán)，經(jīng)加熱的傳熱流體ht經(jīng)由流體連接的管道212b流出空氣預(yù)熱器218進(jìn)入燃燒單元212，并且冷卻的傳熱流體ht經(jīng)由流體連接的管道212c流出燃燒單元212進(jìn)入空氣預(yù)熱器218中。作為在空氣預(yù)熱器218中使用傳熱流體ht的可選添加項(xiàng)或替代項(xiàng)，至少一種含氧氣體g可以用于空氣預(yù)熱器218?？諝忸A(yù)熱器218本身可操作以將熱能從流經(jīng)其中的熱煙道氣fg傳遞到至少一種含氧氣體g，例如空氣、o2氣或包括o2氣的氣體，所述含氧氣體g來自氣體供應(yīng)源214，通過流體連接的供應(yīng)管214b循環(huán)到空氣預(yù)熱器218，含氧氣體g流經(jīng)該供應(yīng)管214b。經(jīng)過空氣預(yù)熱器218的至少一種含氧氣體g的流動(dòng)方向與經(jīng)過空氣預(yù)熱器218的熱煙道氣fg的流動(dòng)方向相反。經(jīng)加熱的至少一種含氧氣體g在燃燒單元212內(nèi)使用，用于增加燃燒單元效率。為此目的，在空氣預(yù)熱器218內(nèi)一旦被加熱的至少一種含氧氣體g經(jīng)由流體連接的管道212b流出空氣預(yù)熱器218進(jìn)入燃燒單元212。然后至少一種含氧氣體g經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管212a流出燃燒單元212，作為熱煙道氣fg進(jìn)入空氣預(yù)熱器218。

從空氣預(yù)熱器218的內(nèi)部區(qū)域218b，降低溫度的煙道氣fg經(jīng)由流體連接的管道218a流入顆粒收集系統(tǒng)220。顆粒收集系統(tǒng)220可以是袋濾室或靜電除塵器。顆粒收集系統(tǒng)220可操作以從流經(jīng)其內(nèi)部區(qū)域220b的煙道氣fg中去除固體s，例如飛灰、顆粒物質(zhì)和其它這樣的顆粒。在從煙道氣fg中去除固體s之后，煙道氣fg從顆粒收集系統(tǒng)220的內(nèi)部區(qū)域220b經(jīng)由流體連接的管道220a流經(jīng)洗滌塔222的入口234a。洗滌塔222可操作用于對(duì)流經(jīng)其中的煙道氣fg進(jìn)行濕煙道氣脫硫。當(dāng)煙道氣fg從入口234a向上流經(jīng)洗滌塔222的內(nèi)部區(qū)域222b時(shí)，吸收劑液體al從布置在洗滌塔222的上部區(qū)域226中的噴嘴224分散，用于其中的吸收劑液體al向下流動(dòng)。將來自供水系統(tǒng)228的水w和來自吸收劑材料供應(yīng)源230的吸收劑材料m例如新鮮石灰石、caco3、石灰、熟石灰、碳酸鈉、天然堿、堿性飛灰等混合以產(chǎn)生吸收劑液體al，經(jīng)由流體連接的管道228a、230a供應(yīng)到洗滌塔222。洗滌塔222內(nèi)的吸收劑液體al向下流動(dòng)與箭頭所示的向上流動(dòng)的煙道氣fg接觸并混合，從而從中吸收酸性氣體，例如硫氧化物。所得到的經(jīng)清潔的煙道氣cg從洗滌塔222的出口234b經(jīng)由流體連接的管道222a流到煙囪236。經(jīng)清潔的煙道氣cg從煙囪236釋放到環(huán)境中。在洗滌塔222的底部238中收集吸收劑液體al。在洗滌塔222中收集的吸收劑液體al可以經(jīng)由管222c循環(huán)到噴嘴224，用于分散在洗滌塔222內(nèi)。在洗滌塔222中收集的廢吸收劑液體al被凈化為廢水ww。經(jīng)凈化的廢水ww經(jīng)由布置在流體連接的管222d中的泵221從洗滌塔222泵送到熱交換器240。

熱交換器240可操作用于對(duì)在洗滌塔222中產(chǎn)生的廢水ww進(jìn)行加壓加熱。在熱交換器240內(nèi)的廢水ww的這種加壓加熱在約2巴至約20巴的壓力下，或優(yōu)選地在約3巴至約10巴的壓力下，以及在約100攝氏度至約200攝氏度的溫度下，或優(yōu)選地在約120攝氏度至約180攝氏度的溫度下發(fā)生。在操作中，來自洗滌塔222的廢水ww經(jīng)由泵221經(jīng)過流體連接的管222d泵送到熱交換器240的內(nèi)部240a中。與廢水ww經(jīng)過熱交換器240的流動(dòng)方向相反的是熱煙道氣fg經(jīng)過熱交換器240的方向。來自燃燒單元212的熱煙道氣fg經(jīng)由導(dǎo)管212和流體連接的管道215循環(huán)到熱交換器240。在熱交換器240內(nèi)，熱煙道氣fg傳遞熱能用于廢水ww的加壓加熱。此后，所得到的冷卻的煙道氣fg經(jīng)由流體連接的管道217從熱交換器240繼續(xù)循環(huán)到顆粒收集系統(tǒng)220上游的管道218a。

供應(yīng)到熱交換器240的廢水ww可以包含固體材料，例如懸浮在廢水ww中的固體顆粒。廢水ww還可包含當(dāng)廢水ww在熱交換器240內(nèi)在壓力下加熱時(shí)可從廢水ww中沉淀出的元素。因此，來自固體材料供應(yīng)源244的固體材料sm可經(jīng)由管道244a添加到流經(jīng)流體連接的管222d的廢水ww中，根據(jù)需要作為防垢劑，以防止這些固體顆粒和元素形成水垢。根據(jù)系統(tǒng)210的操作條件，也可以根據(jù)需要將其它添加劑加入或混入廢水ww中。例如，來自吸收劑材料供應(yīng)源230的含有堿性試劑如新鮮石灰石、caco3、石灰、熟石灰、碳酸鈉、天然堿、堿性飛灰等的吸收劑材料m可被添加到廢水ww中。因此，預(yù)先指定量的堿性試劑可以被供給到廢水ww中，使得廢水ww是富堿的并且在熱交換器240內(nèi)加壓加熱廢水ww期間相對(duì)于沉淀不溶性和重金屬化合物所需的量是過量的。此外，在吸收劑液體al中存在過量的堿性試劑有助于防止腐蝕，并且有助于通過捕獲來自流經(jīng)洗滌塔222的煙道氣fg中的酸性氣體元素，例如氯化氫(hcl)、氟化氫(hf)、二氧化硫(so2)、三氧化硫(so3)和硫酸(h2so4)，以形成固體顆粒來減少污染物排放，所述固體顆粒為例如亞硫酸鈣(caso3)、硫酸鈣(caso4)、氯化鈣(cacl2)和氟化鈣(caf2)。

來自熱交換器240的經(jīng)加熱的廢水ww經(jīng)由廢水導(dǎo)管240b流經(jīng)閥240c并進(jìn)入流體連接的閃蒸器246。閥240c可操作用于廢水導(dǎo)管240b中的壓力降低，用于廢水ww在閃蒸器246內(nèi)的膨脹和閃蒸以產(chǎn)生蒸汽st。在導(dǎo)管240b內(nèi)閥240c上游的壓力為約2巴至約20巴，或更優(yōu)選約3巴至約10巴。在導(dǎo)管240b內(nèi)閥240c下游的壓力為約大氣壓力或略高。來自閃蒸器246的任何冷凝的廢水ww被吸收進(jìn)入并與從系統(tǒng)210經(jīng)由管道246d去除的固體s一起，以用于其環(huán)境保守處置。任選地，除了來自熱交換器240的任何固體s之外，在顆粒收集系統(tǒng)220中收集的固體s可以經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管220c輸送到閃蒸器246。這樣，來自熱交換器240的固體s任選地與來自顆粒收集系統(tǒng)220的固體s組合，通過設(shè)置在管道246d中的螺桿或氣動(dòng)輸送器247定期性地從閃蒸器246移除，以用于系統(tǒng)210內(nèi)的其他位置、用于系統(tǒng)210外部、用于處理、或用于其環(huán)境保守處置。

在閃蒸之后，閃蒸器246中產(chǎn)生的蒸汽st可以經(jīng)由流體連接的管道246a供應(yīng)到流經(jīng)顆粒收集系統(tǒng)220上游的管道218a的煙道氣fg流，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)210的零廢水ww液體排放。任選地，作為系統(tǒng)210的替代或作為系統(tǒng)210的附加特征，在閃蒸器246產(chǎn)生的蒸汽st可以經(jīng)由流體連接的管道246a、246b供應(yīng)到流經(jīng)洗滌塔222上游的管道220a的煙道氣fg流中，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)210的零廢水ww液體排放。另一選擇是，作為系統(tǒng)210的替代或作為系統(tǒng)210的附加特征，在閃蒸器246中產(chǎn)生的蒸汽st可以用作補(bǔ)充水，經(jīng)由流體連接的管道246a、246b、246c供應(yīng)到管222c中的循環(huán)的吸收液體，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)210的零廢水ww液體排放。

本文公開了一種使用系統(tǒng)210用于濕煙道氣脫硫的方法，其中系統(tǒng)210沒有廢水ww排放。使用系統(tǒng)210的方法包括使用具有吸收劑液體al流的洗滌塔222，用于對(duì)流經(jīng)其中的煙道氣fg進(jìn)行濕煙道氣脫硫、加壓加熱和閃蒸在洗滌塔222中收集的廢水ww以產(chǎn)生蒸汽st和固體s廢物流，并且將所產(chǎn)生的蒸汽st供應(yīng)到顆粒收集系統(tǒng)220和洗滌塔222上游的煙道氣fg流，供應(yīng)到洗滌塔222上游的煙道氣fg流，或供應(yīng)到分散在洗滌塔222內(nèi)的在管222c中的循環(huán)的吸收劑液體al流，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)210的零廢水ww液體排放。

圖3中示出了本發(fā)明系統(tǒng)的另一實(shí)施例。圖3的實(shí)施例的許多特征可以與圖1所示的實(shí)施例的特征相同或相似。因此，可以與圖1的特征相同或類似的圖3的特征被編號(hào)與圖1的那些相同，除了在之前的數(shù)字“3”。

現(xiàn)在參考圖3的舉例說明性實(shí)施例，本文公開了一種系統(tǒng)310，諸如發(fā)電廠或工業(yè)廠房，包括燃燒單元312，例如鍋爐組。燃燒單元312可以從氣體供應(yīng)源314經(jīng)由流體連接的供應(yīng)管314a而被供應(yīng)至少一種含氧氣體g，例如空氣、o2氣或包括o2氣的氣體。同樣，燃燒單元312通過流體連接的燃料管道316a從燃料供應(yīng)源316被供應(yīng)碳質(zhì)燃料f，用于在燃燒單元312內(nèi)燃燒燃料f。供應(yīng)到燃燒單元312的燃料f優(yōu)選為化石燃料，例如例如煤、油或天然氣。除了蒸汽之外，在燃燒單元312內(nèi)燃燒燃料f時(shí)產(chǎn)生煙道氣fg。由燃料f燃燒產(chǎn)生的蒸汽可以被輸送到渦輪機(jī)(未示出)以用于發(fā)電，或者用于其它用途，例如集中供熱、燃燒單元312預(yù)熱等。由燃料f燃燒產(chǎn)生的煙道氣fg包含例如但不限于硫氧化物和氯化氫的酸性氣體、灰分、重金屬和顆粒。在燃燒單元312中產(chǎn)生的煙道氣fg從燃燒單元312的內(nèi)部區(qū)域312d流出通過流體連接的導(dǎo)管312a進(jìn)入流體連接的空氣預(yù)熱器318的內(nèi)部區(qū)域318b?？諝忸A(yù)熱器318可操作以將熱能從流經(jīng)其中的熱煙道氣fg傳遞到同樣流經(jīng)其中的傳熱流體ht。傳熱流體ht可以是蒸汽、蒸汽冷凝物、加壓熱水、來自廢熱源的流體等。經(jīng)過空氣預(yù)熱器318的傳熱流體ht的流動(dòng)方向與經(jīng)過空氣預(yù)熱器318的熱煙道氣fg的流動(dòng)方向相反。在系統(tǒng)310內(nèi)使用經(jīng)加熱的傳熱流體ht，例如用于與燃燒單元312的操作有關(guān)的預(yù)加熱需求。傳熱流體ht在系統(tǒng)310內(nèi)循環(huán)，經(jīng)加熱的傳熱流體ht經(jīng)由流體連接的管道312b流出空氣預(yù)熱器318進(jìn)入燃燒單元312，并且冷卻的傳熱流體ht經(jīng)由流體連接的管道312c流出燃燒單元312進(jìn)入空氣預(yù)熱器318中。作為在空氣預(yù)熱器318中使用傳熱流體ht的可選添加項(xiàng)或替代項(xiàng)，至少一種含氧氣體g可以用于空氣預(yù)熱器318?？諝忸A(yù)熱器318本身可操作以將熱能從流經(jīng)其中的熱煙道氣fg傳遞到至少一種含氧氣體g，例如空氣、o2氣或包括o2氣的氣體，所述含氧氣體g來自氣體供應(yīng)源314，通過流體連接的供應(yīng)管314b循環(huán)到空氣預(yù)熱器318，含氧氣體g流經(jīng)該供應(yīng)管314b。經(jīng)過空氣預(yù)熱器318的至少一種含氧氣體g的流動(dòng)方向與經(jīng)過空氣預(yù)熱器318的熱煙道氣fg的流動(dòng)方向相反。經(jīng)加熱的至少一種含氧氣體g在燃燒單元312內(nèi)使用，用于增加燃燒單元效率。為此目的，在空氣預(yù)熱器318內(nèi)一旦被加熱的至少一種含氧氣體g經(jīng)由流體連接的管道312b流出空氣預(yù)熱器318進(jìn)入燃燒單元312。然后至少一種含氧氣體g經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管312a流出燃燒單元312，作為熱煙道氣fg進(jìn)入空氣預(yù)熱器318。

從空氣預(yù)熱器318的內(nèi)部區(qū)域318b，降低溫度的煙道氣fg經(jīng)由流體連接的管道318a流入顆粒收集系統(tǒng)320。顆粒收集系統(tǒng)320可以是袋濾室或靜電除塵器。顆粒收集系統(tǒng)320可操作以從流經(jīng)其內(nèi)部區(qū)域320b的煙道氣fg中去除固體s，例如飛灰、顆粒物質(zhì)和其它這樣的顆粒。在從煙道氣fg中去除固體s之后，煙道氣fg從顆粒收集系統(tǒng)320的內(nèi)部區(qū)域320b經(jīng)由流體連接的管道320a流經(jīng)洗滌塔322的入口334a。洗滌塔322可操作用于對(duì)流經(jīng)其中的煙道氣fg進(jìn)行濕煙道氣脫硫。當(dāng)煙道氣fg從入口334a向上流經(jīng)洗滌塔322的內(nèi)部區(qū)域322b時(shí)，吸收劑液體al從布置在洗滌塔322的上部區(qū)域326中的噴嘴324分散，用于其中的吸收劑液體al向下流動(dòng)。將來自供水系統(tǒng)328的水w和來自吸收劑材料供應(yīng)源330的吸收劑材料m，例如新鮮石灰石、caco3、石灰、熟石灰、碳酸鈉、天然堿、堿性飛灰等混合以產(chǎn)生吸收劑液體al，經(jīng)由流體連接的管道328a、330a供應(yīng)到洗滌塔322。洗滌塔322內(nèi)的吸收劑液體al向下流動(dòng)與箭頭所示的向上流動(dòng)的煙道氣fg接觸并混合，從而從中吸收酸性氣體，例如硫氧化物。所得到的經(jīng)清潔的煙道氣cg從洗滌塔322的出口334b經(jīng)由流體連接的管道322a流到煙囪336。經(jīng)清潔的煙道氣cg從煙囪336釋放到環(huán)境中。在洗滌塔322的底部338中收集吸收劑液體al。在洗滌塔322中收集的吸收劑液體al可以經(jīng)由管322c循環(huán)到噴嘴324，用于分散在洗滌塔322內(nèi)。在洗滌塔322中收集的廢吸收劑液體al被凈化為廢水ww。經(jīng)凈化的廢水ww經(jīng)由布置在流體連接的管322d中的泵321從洗滌塔322泵送到熱交換器340。

熱交換器340可操作用于對(duì)在洗滌塔322中產(chǎn)生的廢水ww進(jìn)行加壓加熱。在熱交換器340內(nèi)的廢水ww的這種加壓加熱在約2巴至約20巴的壓力下，或優(yōu)選地在約3巴至約10巴的壓力下，以及在約100攝氏度至約200攝氏度的溫度下，或優(yōu)選地在約120攝氏度至約180攝氏度的溫度下發(fā)生。在操作中，來自洗滌塔322的廢水ww經(jīng)由泵321經(jīng)過流體連接的管322d泵送到熱交換器340的內(nèi)部340a中。與廢水ww經(jīng)過熱交換器340的流動(dòng)方向相反的是傳熱劑ta經(jīng)過熱交換器340的方向。傳熱劑ta可以為蒸汽、蒸汽冷凝物、加壓熱水、來自廢熱源的這種流體等。傳熱劑ta可以經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管342a從加熱傳熱劑ta的熱源342循環(huán)到熱交換器340。在熱交換器340內(nèi)，傳熱劑ta傳遞所儲(chǔ)存的熱能用于廢水ww的加壓加熱。此后，所得到的冷卻的傳熱劑ta經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管342b從熱交換器340繼續(xù)循環(huán)到熱源342。

供應(yīng)到熱交換器340的廢水ww可以包含固體材料，例如懸浮在廢水ww中的固體顆粒。廢水ww還可包含當(dāng)廢水ww在熱交換器340內(nèi)在壓力下加熱時(shí)可從廢水ww中沉淀出的元素。因此，來自固體材料供應(yīng)源344的固體材料sm可經(jīng)由管道344a添加到流經(jīng)流體連接的管322d的廢水ww中，根據(jù)需要作為防垢劑，以防止這些固體顆粒和元素形成水垢。根據(jù)操作條件，也可以根據(jù)需要將其它添加劑加入或混入廢水ww中。例如，在廢水ww被供給到熱交換器340之前，來自石灰和/或石膏供應(yīng)源348的石灰和/或石膏l(xiāng)g可以經(jīng)由流體連接的管348a供應(yīng)到廢水管322d，以便在加壓加熱廢水ww期間相對(duì)于沉淀不溶性和重金屬化合物。此外，固體分離器350可以布置在廢水管322d中，以控制廢水ww中的固體s的水平。因此，可以使用固體分離器350從廢水ww中除去固體s，其中廢水ww流出固體分離器350并且經(jīng)由流體連接的管350a進(jìn)入熱交換器340。這樣去除的固體s在系統(tǒng)310中的其他地方使用或以環(huán)境保守的方式經(jīng)由管道350b丟棄。作為另一個(gè)實(shí)例，來自吸收劑材料供應(yīng)源330的含有堿性試劑如新鮮石灰石、caco3、石灰、熟石灰、碳酸鈉、天然堿、堿性飛灰等的吸收劑材料m可被添加到廢水ww中。因此，預(yù)先指定量的堿性試劑可以被供給到廢水ww中，使得廢水ww是富堿的并且在熱交換器340內(nèi)加壓加熱廢水ww期間相對(duì)于沉淀不溶性和重金屬化合物所需的量是過量的。此外，在吸收劑液體al中存在過量的堿性試劑有助于防止腐蝕，并且有助于通過捕獲來自流經(jīng)洗滌塔322的煙道氣中的酸性氣體元素，例如氯化氫(hcl)、氟化氫(hf)、二氧化硫(so2)、三氧化硫(so3)和硫酸(h2so4)，以形成固體顆粒來減少污染物排放，所述固體顆粒為例如亞硫酸鈣(caso3)、硫酸鈣(caso4)、氯化鈣(cacl2)和氟化鈣(caf2)。

來自熱交換器340的經(jīng)加熱的廢水ww經(jīng)由廢水導(dǎo)管340b流過閥340c并進(jìn)入流體連接的閃蒸器346。閥340c可操作用于廢水導(dǎo)管340b中的壓力降低，用于廢水ww在閃蒸器346內(nèi)的膨脹和閃蒸以在其中產(chǎn)生蒸汽st。在導(dǎo)管340b內(nèi)閥340c上游的壓力為約2巴至約20巴，或更優(yōu)選約3巴至約10巴。在導(dǎo)管340b內(nèi)閥340c下游的壓力為約大氣壓力或略高。來自閃蒸器346的任何冷凝的廢水ww被吸收進(jìn)入并與從系統(tǒng)310經(jīng)由管道346d去除的固體s一起，以用于其環(huán)境保守處置。任選地，除了來自熱交換器340的任何固體s之外，在顆粒收集系統(tǒng)320中收集的固體s可以經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管320c輸送到閃蒸器346。這樣，來自熱交換器340的固體s任選地與來自顆粒收集系統(tǒng)320的固體s組合，通過設(shè)置在管道346d中的螺桿或氣動(dòng)輸送器347定期性地從閃蒸器346移除，以用于系統(tǒng)310內(nèi)的其他位置、用于系統(tǒng)310外部、用于處理、或用于其環(huán)境保守處置。

在閃蒸之后，閃蒸器346中產(chǎn)生的蒸汽st可以經(jīng)由流體連接的管道346a供應(yīng)到流經(jīng)顆粒收集系統(tǒng)320上游的管道318a的煙道氣fg流，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)310的零廢水ww液體排放。任選地，作為系統(tǒng)310的替代或作為系統(tǒng)310的附加特征，在閃蒸器346產(chǎn)生的蒸汽st可以經(jīng)由流體連接的管道346a、346b供應(yīng)到流經(jīng)洗滌塔322上游的管道320a的煙道氣fg流中，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)310的零廢水ww液體排放。另一選擇是，作為系統(tǒng)310的替代或作為系統(tǒng)310的附加特征，在閃蒸器346中產(chǎn)生的蒸汽st可以用作補(bǔ)充水，經(jīng)由流體連接的管道346a、346b、346c供應(yīng)到管322c中的循環(huán)的吸收液體，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)310的零廢水ww液體排放。

本文公開了一種使用系統(tǒng)310用于濕煙道氣脫硫的方法，其中系統(tǒng)310沒有廢水ww排放。使用系統(tǒng)310的方法包括使用具有吸收液體流的洗滌塔322，用于對(duì)流經(jīng)其中的煙道氣fg進(jìn)行濕煙道氣脫硫、加壓加熱和閃蒸在洗滌塔322中收集的廢水ww以產(chǎn)生蒸汽st和固體s廢物流，并且將所產(chǎn)生的蒸汽st供應(yīng)到顆粒收集系統(tǒng)320和洗滌塔322上游的煙道氣fg流，供應(yīng)到洗滌塔322上游的煙道氣fg流，或供應(yīng)到分散在洗滌塔322內(nèi)的在管322c中的循環(huán)的吸收劑液體al流，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)310的零廢水ww液體排放。

圖4中示出了本發(fā)明系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。圖4的實(shí)施例的許多特征可以與圖1所示的實(shí)施例的特征相同或相似。因此，可以與圖1的特征相同或類似的圖4的特征被編號(hào)為與圖1的那些相同，除了在其前面的數(shù)字“4”。

現(xiàn)在參考圖4的舉例說明性實(shí)施例，參考圖4，本文公開了一種系統(tǒng)410，諸如發(fā)電廠或工業(yè)廠房，包括燃燒單元412，例如鍋爐組。燃燒單元412可以從氣體供應(yīng)源414經(jīng)由流體連接的供應(yīng)管414a而被供應(yīng)至少一種含氧氣體g，例如空氣、o2氣或包括o2氣的氣體。同樣，燃燒單元412通過流體連接的燃料管道416a從燃料供應(yīng)源416被供應(yīng)碳質(zhì)燃料f，用于在燃燒單元412內(nèi)燃燒燃料f。供應(yīng)到燃燒單元412的燃料f優(yōu)選為化石燃料，例如例如煤、油或天然氣。除了蒸汽之外，在燃燒單元412內(nèi)燃燒燃料f時(shí)產(chǎn)生煙道氣fg。由燃料f燃燒產(chǎn)生的蒸汽可以被輸送到渦輪機(jī)(未示出)以用于發(fā)電，或者用于其它用途，例如集中供熱、燃燒單元412預(yù)熱等。由燃料f燃燒產(chǎn)生的煙道氣fg包含例如但不限于硫氧化物和氯化氫的酸性氣體、灰分、重金屬和顆粒。在燃燒單元412中產(chǎn)生的煙道氣fg從燃燒單元412的內(nèi)部區(qū)域412d流出通過流體連接的導(dǎo)管412a進(jìn)入流體連接的空氣預(yù)熱器418的內(nèi)部區(qū)域418b。空氣預(yù)熱器418可操作以將熱能從流經(jīng)其中的熱煙道氣fg傳遞到同樣流經(jīng)其中的傳熱流體ht。傳熱流體ht可以是蒸汽、蒸汽冷凝物、加壓熱水、來自廢熱源的流體等。經(jīng)過空氣預(yù)熱器418的傳熱流體ht的流動(dòng)方向與經(jīng)過空氣預(yù)熱器418的熱煙道氣fg的流動(dòng)方向相反。在系統(tǒng)410內(nèi)使用經(jīng)加熱的傳熱流體ht，例如用于與燃燒單元412的操作有關(guān)的預(yù)加熱需求。傳熱流體ht在系統(tǒng)410內(nèi)循環(huán)，經(jīng)加熱的傳熱流體ht經(jīng)由流體連接的管道412b流出空氣預(yù)熱器418進(jìn)入燃燒單元412，并且冷卻的傳熱流體ht經(jīng)由流體連接的管道412c流出燃燒單元412進(jìn)入空氣預(yù)熱器418中。作為在空氣預(yù)熱器418中使用傳熱流體ht的可選添加項(xiàng)或替代項(xiàng)，至少一種含氧氣體g可以用于空氣預(yù)熱器418?？諝忸A(yù)熱器418本身可操作以將熱能從流經(jīng)其中的熱煙道氣fg傳遞到至少一種含氧氣體g，例如空氣、o2氣或包括o2氣的氣體，所述含氧氣體g來自氣體供應(yīng)源414，通過流體連接的供應(yīng)管414b循環(huán)到空氣預(yù)熱器418，含氧氣體g流經(jīng)該供應(yīng)管414b。經(jīng)過空氣預(yù)熱器418的至少一種含氧氣體g的流動(dòng)方向與經(jīng)過空氣預(yù)熱器418的熱煙道氣fg的流動(dòng)方向相反。經(jīng)加熱的至少一種含氧氣體g在燃燒單元412內(nèi)使用，用于增加燃燒單元效率。為此目的，在空氣預(yù)熱器418內(nèi)一旦被加熱的至少一種含氧氣體g經(jīng)由流體連接的管道412b流出空氣預(yù)熱器418進(jìn)入燃燒單元412。然后至少一種含氧氣體g經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管412a流出燃燒單元412，作為熱煙道氣fg進(jìn)入空氣預(yù)熱器418。

從空氣預(yù)熱器418的內(nèi)部區(qū)域418b，降低溫度的煙道氣fg經(jīng)由流體連接的管道418a流入顆粒收集系統(tǒng)420。顆粒收集系統(tǒng)420可以是袋濾室或靜電除塵器。顆粒收集系統(tǒng)420可操作以從流經(jīng)其內(nèi)部區(qū)域420b的煙道氣fg中去除固體s，例如飛灰、顆粒物質(zhì)和其它這樣的顆粒。在從煙道氣fg中去除固體s之后，煙道氣fg從顆粒收集系統(tǒng)420的內(nèi)部區(qū)域420b經(jīng)由流體連接的管道420a流經(jīng)洗滌塔422的入口434a。洗滌塔422可操作用于對(duì)流經(jīng)其中的煙道氣fg進(jìn)行濕煙道氣脫硫。當(dāng)煙道氣fg從入口434a向上流經(jīng)洗滌塔422的內(nèi)部區(qū)域422b時(shí)，吸收劑液體al從布置在洗滌塔422的上部區(qū)域426中的噴嘴424分散，用于其中的吸收劑液體al向下流動(dòng)。將來自供水系統(tǒng)428的水w和來自吸收劑材料供應(yīng)源430的吸收劑材料m，例如新鮮石灰石、caco3、石灰、熟石灰、碳酸鈉、天然堿、堿性飛灰等混合以產(chǎn)生吸收劑液體al，經(jīng)由流體連接的管道428a、430a供應(yīng)到洗滌塔422。洗滌塔422內(nèi)的吸收劑液體al向下流動(dòng)與箭頭所示的向上流動(dòng)的煙道氣fg接觸并混合，從而從中吸收酸性氣體，例如硫氧化物。所得到的經(jīng)清潔的煙道氣cg從洗滌塔422的出口434b經(jīng)由流體連接的管道422a流到煙囪436。經(jīng)清潔的煙道氣cg從煙囪436釋放到環(huán)境中。在洗滌塔422的底部438中收集吸收劑液體al。在洗滌塔422中收集的吸收劑液體al可以經(jīng)由管422c循環(huán)到噴嘴424，用于分散在洗滌塔422內(nèi)。在洗滌塔422中收集的廢吸收劑液體al被凈化為廢水ww。經(jīng)凈化的廢水ww經(jīng)由布置在流體連接的管422d中的泵421從洗滌塔422泵送到熱交換器440。

熱交換器440可操作用于對(duì)在洗滌塔422中產(chǎn)生的廢水ww進(jìn)行加壓加熱。在熱交換器440內(nèi)的廢水ww的這種加壓加熱在約2巴至約20巴的壓力下，或優(yōu)選地在約3巴至約10巴的壓力下，以及在約100攝氏度至約200攝氏度的溫度下，或優(yōu)選地在約120攝氏度至約180攝氏度的溫度下發(fā)生。在操作中，來自洗滌塔422的廢水ww經(jīng)由泵421經(jīng)過流體連接的管422d泵送到熱交換器440的內(nèi)部440a中。與廢水ww經(jīng)過熱交換器440的流動(dòng)方向相反的是熱煙道氣流經(jīng)過熱交換器440的方向。來自燃燒單元412的熱煙道氣fg經(jīng)由管道412a和流體連接的管道415循環(huán)到熱交換器440。在熱交換器440內(nèi)，熱煙道氣fg傳遞熱能用于廢水ww的加壓加熱。此后，所得到的冷卻的煙道氣fg經(jīng)由流體連接的管道417從熱交換器440繼續(xù)循環(huán)到顆粒收集系統(tǒng)420上游的管道418a中。

供應(yīng)到熱交換器440的廢水ww可以包含固體材料，例如懸浮在廢水ww中的固體顆粒。廢水ww還可包含當(dāng)廢水ww在熱交換器440內(nèi)在壓力下加熱時(shí)可從廢水ww中沉淀出的元素。因此，來自固體材料供應(yīng)源444的固體材料sm可經(jīng)由管道444a添加到流經(jīng)流體連接的管422d的廢水ww中，根據(jù)需要作為防垢劑，以防止這些固體顆粒和元素形成水垢。根據(jù)操作條件，也可以根據(jù)需要將其它添加劑加入或混入廢水ww中。例如，在廢水ww被供給到熱交換器440之前，來自石灰和/或石膏供應(yīng)源448的石灰和/或石膏l(xiāng)g可以經(jīng)由流體連接的管448a供應(yīng)到廢水管422d，以便在加壓加熱廢水ww期間相對(duì)于沉淀不溶性和重金屬化合物。此外，固體分離器450可以布置在廢水管422d中，以控制廢水ww中的固體s的水平。因此，可以使用固體分離器450從廢水ww中除去固體s，其中廢水ww流出固體分離器450并且經(jīng)由流體連接的管450a進(jìn)入熱交換器440。這樣去除的固體s在系統(tǒng)410中的其他地方使用或以環(huán)境保守的方式經(jīng)由管道450b丟棄。作為另一個(gè)實(shí)例，來自吸收劑材料供應(yīng)源430的含有堿性試劑如新鮮石灰石、caco3、石灰、熟石灰、碳酸鈉、天然堿、堿性飛灰等的吸收劑材料m可被添加到廢水ww中。因此，預(yù)先指定量的堿性試劑可以被供給到廢水ww中，使得廢水ww是富堿的并且在熱交換器440內(nèi)加壓加熱廢水ww期間相對(duì)于沉淀不溶性和重金屬化合物所需的量是過量的。此外，在吸收劑液體al中存在過量的堿性試劑有助于防止腐蝕，并且有助于通過捕獲來自流經(jīng)洗滌塔422的煙道氣中的酸性氣體元素，例如氯化氫(hcl)、氟化氫(hf)、二氧化硫(so2)、三氧化硫(so3)和硫酸(h2so4)，以形成固體顆粒來減少污染物排放，所述固體顆粒為例如亞硫酸鈣(caso3)、硫酸鈣(caso4)、氯化鈣(cacl2)和氟化鈣(caf2)。

來自熱交換器440的經(jīng)加熱的廢水ww經(jīng)由廢水導(dǎo)管440b流過閥440c并進(jìn)入流體連接的閃蒸器446。閥440c可操作用于廢水導(dǎo)管440b中的壓力降低，用于廢水ww在閃蒸器446內(nèi)的膨脹和閃蒸以在其中產(chǎn)生蒸汽st。在導(dǎo)管440b內(nèi)閥440c上游的壓力為約2巴至約20巴，或更優(yōu)選約3巴至約10巴。在導(dǎo)管440b內(nèi)閥440c下游的壓力為約大氣壓力或略高。來自閃蒸器446的任何冷凝的廢水ww被吸收進(jìn)入并與從系統(tǒng)410經(jīng)由管道446d去除的固體s一起，以用于其環(huán)境保守處置。任選地，除了來自熱交換器440的任何固體s之外，在顆粒收集系統(tǒng)420中收集的固體s可以經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管420c輸送到閃蒸器446。這樣，來自熱交換器440的固體s任選地與來自顆粒收集系統(tǒng)420的固體s組合，通過設(shè)置在管道446d中的螺桿或氣動(dòng)輸送器447定期性地從閃蒸器446移除，以用于系統(tǒng)410內(nèi)的其他位置、用于系統(tǒng)410外部、用于處理、或用于其環(huán)境保守處置。

在閃蒸之后，閃蒸器446中產(chǎn)生的蒸汽st可以經(jīng)由流體連接的管道446a供應(yīng)到流經(jīng)顆粒收集系統(tǒng)420上游的管道418a的煙道氣fg流，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)410的零廢水ww液體排放。任選地，作為系統(tǒng)410的替代或作為系統(tǒng)410的附加特征，在閃蒸器446產(chǎn)生的蒸汽st可以經(jīng)由流體連接的管道446a、446b供應(yīng)到流經(jīng)洗滌塔422上游的管道420a的煙道氣fg流中，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)410的零廢水ww液體排放。另一選擇是，作為系統(tǒng)410的替代或作為系統(tǒng)410的附加特征，在閃蒸器446中產(chǎn)生的蒸汽st可以用作補(bǔ)充水，經(jīng)由流體連接的管道446a、446b、446c供應(yīng)到管422c中的循環(huán)的吸收液體，以實(shí)現(xiàn)或有助于系統(tǒng)410的零廢水ww液體排放。

本文公開了一種使用系統(tǒng)410用于濕煙道氣脫硫的方法，其中系統(tǒng)410沒有廢水ww排放。使用系統(tǒng)410的方法包括使用具有吸收劑液體al流的洗滌塔422，用于對(duì)流經(jīng)其中的煙道氣fg進(jìn)行濕煙道氣脫硫、加壓加熱和閃蒸在洗滌塔422中收集的廢水ww以產(chǎn)生蒸汽st和固體s廢物流，并且將所產(chǎn)生的蒸汽st供應(yīng)到顆粒收集系統(tǒng)420和洗滌塔422上游的煙道氣fg流，供應(yīng)到洗滌塔422上游的煙道氣fg流或供應(yīng)到循環(huán)分散在洗滌塔422內(nèi)的管422c中的吸收劑液體al流，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)410的零廢水ww液體排放。

總之，所公開的用于蒸發(fā)廢水ww和減少酸性氣體排放的本發(fā)明的系統(tǒng)10、210、310、410包括濕式洗滌塔22、222、322、422，該洗滌塔經(jīng)由噴嘴24、224、324、424供應(yīng)分散在其中的吸收劑液體al，用于從流經(jīng)其中的包含一種或多種酸性氣體的煙道氣fg中吸收酸性氣體；熱交換器40、240、340、440，可操作其用于對(duì)濕式洗滌塔22、222、322、422中產(chǎn)生的廢水ww進(jìn)行加壓加熱，以產(chǎn)生經(jīng)加熱的廢水ww；以及閃蒸器46、246、346、446，可操作其用于使經(jīng)加熱的廢水ww閃蒸，以產(chǎn)生供應(yīng)到顆粒收集系統(tǒng)20、220、320、420和濕式洗滌塔22、222、322、422上游的煙道氣fg流的蒸汽st，供應(yīng)到濕式洗滌塔22、222、322、422上游的煙道氣fg流的蒸汽st，或供應(yīng)到在管道22c、222c、322c、422c中循環(huán)到濕式洗滌塔22、222、322、422的吸收劑液體al的蒸汽st，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)10、210、310、410零廢水ww液體排放。如所公開的，本發(fā)明的熱交換器40、240、340、440在約2巴至約20巴的壓力和約100攝氏度至大約200攝氏度的溫度下操作。作為選擇，來自系統(tǒng)10、210、310、410的煙道氣fg，來自不同系統(tǒng)的煙道氣fg和/或非煙道氣傳熱劑可以用于將熱能供應(yīng)到本發(fā)明的熱交換器240、440。因此，在濕式洗滌塔222、422中的煙道氣fg脫硫之前，煙道氣fg可以經(jīng)由管道215、415轉(zhuǎn)移到熱交換器240、440。轉(zhuǎn)移的煙道氣fg的溫度范圍優(yōu)選地為約100攝氏度至約500攝氏度，或約250攝氏度至約350攝氏度，以向熱交換器240、440提供必要的熱能。作為另一選擇，傳熱劑ta可用于向熱交換器40、340提供熱能。在熱交換器40、240、340、440中加熱廢水ww加熱之前，來自固體材料供應(yīng)源44、244、344、444的固體材料sm可以作為防垢劑添加到廢水ww中。

總之，所公開的用于蒸發(fā)廢水ww和減少酸性氣體排放的本發(fā)明的方法包括：使用具有吸收劑液體al流的濕式洗滌塔22、222、322、422用于對(duì)流經(jīng)的煙道氣fg進(jìn)行脫硫；通過使用熱和壓力在熱交換器40、240、340、440中對(duì)在濕式洗滌塔22、222、322、422中收集的廢水ww進(jìn)行加壓加熱，從而產(chǎn)生經(jīng)加熱的廢水ww；并且將經(jīng)加熱的廢水ww供應(yīng)到閃蒸器46、246、346、446以產(chǎn)生蒸汽st，所述蒸汽st供應(yīng)到顆粒收集系統(tǒng)20、220、320、420和濕式洗滌塔22、222、322、422上游的煙道氣fg流中，供應(yīng)到在濕式洗滌塔22、222、322、422上游的煙道氣fg流中，或供應(yīng)到分散在濕式洗滌塔22、222、322、422內(nèi)的管22c、222c、322c、422c中的吸收劑液體al的循環(huán)流中，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)10、210、310、410零廢水ww液體排放。在濕式洗滌塔22、222、322、422中使用的吸收劑液體al包括水和堿性試劑。在濕式洗滌塔22、222、322、422中使用的吸收劑液體al可以包括水和新鮮石灰石、石灰、熟石灰、碳酸鈉、天然堿、堿性飛灰等。在本發(fā)明的方法中使用的熱交換器40、240、340、440用于在約2巴至約20巴的壓力和約100攝氏度至約200攝氏度的溫度下對(duì)廢水ww進(jìn)行加壓加熱。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法，來自轉(zhuǎn)移的煙道氣fg的熱能可以用于熱交換器240、440中，用于廢水ww的加壓加熱。經(jīng)加熱的廢水ww流入閃蒸器46、246、346、446以產(chǎn)生用作濕式洗滌塔22、222、322、422中的補(bǔ)充水或用于加濕煙道氣fg的蒸汽st。

應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)舉例說明用于蒸發(fā)廢水ww和減少酸性氣體排放的本發(fā)明系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行各種改變，以考慮不同的系統(tǒng)和方法設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。例如，用于將不同流體輸送到系統(tǒng)的不同部件和從系統(tǒng)的不同部件輸送不同流體的導(dǎo)管的尺寸、形狀或構(gòu)造可以是多種合適形狀、尺寸或構(gòu)造中的任何一種，并且包括多種不同導(dǎo)管元件中的任何一種，例如容器、閥、管、管子、槽、管道或傳感器。煙道氣fg、廢水ww和其它流體流動(dòng)所處于或保持的溫度和/或壓力也可以是多個(gè)合適的范圍中的任何一個(gè)，以滿足特定的一組設(shè)計(jì)目標(biāo)。

雖然已經(jīng)參照各種舉例說明性實(shí)施例描述了本發(fā)明系統(tǒng)和方法，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離其范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變并且可以用等同物替代其元件。另外，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可以進(jìn)行許多修改以使特定情況或材料適應(yīng)于本教導(dǎo)。因此，旨在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法不限于作為預(yù)期的最佳模式公開的特定實(shí)施例，而是包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。