一种烟气处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及烟气处理装置，具体地，涉及一种烟气处理装置及方法。
【背景技术】
[0002]在燃煤电站中，以富氧燃烧为例，通过富氧燃烧产生的锅炉烟气主要有二氧化硫、氮氧化物(例如，一氧化氮、二氧化氮)以及二氧化碳，其中，如果将烟气中的二氧化硫和氮氧化物脱除后可以得到高浓度的二氧化碳(通常在80%以上)。
[0003]现有技术中的脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物的方法有很多，例如，可以通过石灰石(石灰)_石膏湿法脱硫装置(FGD)和SCR脱硝装置分别脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物。
[0004]公开号为CN 101837233A的中国专利也公开了脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物的方法，具体地，首先通过压缩机将烟气压缩到1.5?2.0Mpa，然后将烟气送入接触塔，烟气中的二氧化硫在接触塔中被氧化为三氧化硫(N02+S02= SO 3+N0)并被水吸收生成稀硫酸，从而实现二氧化硫的脱除；之后烟气再继续加压到3?4Mpa，烟气中的一氧化氮经氧化塔氧化为二氧化氮并与水反应生稀硝酸(3N02+H20 = 2HN03+N0)，从而实现了二氧化硫和氮氧化物的回收，理论上，二氧化硫的脱除率接近100%，氮氧化物脱除率大于90%。
[0005]然而，利用石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫装置(FGD)和SCR脱硝装置的方法脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物，投资成本巨大，SCR脱硝装置的催化剂和还原剂价格昂贵，而且该套装置过于庞大，运行成本高，同时会产生大量的固体副产物，难以实现资源化利用。而在公开号为101837233A的专利申请提供的用于脱除二氧化硫和氮氧化物的方法中，二氧化硫利用二氧化氮直接氧化为三氧化硫(N02+S02= SO3+N0)，由于酸性气体(二氧化硫和二氧化氮)浓度较低，反应速率慢，因此二氧化硫的实际转化率较低，从而二氧化硫脱除率也较低；另外，在脱除氮氧化物时，二氧化氮直接与水反应会产生一氧化氮(3N02+H20 =2HN03+N0)，从而无法确保氮氧化物的脱除效率，从而造成收集到的二氧化碳纯度不够。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种烟气处理装置，以克服现有技术中无法有效脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物的问题。本发明还提供一种用于实现有效脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物的烟气处理方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供一种烟气处理装置，该烟气处理装置包括洗涤塔，该洗涤塔在第一位置连接有用于向所述洗涤塔输送烟气的烟气管道，所述洗涤塔在高于所述第一位置的第二位置连接有用于向所述洗涤塔输送待向下喷淋的液体二氧化碳的供液装置，所述洗涤塔的底部连接有制酸装置，所述洗涤塔的顶部设置有出气口。
[0008]优选地，所述第一位置和第二位置分别位于所述洗涤塔的相对的两侧。
[0009]优选地，该烟气处理装置包括制冷机，所述制冷机的第一端与所述出气口连通，所述制冷机的第二端与所述液体二氧化碳的供液装置连通。
[0010]优选地，该烟气处理装置包括用于脱除烟气中的氮气和氧气的精馏塔，所述精馏塔的入口与所述制冷机的所述第二端连通，经所述精馏塔提纯后的烟气进入所述液体二氧化碳的供液装置。
[0011]优选地，该烟气处理装置包括缓冲罐和储存罐，所述缓冲罐的一端与所述精馏塔连通以接收经所述精馏塔提纯后的烟气，所述缓冲罐的另一端分别与所述储存罐、液体二氧化碳的供液装置连通。
[0012]优选地，该烟气处理装置包括冷却装置，所述冷却装置的第一端用于连接烟气排出管道，所述冷却装置的第二端与所述烟气管道连通。
[0013]优选地，该烟气处理装置包括脱水装置，所述脱水装置的第一端与所述冷却装置的所述第二端连通，所述脱水装置的第二端与所述烟气管道连通。
[0014]优选地，该烟气处理装置包括压缩机，所述压缩机的第一端与所述脱水装置的所述第二端连通，所述压缩机的第二端通过所述烟气管道与所述洗涤塔连通。
[0015]本发明还提供一种烟气处理方法，该处理方法包括以下步骤:
[0016]向洗涤塔中输送烟气，并向所述洗涤塔中喷淋液体二氧化碳以使进入所述洗涤塔中的烟气与液体二氧化碳逆向接触；
[0017]经液体二氧化碳处理后，烟气中的溶于液体二氧化碳的气体随着液体二氧化碳进入制酸装置，其他不溶于液体二氧化碳的气体从所述洗涤塔中排出。
[0018]优选地，所述烟气处理方法包括:烟气经冷却降温并脱水后进入洗涤塔。
[0019]优选地，所述烟气处理方法包括:经脱水后的烟气先进入压缩机加压后再进入洗涤塔。
[0020]优选地，所述烟气处理方法包括:从所述洗涤塔中排出的气体先进行液化，然后通过精馏塔提纯，经过精馏塔提纯后的气体一部分用于存储，另一部分循环利用以向所述洗涤塔中喷淋液体二氧化碳。
[0021]本发明提供的烟气处理装置结构简单，能够有效脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物，同时在应用于富氧燃烧时可以回收搞纯度的二氧化碳，另外，由于本发明中的烟气处理装置省去了现有技术中烟气处理装置的FGD脱硫和SCR脱硝装置，从而使得本发明设备投资少，运行成本低。
[0022]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0023]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0024]图1是本发明的实施方式提供的富氧燃烧烟气处理装置的结构示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]10:烟气管道； 20:洗涤塔； 30:供液装置；
[0027]40:制酸装置；50:冷却装置；60:脱水装置；
[0028]70:制冷机；80:压缩机； 90:精饱塔；
[0029]100:缓冲罐；A:第一位置； B:第二位置；
[0030]C:出气口。
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0032]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
[0033]本发明基于现有技术中的烟气处理装置无法有效脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物等酸性气体的问题，提供一种烟气处理装置及方法，下文将参考附图对本发明进行详细的说明。
[0034]根据本发明的一个方面，本发明提供一种烟气处理装置，如图1所示，所述烟气处理装置包括洗涤塔20，该洗涤塔20在第一位置A连接有用于向洗涤塔20输送烟气的烟气管道10，洗涤塔20在高于第一位置A的第二位置B连接有用于向洗涤塔20输送待向下喷淋的液体二氧化碳的供液装置30，洗涤塔20的底部连接有制酸装置40，洗涤塔20的顶部设置有出气口 C，需要说明的是，为了提高脱脱除效率，本发明中可以使用多级洗涤塔，一般洗涤塔的级数为I?6级，优选的级数为2?5级，更优选的级数为3?4级，另外，多级洗涤塔较佳的操作温度为30?_25°C，优选的操作温度为10?-15°C，更优选的操作温度为5 ?-5 °C ο
[0035]本发明提供的烟气处理装置利用了烟气中的酸性气体(主要是二氧化硫和氮氧化物)极易容易液体二氧化碳的特性，从而能够有效的脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物。如果将本发明中的烟气处理装置应用于富氧燃烧(富氧燃烧中，从燃烧系统出来的烟气中二氧化碳的含量在60-80%以上)，则还可以通过该烟气处理装置得到较高纯度的二氧化碳，此时，可以将脱除了酸性气体的烟气循环至液体二氧化碳的供液装置30进行循环利用。
[0036]本发明提供的烟气处理装置结构简单，能够有效脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物，同时在应用于富氧燃烧时可以回收高纯度的二氧化碳，另外，由于本发明中的烟气处理装置省去了现有技术中烟气处理装置的FGD脱硫和SCR脱硝装置，从而使得本发明设备投资少，运行成本低。
[0037]其中，为了能够使液体二氧化碳与烟气中的二氧化硫和氮氧化物充分接触，所述第一位置A和第二位置B分别位于洗涤塔20的相对的两侧。
[0038]进一步，所述烟气处理装置包括制冷机70 (这里的制冷机70可以采用氨、氟里昂、丙烷、二氧化碳单一制冷，也可以采用复叠制冷，本发明优选氨与二氧化碳复叠制冷)，该制冷机70的第一端与所述出气口 C连通，制冷机70的第二端与液体二氧化碳的供液装置30连通，这样，当烟气在洗涤塔20中脱除二氧化硫和氮氧化物之后，经制冷机70液化后进入液体二氧化碳的供液装置30中循环液化，当然，从制冷机70出来的高纯度的二氧化碳中的一部分可以收集存储。
[0039]另外，为了能够得到更高纯度的二氧化碳，可以通过在制冷机70的出口设置用于除去烟气中的氮气和氧气等气体的装置，具体地，上述烟气处理装置包括用于脱除烟气中的氮气和氧气的精馏塔90，该精馏塔90的入口与制冷机70的第二端连通，经精馏塔90提纯后的烟气进入液体二氧化碳的供液装置30。
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