一种压缩锅炉烟气脱水干燥装置及控制方法与流程

1.本发明属于烟气干燥净化技术领域，具体涉及一种压缩锅炉烟气脱水干燥装置及控制方法。


背景技术：

2.燃煤锅炉烟气由于煤炭的化学成分，燃烧后成分复杂，主要有大量微细尘埃、硫化物和氮氧化物、二氧化碳、氧气、氮气和水。对燃煤锅炉烟气中的二氧化碳和氮气回收利用，是碳达峰、碳中和大势所趋。
3.一般是将锅炉烟气进行脱硫脱硝、除尘降温处理后，引入碳氮联产设备，但是仍残留有硫化物和氮氧化物以及二氧化碳，这些物质和水反应会生成酸性物质，导致烟气成为酸性锅炉烟气，ph值能在4以下，且由于烟气温度降低，对管道和塔器腐蚀作用更强，因此对酸性锅炉烟气进行脱水干燥处理，不仅是保护管道和塔器设备，而且也是保护回收二氧化碳装置所必需的。
4.因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种结构简单，能够进行烟气进行水分的净化设备。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种压缩锅炉烟气脱水干燥装置，包括：
7.吸附塔，所述吸附塔内部设有吸附剂，以吸附烟气中的水分；
8.冷却器，所述冷却器用于对经过所述冷却器的气体进行冷却；
9.所述吸附塔有两个，所述冷却器有两个，两个所述吸附塔和两个所述冷却器之间通过多个连接管路进行连接，并在所述连接管路上设置阀门，以对所述连接管路的导向进行控制，使烟气经过其中一个所述吸附塔后途经至少一个所述冷却器，并将途经所述冷却器的烟气导至另一个所述吸附塔；
10.或者，使烟气依次经过其中一个所述冷却器后导入其中一个所述吸附塔后，途经另一个所述冷却器和另一个所述吸附塔；
11.或者，使烟气依次经过两个所述冷却器后，导向至少一个所述吸附塔。
12.优选地，所述吸附塔包括第一吸附塔和第二吸附塔，所述冷却器包括第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器和所述第二冷却器的进气端通过第一连接管路连通，在所述第一连接管路上设有串联的第一阀门和第二阀门，所述第一连接管路上设有位于所述第一冷却器和所述第一阀门之间的烟气进气口；所述第一冷却器的出气端和所述第二冷却器的进气端通过第二连接管路连通，所述第二连接管路上设有串联的第三阀门和第四阀门；
13.所述第一吸附塔和所述第二吸附塔的下端通过第三连接管路进行连通，在所述第三连接管路上设有串联的第五阀门和第六阀门；在所述第五阀门与所述第一吸附塔之间、
所述第六阀门与所述第二吸附塔之间连通有第四连接管路，在所述第四连接管路上设有串联的第七阀门和第八阀门；
14.所述第一吸附塔和所述第二吸附塔的上端通过第五连接管路进行连通，在所述第五连接管路上设有串联的第九阀门和第十阀门；在所述第九阀门与所述第一吸附塔之间、所述第十阀门与所述第二吸附塔之间连通有第六连接管路，在所述第六连接管路上设有串联的第十一阀门和第十二阀门，烟气自所述第九阀门和所述第十阀门之间导出；
15.其中，在所述第三阀门和所述第四阀门之间设有第七连接管路，所述第七连接管路连通至所述第五阀门和所述第六阀门之间；在所述第二冷却器的出气端设有第八连接管路，所述第八连接管路连通至所述第七阀门和所述第八阀门之间；所述第一阀门和所述第二阀门之间设有第九连接管路，所述第九连接管路连通至所述第十一阀门和所述第十二阀门之间。
16.优选地，所述第一阀门、所述第四阀门、所述第六阀门、所述第七阀门、所述第九阀门和所述第十二阀门打开且剩余阀门闭合时，烟气依次经过所述第二吸附塔、所述第二冷却器和所述第一吸附塔后导出；
17.或者，所述第一阀门、所述第四阀门、所述第五阀门、所述第八阀门、所述第十阀门和所述第十一阀门打开且剩余阀门闭合时，烟气依次经过所述第一吸附塔、所述第二冷却器和所述第二吸附塔后导出。
18.优选地，所述第二阀门、所述第三阀门、所述第六阀门、所述第七阀门、所述第九阀门和所述第十二阀门打开且剩余阀门闭合时，烟气依次经过所述第一冷却器、所述第二吸附塔、所述第二冷却器和所述第一吸附塔后导出；
19.或者，所述第二阀门、所述第三阀门、所述第五阀门、所述第八阀门、所述第十阀门和所述第十一阀门打开且剩余阀门闭合时，烟气依次经过所述第一冷却器、所述第一吸附塔、所述第二冷却器和所述第二吸附塔后导出。
20.优选地，所述第一阀门、所述第二阀门、所述第五阀门、所述第六阀门、所述第十一阀门和所述第十二阀门闭合且所述第三阀门和所述第四阀门打开时，所述第七阀门和所述第九阀门同时打开，和/或所述第八阀门和所述第十阀门同时打开，烟气依次经过所述第一冷却器、所述第二冷却器后，导向所述第一吸附塔和所述第二吸附塔的至少一者。
21.优选地，所述阀门为气动阀门，并通过电磁阀的控制在打开和闭合状态之间切换；
22.多个所述阀门对应连接在控制器上。
23.优选地，所述连接管路上配置有温度计和压力表，所述温度计和所述压力表对应连接在控制器上。
24.优选地，所述冷却器为水冷却装置。
25.优选地，所述吸附剂为氧化铝、沸石分子筛、硅胶的任意一种或多种。
26.一种压缩锅炉烟气脱水干燥装置的控制方法，所述方法包括：
27.步骤s1，烟气依次经过所述第二吸附塔、所述第二冷却器和所述第一吸附塔后导出，使第一吸附塔进行吸附工作，所述第二吸附塔进行热再生；
28.步骤s2，烟气依次经过所述第一冷却器、所述第二吸附塔、所述第二冷却器和所述第一吸附塔后导出；使所述第一吸附塔进行吸附工作，所述第二吸附塔进行冷再生；
29.步骤s3，烟气依次经过所述第一冷却器、所述第二冷却器和所述第一吸附塔后导
出，使所述第一吸附塔进行吸附工作，所述第二吸附塔待机；
30.步骤s4，使烟气依次经过所述第一冷却器、所述第二冷却器后，同时导向所述第一吸附塔和所述第二吸附塔；持续一段时间后，停止烟气导向所述第一吸附塔，使所述第一吸附塔待机，所述第二吸附塔进行吸附工作；
31.步骤s5，烟气依次经过第一吸附塔、第二冷却器和第二吸附塔后导出，使所述第二吸附塔进行吸附工作，所述第一吸附塔进行热再生；
32.步骤s6，烟气依次经过所述第一冷却器、所述第一吸附塔、所述第二冷却器和所述第二吸附塔后导出，使所述第二吸附塔进行吸附工作，所述第一吸附塔进行冷再生；
33.步骤s7，烟气依次经过所述第一冷却器、所述第二冷却器和所述第二吸附塔后导出，使所述第二吸附塔进行吸附工作，所述第一吸附塔待机；
34.步骤s8，使烟气依次经过所述第一冷却器、所述第二冷却器后，同时导向所述第一吸附塔和所述第二吸附塔；持续一段时间后，停止烟气导向所述第二吸附塔，使所述第二吸附塔待机，所述第一吸附塔进行吸附工作；
35.步骤s9，循环上述步骤s1-步骤s8，以使两个吸附塔内的吸附剂循环再生。
36.有益效果：本发明利用烟气余热对吸附剂进行再生，通过温度变化使吸附剂将吸附的水分解析出来，有效利用了烟气热量，属于零气耗、零电耗装置，节能效果显著，能够大幅减少碳排放。
附图说明
37.构成本技术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：
38.图1为本发明所提供具体实施例中管路连接示意图；
39.图2为本发明所提供具体实施例中其中一个吸附塔热再生的阀门状态示意图；
40.图3为本发明所提供具体实施例中其中一个吸附塔冷再生的阀门状态示意图；
41.图4为本发明所提供具体实施例中仅其中一个吸附塔工作的阀门状态示意图；
42.图5为本发明所提供具体实施例中两个吸附塔冷同时工作的阀门状态示意图。
43.图中：1、第一吸附塔；2、第二吸附塔；3、第二冷却器；4、第一冷却器；5、电控箱；21、第一连接管路；22、第二连接管路；23、第三连接管路；24、第四连接管路；25、第五连接管路；26、第六连接管路；27、第七连接管路；28、第八连接管路；29、第九连接管路；101、第一阀门；102、第二阀门；103、第三阀门；104、第四阀门；105、第五阀门；106、第六阀门；107、第七阀门；108、第八阀门；109、第九阀门；110、第十阀门；111、第十一阀门；112、第十二阀门。
具体实施方式
44.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.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。
46.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
47.如图1-5所示，本发明所提供的干燥装置包括：冷却器，冷却器用于对经过冷却器的气体进行冷却；吸附塔，吸附塔内部设有吸附剂，以吸附烟气中的水分，吸附剂可通过升温使所吸附的水分脱附，具体通过外部加热、升高温度来使吸附剂重新保持干燥，从而实现吸附剂的循环使用，降低处理成本，减少废渣的生成，以下称为热再生；吸附塔有两个，冷却器有两个，两个吸附塔和两个冷却器之间通过多个连接管路进行连接，并在连接管路上设置阀门，以对连接管路的导向进行控制，使烟气经过其中一个吸附塔后途经至少一个冷却器，冷却后的烟气经过另一个吸附塔进行水分吸附；该烟气流通途径下，烟气直接进入其中一个吸附塔，对该吸附塔内的吸附剂进行热再生，从而对烟气中的热量进行再利用，而后烟气通过冷却器进行冷却，另一个吸附塔对烟气进行吸附，将烟气中的硫化物和氮氧化物进行吸附，以达到烟气净化和冷却的目的。
48.通过多个阀门状态的切换，还可使烟气依次经过其中一个冷却器和其中一个吸附塔后，途经另一个冷却器和另一个吸附塔；该烟气流通途径下，将冷却后的烟气通入吸附塔，使经过热再生的吸附剂快速降温，以通过冷却重获吸附水分的能力，以此进行吸附剂的冷再生，其中，通过冷却使吸附剂重获吸附水分的能力的方法为冷再生法，以下称为冷再生。
49.也可使烟气依次经过两个冷却器后，导向至少一个吸附塔，可根据实际需要选择进行吸附的吸附塔，例如，在烟气较多，水分含量较高的情况下，使两个吸附塔同时工作，提高净化效率，或者在两个吸附塔进行功能切换过程中进行过渡。
50.在本发明中，充分利用烟气的热量，通过烟气对吸附剂进行升温，使吸附于吸附剂表面的水分脱离，恢复其吸附性能，使吸附剂可以重复使用。通过再生可以实现吸附剂的循环使用，降低处理成本，减少废渣的生成。
51.需要说明的是，图2-5中，阀门包括实心阀门和空心阀门两种形态，其中空心阀门代表阀门处于打开状态，实心阀门代表阀门处于闭合状态。
52.在另一可选实施例中，吸附塔包括第一吸附塔1和第二吸附塔2，冷却器包括第一冷却器4和第二冷却器3，第一冷却器4和第二冷却器3的进气端通过第一连接管路21连通，在第一连接管路21上设有串联的第一阀门101和第二阀门102，第一连接管路上设有位于第一冷却器和第一阀门之间的烟气进气口，烟气自烟气进气口可以根据需要导入第一冷却器4和第一阀门101；第一冷却器4的出气端和第二冷却器3的进气端通过第二连接管路22连通，第二连接管路22上设有串联的第三阀门103和第四阀门104；第一吸附塔1和第二吸附塔2的下端通过第三连接管路23进行连通，在第三连接管路23上设有串联的第五阀门105和第六阀门106；在第五阀门105与第一吸附塔1之间、第六阀门106与第二吸附塔2之间连通有第四连接管路24，在第四连接管路24上设有串联的第七阀门107和第八阀门108；
53.第一吸附塔1和第二吸附塔2的上端通过第五连接管路25进行连通，在第五连接管路25上设有串联的第九阀门109和第十阀门110；在第九阀门109与第一吸附塔1之间、第十
阀门110与第二吸附塔2之间连通有第六连接管路26，在第六连接管路26上设有串联的第十一阀门111和第十二阀门112，烟气自第九阀门109和第十阀门110之间导出；
54.其中，在第三阀门103和第四阀门104之间设有第七连接管路27，第七连接管路27连通至第五阀门105和第六阀门106之间；在第二冷却器3的出气端设有第八连接管路28，第八连接管路28连通至第七阀门107和第八阀门108之间；第一阀门101和第二阀门102之间设有第九连接管路29，第九连接管路29连通至第十一阀门111和第十二阀门112之间。
55.在本实施例中，第一阀门101、第四阀门104、第六阀门106、第七阀门107、第九阀门109和第十二阀门112打开且剩余阀门闭合时，烟气依次经过第二吸附塔2、第二冷却器3和第一吸附塔1后导出。
56.或者，第一阀门101、第四阀门104、第五阀门105、第八阀门108、第十阀门110和第十一阀门111打开且剩余阀门闭合时，烟气依次经过第一吸附塔1、第二冷却器3和第二吸附塔2后导出。
57.在本实施例中，第二阀门102、第三阀门103、第六阀门106、第七阀门107、第九阀门109和第十二阀门112打开且剩余阀门闭合时，烟气依次经过第一冷却器4、第二吸附塔2、第二冷却器3和第一吸附塔1后导出。
58.或者，第二阀门102、第三阀门103、第五阀门105、第八阀门108、第十阀门110和第十一阀门111打开且剩余阀门闭合时，烟气依次经过第一冷却器4、第一吸附塔1、第二冷却器3和第二吸附塔2后导出。
59.在本实施例中，第一阀门101、第二阀门102、第五阀门105、第六阀门106、第十一阀门111和第十二阀门112闭合时，第三阀门103和第四阀门104同时打开，且第七阀门107和第九阀门109同时打开，和/或第八阀门108和第十阀门110同时打开，烟气依次经过第一冷却器4、第二冷却器3后，导向第一吸附塔1和第二吸附塔2的至少一者。
60.基于上述烟气导向路径，可对本装置安装如下工作流程进行运行：
61.步骤s1，第一吸附塔1进行吸附工作，第二吸附塔2进行热再生；
62.将超过100℃的高温压缩锅炉烟气经第一阀门101和第十二阀门112后导入第二吸附塔2，由于烟气温度较高，所以能够对第二吸附塔2内的吸附剂进行热再生，经过第二吸附塔2后的烟气经过第六阀门106和第四阀门104后导入第二冷却器3，通过第二冷却器3对烟气进行冷却，冷却后的烟气进入第一吸附塔1，进行烟气干燥，而后经由第九阀门109导出。此过程持续约90min。
63.步骤s2，第一吸附塔1进行吸附工作，第二吸附塔2进行冷再生；
64.第二吸附塔2热再生结束以后，烟气进入第一冷却器4初步降温后，经过第三阀门103和第六阀门106进入第二吸附塔2，对其内部的吸附剂进行吹扫降温，然后经过第十二阀门112和第二阀门102进入第二冷却器3进行进一步的降温，烟气经过进一步降温后，经第七阀门107进入第一吸附塔1，经第一吸附水分的烟气经第九阀门109排出。此过程持续30min。
65.步骤s3，第一吸附塔1进行吸附工作，第二吸附塔2待机；
66.高温锅炉烟气依次经过第一冷却器4、第三阀门103、第四阀门104和第二冷却器3，经过2级降温除水后，经第七阀门107进入第一吸附塔1，干燥烟气经第九阀门109排出。此过程持续60min。
67.步骤s4，第一吸附塔1和第二吸附塔2切换；
68.第一吸附塔1经过180min的吸附，即将达到饱和状态，需要进行再生，此时第二吸附塔2即将开始工作，此时两个吸附塔同时进气，同时干燥脱水，此过程持续约3min，以进行过渡。持续一段时间后，停止烟气导向第一吸附塔，使第一吸附塔待机，第二吸附塔进行吸附工作，进行第一吸附塔1和第二吸附塔2的切换。
69.步骤s5，第二吸附塔2进行吸附工作，第一吸附塔1进行热再生；
70.第一阀门101、第四阀门104、第五阀门105、第八阀门108、第十阀门110和第十一阀门111打开且剩余阀门闭合时，烟气依次经过第一吸附塔1、第二冷却器3和第二吸附塔2后导出，该过程持续90min。
71.步骤s6，第二吸附塔2进行吸附工作，第一吸附塔1进行冷再生；
72.第二阀门102、第三阀门103、第五阀门105、第八阀门108、第十阀门110和第十一阀门111打开且剩余阀门闭合时，烟气依次经过第一冷却器4、第一吸附塔1、第二冷却器3和第二吸附塔2后导出，该过程持续30min。
73.步骤s7，第二吸附塔2进行吸附工作，第一吸附塔1待机；
74.高温锅炉烟气依次经过第一冷却器4、第三阀门103、第四阀门104和第二冷却器3，经过2级降温除水后，经第八阀门108进入第二吸附塔2，干燥烟气经第十阀门110排出。此过程持续60min。
75.步骤s8，第一吸附塔1和第二吸附塔2切换；
76.第二吸附塔2经过180min的吸附，即将达到饱和状态，需要进行再生，此时第一吸附塔1即将开始工作，此时两个吸附塔同时进气，同时干燥脱水，此过程持续约3min，以进行过渡。持续一段时间后，停止烟气导向第二吸附塔，使第二吸附塔待机，第一吸附塔进行吸附工作，进行第一吸附塔1和第二吸附塔2的切换。
77.步骤s9，循环上述步骤，以使两个吸附塔内的吸附剂循环进行再生，从而实现零消耗，无需更换吸附剂。
78.在另一可选实施例中，阀门为气动阀门，并通过电磁阀的控制在打开和闭合状态之间切换；多个阀门对应连接在控制器上。控制器可对各阀门进行控制，通过编程对各阀门自动化控制，使本发明按照上述工作流程运行，自动化程度较高，无需人工进行干预，其中，控制器设置于电控箱5内。
79.在本实施例中，连接管路上配置有温度计和压力表，温度计和压力表对应连接在控制器上。其中，至少在第一吸附塔上、第二吸附塔上、烟气的进气口处、烟气的出气口处对应设置有压力表，至少在第一吸附塔上的两端、第二吸附塔的两端、烟气的进气口处、烟气的出气口处对应设置有温度计，如图1所示，温度计和所述压力表的仪表参数统一上传至控制器，起到测量、调节、记录、报警、储存等作用，气动阀门由控制器通过电磁阀控制自动切换，保证设备自动稳定运行。其中控制器为可编辑逻辑控制器或者分布式控制系统。
80.在另一可选实施例中，吸附剂为氧化铝、沸石、分子筛、硅胶的任意一种或多种，例如，可以为氧化铝和沸石分子筛混合物、氧化铝和硅胶混合物、沸石分子筛和硅胶混合物，或氧化铝、沸石分子筛和硅胶三者的混合物。
81.冷却器为水冷却装置，并在水冷却装置的进水口和出水口对应连接水管，在水管上设置阀门，并将该阀门连接在控制器上，控制器同样通过电磁阀对水冷却装置的进水进行控制，在不使用时停止供水，以节约水资源。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申
请实施例对此并不进行限定。
82.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均在本发明待批权利要求保护范围之内。