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CN115554826A - 烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统 - Google Patents

烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统 Download PDF

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CN115554826A
CN115554826A CN202211250687.5A CN202211250687A CN115554826A CN 115554826 A CN115554826 A CN 115554826A CN 202211250687 A CN202211250687 A CN 202211250687A CN 115554826 A CN115554826 A CN 115554826A
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tower
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刘晓敏
姚鹏
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Beijing ZHTD Environmental Protection Technology Co Ltd
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Abstract

一种烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，属于工业烟气处理设备技术领域，沿烟气处理工艺顺序，烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统包括依次连接的：脱硫子系统、除尘子系统、脱碳子系统、脱硝子系统；以及，并联设置的两个处理后烟气支路，其中一个连接烟囱，另一个连接二氧化碳脱附子系统。本发明将各个子系统有机结构，从而实现对烟气的脱硫、脱硝、除尘以及脱碳。本发明可抽取少量脱硝后的洁净烟气对捕集了二氧化碳的补集剂进行脱附，得到纯度高、浓度高的二氧化碳气体再利用。烟气原有的脱硫、脱硝及除尘系统和新建的二氧化碳吸附、脱附系统相融合，节约一次性投资、节约脱附过程需要的能源成本。

Description

烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统
技术领域
本发明涉及工业烟气处理设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统。
背景技术
工业烟气作为CO2的主要排放源，其涉及冶金、电力、化工、机械和内燃机等多个领域。在钢铁厂排放的所有烟气中，烧结(球团)烟气量占约80％，钢铁行业双碳目标的实现主要取决于烧结(球团)烟气中二氧化碳的减排。
CO2燃烧后捕集指的是采用适当的方法在烟气中捕集CO2的过程，且燃烧后捕集系统可以直接添加到现有的工业设备系统中，而不需要进行过多改造过程。目前，燃烧后捕集技术主要是吸收法，吸收法凭借其相对成熟的技术使其成为目前工业设备减排的主要手段之一，但吸收剂再生过程的能耗较高。其次，大多数工业烟气二氧化碳捕集系统作为新建烟气处理系统(二氧化碳补集系统)，其与传统烟气脱硫系统、脱硝系统、除尘系统无法实现统一结合，只能够独立运行。
虽然现有技术提供了一种工业烟气二氧化碳捕集系统(申请号为CN110683545A的中国专利)，但是，该系统通过采用换热、除水、压缩、预冷、回冷和深冷流程实现烟气中CO2的捕集，其流程过于复杂，造成整个系统的投建成本以及运行成本都十分高昂。
发明内容
(一)技术问题
综上所述，如何提供一种低运行成本且能够实现二氧化碳高去除率的烟气处理系统，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统。在本发明中，沿烟气处理工艺顺序，所述烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统包括依次连接的：
用于实现烟气脱硫的脱硫子系统；
用于实现烟气除尘的除尘子系统；
用于实现烟气除二氧化碳的脱碳子系统；
用于实现烟气脱氮的脱硝子系统；
以及，并联设置的两个处理后烟气支路，其中一个所述处理后烟气支路连接有用于排放处理后烟气的烟囱，其中另一个所述处理后烟气支路连接有二氧化碳脱附子系统，所述二氧化碳脱附子系统与所述脱碳子系统工艺衔接、用于接收吸附有二氧化碳的二氧化碳捕集剂并对其进行二氧化碳脱附操作；
其中，由所述除尘子系统输出的烟气温度范围为40℃-55℃，所述脱硝子系统输出的烟气温度范围为110℃-130℃。
优选地，在本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统中，所述脱硫子系统为湿法脱硫系统；所述脱硫子系统包括有用于制备脱硫剂的脱硫剂前制备子系统、与所述脱硫剂前制备子系统连接用于接收脱硫剂的脱硫塔以及脱硫后处理子系统；烟气在所述脱硫塔内被脱硫剂洗涤为饱和烟气，并且温度由120℃-180℃降为50℃-60℃。
优选地，在本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统中，所述除尘子系统为湿式电除尘器。
优选地，在本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统中，于所述脱硫子系统与所述除尘子系统之间还设置有冷凝子系统；所述冷凝子系统包括有冷却塔，于所述冷却塔内设置有冷凝器，与所述冷凝器连接有循环水池，在所述冷凝器与所述循环水池所形成的冷却水循环管路上设置有循环水泵；烟气在冷凝器中与冷却水换热变为饱和烟气，温度由50℃-60℃降为40℃-55℃。
优选地，在本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统中，所述脱碳子系统包括有吸附塔，于所述吸附塔内设置有用于二氧化碳捕集剂分散的捕集剂床层，于所述吸附塔上设置有用于所述二氧化碳捕集剂输入的捕集剂进口以及用于所述二氧化碳捕集剂输出的捕集剂出口和用于烟气输入的烟气进气以及用于烟气输出的烟气出口。
优选地，在本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统中，所述二氧化碳脱附子系统包括有解析塔，所述解析塔上设置有解析入口以及解析出口，所述解析入口指向所述解析出口的方向为解析方向，在所述解析塔内并沿所述解析方向形成有解析路径，所述解析路径包括有解析段。
优选地，在本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统中，所述吸附塔内的运行温度范围为40℃-80℃；所述解析段的运行温度范围为110℃-130℃。
优选地，在本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统中，于所述吸附塔的顶部设置有所述捕集剂进口，于所述吸附塔的底部设置有捕集剂出口，所述吸附塔的侧壁并靠近其顶部的位置设置有所述烟气出口，所述吸附塔的侧壁并靠近其底部的位置设置有所述烟气进口；于所述吸附塔内部，所述二氧化碳捕集剂与所述烟气形成逆流。
优选地，在本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统中，所述解析入口设置于所述解析塔的顶部，所述解析出口设置于所述解析塔的底部，所述解析入口通过输送系统与所述捕集剂出口连接，所述解析出口与所述捕集剂进口对接，用于实现所述二氧化碳捕集剂的循环使用；所述解析塔的侧壁并对应所述解析段的下端设置有解析气气源入口，所述解析塔的侧壁并对应所述解析段的上端设置有解析气富气出口。
优选地，在本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统中，所述脱硝子系统为SCR脱硝系统。
(三)有益效果
本发明提供了一种烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，沿烟气处理工艺顺序，烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统包括依次连接的：用于实现烟气脱硫的脱硫子系统；用于实现烟气除尘的除尘子系统；用于实现烟气除二氧化碳的脱碳子系统；用于实现烟气脱氮的脱硝子系统；以及，并联设置的两个处理后烟气支路，其中一个处理后烟气支路连接有用于排放处理后烟气的烟囱，其中另一个处理后烟气支路连接有二氧化碳脱附子系统，二氧化碳脱附子系统与脱碳子系统工艺衔接、用于接收吸附有二氧化碳的二氧化碳捕集剂并对其进行二氧化碳脱附操作；其中，由除尘子系统输出的烟气温度范围为40℃-55℃，脱硝子系统输出的烟气温度范围为110℃-130℃。
在本发明中，包括湿法脱硫系统(脱硫子系统)、除尘系统(包含有除尘子系统以及冷凝子系统)、SCR脱硝系统(脱硝子系统)和干法吸附脱除二氧化碳系统(脱碳子系统以及二氧化碳脱附子系统)，烟气依次通过湿法脱硫系统、除尘系统、二氧化碳吸附系统以及SCR脱硝系统进行处理后变成洁净烟气，在该过程中，本发明能够抽取部分脱硝后的热烟气进入二氧化碳脱附子系统对吸附有二氧化碳的二氧化碳捕集剂进行二氧化碳脱附。烧结(球团)烟气经过湿法脱硫系统和除尘系统除去二氧化硫和粉尘，烟气温度降为45-55℃，随后烟气进入二氧化碳吸附系统，烟气中的二氧化碳被新的补集剂吸附。脱除二氧化碳的烟气进入SCR脱硝系统去除氮氧化物，烟气温度升温到110℃左右。
通过上述结构设计，本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统至少包括有如下有益效果：1、将各个子系统有机结构，从而实现对烟气的脱硫、脱硝、除尘以及脱碳；2、通过对系统的结构设计，本发明可抽取少量脱硝后的洁净烟气对捕集了二氧化碳的补集剂进行脱附，得到纯度高、浓度高的二氧化碳气体再利用，如此可以实现废气余热的有效利用，达到节能减排、烟气余热高效利用的目的；3、烟气原有的脱硫、脱硝及除尘系统和新建的二氧化碳吸附、脱附系统相融合，节约一次性投资、节约脱附过程需要的能源成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明实施例中烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统的结构示意简图；
图2为本发明实施例中脱硫子系统的结构示意简图；
图3为本发明实施例中脱硝子系统的结构示意简图；
图4为本发明实施例中冷凝子系统的结构示意简图；
图5为本发明实施例中除尘子系统的结构示意简图。
在图1至图5中，部件名称与附图标记的对应关系为：
脱硫子系统1、除尘子系统2、脱碳子系统3、脱硝子系统4、
烟囱5、二氧化碳脱附子系统6、冷凝子系统7；
脱硫吸收塔11、入口烟道12、侧出烟道13；
回转式换热器41、热风炉42、脱硝反应器43；
冷凝器71、冷却塔72。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参考图1至图5，其中，图1为本发明实施例中烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统的结构示意简图；图2为本发明实施例中脱硫子系统的结构示意简图；图3为本发明实施例中脱硝子系统的结构示意简图；图4为本发明实施例中冷凝子系统的结构示意简图；图5为本发明实施例中除尘子系统的结构示意简图。
本发明提供了一种烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，能够对烟气，尤其是烧结(球团)烟气进行脱硫、脱硝(脱氮)、除尘以及脱碳(脱出二氧化碳)处理。
在本发明中，沿烟气处理工艺顺序，烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统包括依次连接的：用于实现烟气脱硫的脱硫子系统1(第一步是对烟气进行脱硫处理)；用于实现烟气除尘的除尘子系统2(第二步是对烟气进行除尘处理，在除尘前，本发明还可以增加烟气冷却步骤)；用于实现烟气除二氧化碳的脱碳子系统3(第三步就是对烟气进行脱碳处理，即去除烟气中的二氧化碳)；用于实现烟气脱氮的脱硝子系统4(第四步就是对烟气进行脱氮处理)。在经过上述四个烟气处理步骤后可以获得高温(110℃-130℃)洁净烟气，对于该洁净烟气，本发明具有两个处理路径，即设置有并联设置的两个处理后烟气支路，其中一个处理后烟气支路连接有用于排放处理后烟气的烟囱5(用于烟气的直接排放)，其中另一个处理后烟气支路连接有二氧化碳脱附子系统6(用于实现二氧化碳捕集剂的解析处理)，二氧化碳脱附子系统6与脱碳子系统3工艺衔接、用于接收吸附有二氧化碳的二氧化碳捕集剂并对其进行二氧化碳脱附操作。
具体地，由除尘子系统2输出的烟气温度范围为40℃-55℃(在不低于40℃的前提下，温度越低则烟气中二氧化碳的脱除率也越高)，脱硝子系统4输出的烟气温度范围为110℃-130℃(在不额外增设加热设备的前提下，利用洁净烟气作为热源即可)。
具体地，在本发明中，脱硫子系统1为湿法脱硫系统。脱硫子系统1包括有用于制备脱硫剂的脱硫剂前制备子系统、与脱硫剂前制备子系统连接用于接收脱硫剂的脱硫塔以及脱硫后处理子系统。烟气通过管路输送到脱硫塔内，并在脱硫塔内被脱硫剂洗涤为饱和烟气，烟气温度由120℃-180℃降为50℃-60℃。
上述饱和烟气(以及本申请中所出现的不饱和烟气)是指烟气中的含水量，每一个温度下的饱和烟气有一个特定的含水率，达到这个含水率为饱和烟气，达不到为不饱和烟气。
具体地，在本发明中，除尘子系统2为湿式电除尘器，通过除尘子系统2可以将50℃-60℃的饱和烟气进行除尘。
进一步地，于脱硫子系统1与除尘子系统2之间还设置有冷凝子系统7，用于对50℃-60℃的饱和烟气进行降温，从而满足除尘子系统2的工作温度要求。具体地，冷凝子系统7包括有冷却塔，于冷却塔内设置有冷凝器，与冷凝器连接有循环水池，在冷凝器与循环水池所形成的冷却水循环管路上设置有循环水泵，烟气在冷凝器中与冷却水换热，温度由50℃-60℃降为40℃-55℃。
具体地，在本发明中，脱碳子系统3包括有吸附塔，于吸附塔内设置有用于二氧化碳捕集剂分散的捕集剂床层，于吸附塔上设置有用于二氧化碳捕集剂输入的捕集剂进口以及用于二氧化碳捕集剂输出的捕集剂出口和用于烟气输入的烟气进气以及用于烟气输出的烟气出口；吸附塔内的运行温度范围为40℃-80℃。
具体地，脱碳子系统3包括有吸附塔，吸附塔的塔身为一个具有一定高度的筒状结构，在使用时，吸附塔竖直设置，这样烟气能够自然向上流动，同时二氧化碳捕集剂可以依靠重力自然落下，使得烟气流与二氧化碳捕集剂流产生对流(烟气与二氧化碳捕集剂逆流)，提高二氧化碳捕集剂对烟气中二氧化碳的捕集效率。
二氧化碳捕集剂是一种有机高分子聚合体，烟气为混合气体(经过脱硫以及除尘处理后，烟气中主要包含有二氧化碳以及氮氧化合物)，烟气进入到吸附塔中会充盈整个吸附塔的内部腔体空间，为了进一步提高二氧化碳捕集剂对二氧化碳的捕集效率就需要使得二氧化碳捕集剂与烟气充分接触。为了实现上述目的，本发明在吸附塔内设置了一个实现二氧化碳捕集剂分散的捕集剂床层，二氧化碳捕集剂在通过捕集剂床层的过程中实现横向层面(设定吸附塔在使用状态下，竖直方向上为竖向，水平方向上横向，横向层面就是吸附塔的横向截面)上的分散，从而使得二氧化碳捕集剂最大程度地分散，在吸附塔高度不变的前提下，二氧化碳捕集剂横向层面越分散，则二氧化碳捕集剂与烟气的接触面积也就越大，二氧化碳捕集剂对烟气中二氧化碳的捕集效率也就越高。当然，本发明也可以适当增加吸附塔的高度，通过延长二氧化碳捕集剂下落路径长度以增加二氧化碳捕集剂与烟气的接触时间，达到提高对烟气中二氧化碳的捕集效率。
在本发明一个具体实施方式中，吸附塔的主体部分为圆筒型结构，其顶部封闭，吸附塔的主体部分下端设置有漏斗形结构，这样可以使得二氧化碳捕集剂(吸附有二氧化碳的二氧化碳捕集剂)聚拢并全部输出(无残留)进行解析。关于吸附塔主体部分的形状，其横截面可以为圆形(即上述的圆筒型结构)，也可以为矩形、椭圆形、正多边形等形状。
由于烟气以及二氧化碳捕集剂均需要输入到吸附塔内部进行二氧化碳的吸附去除，因此，本发明在吸附塔上设置有用于二氧化碳捕集剂输入的捕集剂进口以及用于二氧化碳捕集剂输出的捕集剂出口和用于烟气输入的烟气进气以及用于烟气输出的烟气出口。具体地，于吸附塔的顶部设置有捕集剂进口，于吸附塔的底部设置有捕集剂出口，吸附塔的侧壁并靠近其顶部的位置设置有烟气出口，吸附塔的侧壁并靠近其底部的位置设置有烟气进口。通过上述对进口与出口的布局设置，可以使得吸附塔内部，二氧化碳捕集剂与烟气形成逆流。
二氧化碳捕集剂吸附二氧化碳的工作温度范围为40℃-80℃，因此，本发明设定吸附塔内的运行温度范围为40℃-80℃。
关于吸附塔内部设置的捕集剂床层，其具体结构如下：捕集剂床层包括有多个横向排列设置的分散单元，分散单元包括有等直径柱体形状的单元主体，于单元主体的两端设置有锥形结构，分散单元整体为梭形结构，分散单元在排列设置时，单元主体具有一定间隙并形成有助于烟气以及二氧化碳捕集剂通过的吸附间隙，这样二氧化碳捕集剂就可以通过捕集剂床层实现分散并与烟气均匀混合，达到提高烟气中二氧化碳吸附效率的目的。
具体地，在本发明中，二氧化碳脱附子系统6包括有解析塔，解析塔上设置有解析入口以及解析出口，解析入口指向解析出口的方向为解析方向，在解析塔内并沿解析方向形成有解析路径，解析路径包括有解析段，解析段的运行温度范围为110℃-130℃。
本发明通过二氧化碳捕集剂能够有效将废气中的二氧化碳吸附去除，为了降低运行成本，本发明还提供了二氧化碳脱附子系统6以实现二氧化碳捕集剂的循环利用。
具体地，二氧化碳脱附子系统6包括有解析塔，解析塔的形状与吸附塔的形状近似，其主体部分为等直径筒形结构(圆筒)，其顶部封闭、底部设置了漏斗形结构，吸附有二氧化碳的二氧化碳捕集剂从解析塔的顶部输入，经过加热解析以及冷却后，从解析塔的底部输出。
由上述可知，二氧化碳捕集剂吸附二氧化碳时的工作温度在40℃-80℃之间，二氧化碳捕集剂解析时的温度在110℃-130℃之间，因此，二氧化碳捕集剂进入到解析塔内部后需要升温至110℃-130℃之间才能够实现二氧化碳的解析，二氧化碳捕集剂在解析后温度较高，需要进行降温才能够快速进入到吸附塔中进行二氧化碳的吸附，因此，解析塔内部对于二氧化碳捕集剂既需要升温解析，又需要降温。具体地，解析塔上设置有解析入口以及解析出口，解析入口指向解析出口的方向为解析方向，在解析塔内并沿解析方向形成有解析路径，解析路径包括有解析段，解析段的运行温度范围为110℃-130℃。沿解析方向，解析路径位于解析段的下游还设置有冷却段，对应冷却段，于解析塔内设置有冷却结构。在实际使用状态下，解析塔竖直设置(具有一定的高度)，解析入口设置在解析塔的顶部，解析出口设置在解析塔的底部。解析塔的中部以上部分为解析段，用于对二氧化碳捕集剂进行升温解析，解析塔的中部以下部分为冷却段，用于对二氧化碳捕集剂进行冷却降温。
解析入口设置于解析塔的顶部，解析出口设置于解析塔的底部，解析入口通过输送系统与捕集剂出口连接，二氧化碳捕集剂在吸附二氧化碳后可以通过输送系统输送到解析塔中，解析出口与捕集剂进口对接，解析出口与捕集剂进口之间也可以设置输送系统用于输送解析后的二氧化碳捕集剂，这样可以实现二氧化碳捕集剂的循环使用。在本发明中，输送系统为能够输送颗粒物料的输送系统，例如皮带输送系统或者斗式输送机。
解析塔的侧壁并对应解析段的下端设置有解析气气源入口(用于高温解析气体输入)，解析塔的侧壁并对应解析段的上端设置有解析气富气出口(用于二氧化碳富气输出)。
具体地，在本发明中，脱硝子系统4为SCR脱硝系统。
由上述可知，本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统包括有多个子系统，用于实现烟气的脱硫、脱硝、除尘及脱碳。
在本发明中，对于脱硫子系统1而言其包括有脱硫吸收塔11，烟气由脱硫吸收塔11入口烟道12斜向下进入塔内，烟气自下而上依次经过喷淋层、高效脱硫单元、除雾器，在喷淋段(喷淋层)和高效脱硫段(高效脱硫单元)，烟气与脱硫浆液逆向接触(烟气流向与脱硫浆液流向相反形成逆流)，喷淋层喷出的浆液对烟气进行处理，烟气得到冷却，粉尘凝聚，二氧化硫得到净化。经过净化后的烟气在除雾器段除去雾滴，由吸收塔侧出烟道13排出。对于冷凝子系统7而言，冷凝子系统7主要由冷凝器71、冷却塔72、冷却水循环泵及其配套冷凝液处理装置组成，冷凝器71安装在脱硫吸收塔11和湿式电除尘器之间，脱硫吸收塔11出口所输出的饱和烟气(饱和烟气是指烟气中的水分达到饱和状态)进入冷凝器71与冷却水循环泵输送过来的冷水进行换热，从而使得烟气温度降低，析出的冷凝液回收利用。通过换热后的冷水升温，返回冷却塔72降温。冷却塔72利用风机和填料(补充的冷水)对热水进行降温。对于除尘子系统2而言，除尘子系统2主要包括湿式电除尘器和烟道除雾器。烟气中的液滴和粉尘颗粒在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化，电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并，共同对粉尘粒子起捕集作用，终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集。烟道除雾器对湿式电除尘器冲洗时的液滴进行捕集去除。对于脱硝子系统4而言，脱硝子系统4主要包括回转式换热器41、热风炉42、脱硝反应器43和还原剂制备及喷射系统。除尘后的烟气进入回转式换热器41加热，热风炉42燃烧燃料(高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等)对烟气进行再次加热，达到脱硝催化剂反应温度后进入SCR反应器脱除氮氧化物。脱硝后的净烟气再次进入回转式换热器41加热原烟气，降温后的烟气排到烟囱5。
本发明提供了一种针对烧结(球团)烟气进行脱硫、脱硝、除尘及脱碳的烟气处理系统，本发明所提供的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统包括湿法脱硫系统(脱硫子系统1)、除尘系统(包含有除尘子系统2以及冷凝子系统7)、SCR脱硝系统(脱硝子系统4)和干法吸附脱除二氧化碳系统(脱碳子系统3以及二氧化碳脱附子系统6)。上述多个子系统相互影响、连接，烟气依次通过湿法脱硫系统、除尘系统、二氧化碳吸附系统以及SCR脱硝系统进行处理后变成洁净烟气(烟气温度在110℃-130℃)，抽取部分脱硝后的热烟气(洁净烟气)进入二氧化碳脱附子系统6对吸附有二氧化碳的二氧化碳捕集剂进行二氧化碳脱附。烧结(球团)烟气经过湿法脱硫系统和除尘系统除去二氧化硫和粉尘，烟气温度降为45-55℃，随后烟气进入二氧化碳吸附系统，烟气中的二氧化碳被新的补集剂吸附。脱除二氧化碳的烟气进入SCR脱硝系统去除氮氧化物，烟气温度升温到110℃左右。抽取少量脱硝后的洁净烟气对捕集了二氧化碳的补集剂进行脱附，得到纯度高、浓度高的二氧化碳气体再利用。烟气原有的脱硫、脱硝及除尘系统和新建的二氧化碳吸附、脱附系统相融合，节约一次性投资、节约脱附过程需要的能源成本。
本发明对烟气的处理流程简述如下：1、烧结(球团)烟气先进入湿法脱硫系统，湿法脱硫系统主要包含脱硫塔、脱硫剂前制备子系统和脱硫后处理子系统，烟气在脱硫塔内被脱硫剂洗涤为饱和烟气，温度由120℃-180℃降为50℃-60℃；2、饱和烟气进入冷凝器降温，冷凝系统主要包含冷凝器、冷却塔、循环水池及循环水泵，烟气在冷凝器中与冷却水换热，温度由50℃-60℃降为40℃-55℃；3、烟气进入湿式电除尘器除去颗粒物，颗粒物浓度＜10mg/Nm3，烟气温度略有下降；4、低温烟气进入二氧化碳吸附塔，操作温度为40℃-80℃，温度越低越有利于吸附二氧化碳，二氧化碳吸附系统主要包含吸附塔、二氧化碳补集剂存储输送系统，吸附塔为逆流流动床型式；5、脱除二氧化碳的烟气进入SCR反应器脱除氮氧化物，SCR脱硝系统主要包含SCR反应器、加热炉加热系统、GGH换热装置。
从SCR反应器排放的烟气为脱除硫化物、二氧化碳、颗粒物、氮氧化物的洁净烟气，温度为110-130℃(引风机加压升温后)，抽取少量净烟气进入二氧化碳脱附系统，其余净烟气经过烟囱5排放。二氧化碳脱附系统主要包含脱附塔、二氧化碳补集剂预热器、二氧化碳补集剂冷却器。
本发明在现有烧结(球团)烟气治理流程中加入烟气脱碳装置，不改变原有烟气脱硫、脱硝和除尘装置的运行参数，脱碳装置融入整个烟气治理流程中。同时采用净化后的烟气(经过脱硫、脱硝、除尘和脱碳后的烟气)作为解析气对捕集了二氧化碳的补集剂进行脱附，得到纯度高、浓度高的二氧化碳气体进行再利用，不再采用其他能源去解析补集剂，节约运行成本。整个系统融合度高，节约一次性投资。本烟气治理系统(流程)是烧结(球团)烟气进行脱碳处理的必要选择。
具体地，本发明所使用的二氧化碳补集剂为孔径在15nm-25nm范围的有机二氧化碳捕集剂。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，其特征在于，沿烟气处理工艺顺序，所述烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统包括依次连接的：
用于实现烟气脱硫的脱硫子系统(1)；
用于实现烟气除尘的除尘子系统(2)；
用于实现烟气除二氧化碳的脱碳子系统(3)；
用于实现烟气脱氮的脱硝子系统(4)；
以及，并联设置的两个处理后烟气支路，其中一个所述处理后烟气支路连接有用于排放处理后烟气的烟囱(5)，其中另一个所述处理后烟气支路连接有二氧化碳脱附子系统(6)，所述二氧化碳脱附子系统与所述脱碳子系统工艺衔接、用于接收吸附有二氧化碳的二氧化碳捕集剂并对其进行二氧化碳脱附操作；
其中，由所述除尘子系统输出的烟气温度范围为40℃-55℃，所述脱硝子系统输出的烟气温度范围为110℃-130℃。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，其特征在于，
所述脱硫子系统为湿法脱硫系统；
所述脱硫子系统包括有用于制备脱硫剂的脱硫剂前制备子系统、与所述脱硫剂前制备子系统连接用于接收脱硫剂的脱硫塔以及脱硫后处理子系统；
烟气在所述脱硫塔内被脱硫剂洗涤为饱和烟气，并且温度由120℃-180℃降为50℃-60℃。
3.根据权利要求1所述的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，其特征在于，
所述除尘子系统为湿式电除尘器。
4.根据权利要求3所述的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，其特征在于，
于所述脱硫子系统与所述除尘子系统之间还设置有冷凝子系统(7)；
所述冷凝子系统包括有冷却塔，于所述冷却塔内设置有冷凝器，与所述冷凝器连接有循环水池，在所述冷凝器与所述循环水池所形成的冷却水循环管路上设置有循环水泵；
烟气在冷凝器中与冷却水换热变为饱和烟气，温度由50℃-60℃降为40℃-55℃。
5.根据权利要求1所述的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，其特征在于，
所述脱碳子系统包括有吸附塔，于所述吸附塔内设置有用于二氧化碳捕集剂分散的捕集剂床层，于所述吸附塔上设置有用于所述二氧化碳捕集剂输入的捕集剂进口以及用于所述二氧化碳捕集剂输出的捕集剂出口和用于烟气输入的烟气进气以及用于烟气输出的烟气出口。
6.根据权利要求5所述的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，其特征在于，
所述二氧化碳脱附子系统包括有解析塔，所述解析塔上设置有解析入口以及解析出口，所述解析入口指向所述解析出口的方向为解析方向，在所述解析塔内并沿所述解析方向形成有解析路径，所述解析路径包括有解析段。
7.根据权利要求6所述的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，其特征在于，
所述吸附塔内的运行温度范围为40℃-80℃；
所述解析段的运行温度范围为110℃-130℃。
8.根据权利要求7所述的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，其特征在于，
于所述吸附塔的顶部设置有所述捕集剂进口，于所述吸附塔的底部设置有捕集剂出口，所述吸附塔的侧壁并靠近其顶部的位置设置有所述烟气出口，所述吸附塔的侧壁并靠近其底部的位置设置有所述烟气进口；
于所述吸附塔内部，所述二氧化碳捕集剂与所述烟气形成逆流。
9.根据权利要求8所述的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，其特征在于，
所述解析入口设置于所述解析塔的顶部，所述解析出口设置于所述解析塔的底部，所述解析入口通过输送系统与所述捕集剂出口连接，所述解析出口与所述捕集剂进口对接，用于实现所述二氧化碳捕集剂的循环使用；
所述解析塔的侧壁并对应所述解析段的下端设置有解析气气源入口，所述解析塔的侧壁并对应所述解析段的上端设置有解析气富气出口。
10.根据权利要求1所述的烟气脱硫、脱硝、除尘及脱碳系统，其特征在于，
所述脱硝子系统为SCR脱硝系统。
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