用于降低從濕煙氣脫硫廢水的氣體排放的系統和方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及用于降低從濕煙氣脫硫廢水的氣體排放的系統和方法，且更具體地講，涉及在蒸發器裝置中蒸發廢水之前降低濕煙氣脫硫廢水中存在的氨/銨離子由此降低或消除所述氨/銨離子的環境釋放和/或系統積聚的系統和方法。
【背景技術】
[0002]公用工程和工業成套設備對于空氣排放和廢水排出受到越來越嚴格的限制。對政府規章的順應顯著增加由化石燃料供以動力的公用工程和工業成套設備的資本和操作成本。傳統上，對空氣排放限值的順應通過使用濕煙氣脫硫(WFGD)或干煙氣脫硫(DFGD)系統實現。這類系統和相關輔助成套設備(BOP)系統的資本成本顯著增加動力生產的總成本。BOP系統例如包括相關管網、鼓風機、散料處理系統和類似的相關工廠設備和系統。BOP系統通常花費200-500美元/千瓦特($/kW)。在改型情形下，與環境順應性相關的資本成本可使得成套設備不經濟。除了資金投資之外，WFGD和DFGD系統還包括與試劑消耗、輔助動力使用、操作人員和維護人員相關的大量的操作成本。
[0003]對當前廢水排出限值的順應以多種方式實現，其可簡單到將多個工廠廢水流合并/稀釋成單一符合規定的流，或者復雜到包括中和、重金屬沉淀、生物處理、過濾和/或類似的這類處理步驟的廢水處理系統。煙氣清潔系統和/或廢水處理系統的實例可從國際公開號 WO 2006030398、美國專利申請公開號 2009/0294377、2011/0262331、2012/0240761、2013/0248121 和 2013/0220792、美國專利號 6，076，369、7，524，470、7，625，537、8，388，917和8，475，750、歐洲專利公開號EP 1955755和日本公開的專利申請號JP 2012200721 了解。
[0004]隨著關于空氣排放和廢水排出制定的限制越來越嚴格，需要降低從WFGD廢水流的氣體排放的有效且經濟的系統和方法。
【發明內容】
[0005]根據本文說明的方面，提供用于降低氣體排放的方法，其至少包括以下步驟:使容納廢水的廢水收集槽與作為汽提劑的蒸汽、空氣或蒸汽和空氣接觸以在其中誘發廢水的氨汽提，從而產生汽提的氨流，和使所述汽提的氨流從所述廢水收集槽流到燃燒單元的上游流，直接流到燃燒單元中，流到氮氧化物去除裝置的上游流，和/或直接流到氮氧化物去除裝置以降低或防止氨/銨離子向環境或大氣的排放和/或其在例如濕煙氣脫硫(WFGD)系統的下游設備中的積聚。
[0006]根據本文說明的其他方面，提供用于降低氣體排放的系統，其包括廢水收集槽，其可操作成容納廢水并接收作為汽提劑的蒸汽、空氣或蒸汽和空氣以誘發所述廢水的氨汽提，從而產生汽提的氨流；和管網，其使汽提的氨流從所述廢水收集槽流到燃燒單元的上游流，直接流到燃燒單元中，流到氮氧化物去除裝置的上游流，和/或直接流到氮氧化物去除裝置以降低或防止氨/銨離子向環境或大氣的排放和/或其在例如WFGD系統的下游設備中的積聚。還實現了降低所述氮氧化物去除裝置中的氨消耗的輔助益處。
[0007]概括地說，提供用于降低成套設備氣體向環境的排放的方法，其包括使來自所述成套設備的煙氣處理系統的廢水與蒸汽、空氣或蒸汽和空氣接觸以從所述廢水產生汽提的氨氣，和使所述汽提的氨氣流到燃燒單元的上游流，到所述燃燒單元，到氮氧化物去除裝置的上游流，或到所述氮氧化物去除裝置以使所述汽提的氨氣反應，從而降低其環境排放。還實現了降低所述氮氧化物去除裝置中的氨消耗的輔助益處。根據該方法，所述廢水包含氨、銨離子或氨與銨離子的組合和蒸汽。同樣根據該方法，所述燃燒單元為焚燒爐或鍋爐，所述氮氧化物去除裝置為選擇性催化去除裝置或選擇性非催化去除裝置，所述成套設備為動力成套設備或工業成套設備，且所述煙氣處理系統為濕煙氣脫硫系統。
[0008]概括地說，提供用于降低成套設備氣體向環境排放的系統，其包括廢水收集槽，其容納來自成套設備煙氣處理系統的包含氨/銨離子的廢水，用于暫時儲存；蒸汽/空氣源，其可操作成供給蒸汽、空氣或蒸汽和空氣到所述廢水收集槽中的廢水中以從所述廢水產生汽提的氨氣；和管網，其配置成使所述汽提的氨氣流到燃燒單元的上游流，到所述燃燒單元，到氮氧化物去除裝置的上游流，或到所述氮氧化物去除裝置以使所述汽提的氨氣在所述燃燒單元或所述氮氧化物去除裝置中反應，從而降低其環境排放。根據本發明的系統，所述燃燒單元的上游流為空氣流且所述氮氧化物去除裝置的上游流為煙氣流。同樣根據本發明的系統，所述燃燒單元為焚燒爐或鍋爐，所述氮氧化物去除裝置為選擇性催化去除裝置或選擇性非催化去除裝置，所述成套設備為動力成套設備或工業成套設備，所述煙氣處理系統為濕煙氣脫硫系統，且所述廢水收集槽在汽提氨氣之后釋放廢水流到蒸發器裝置以便于廢水蒸發。
[0009]上述方法和系統以及其他特征由下圖和詳述例示。
【附圖說明】
[0010]現在來看附圖，其說明例示性實施方案，其中相同的元件用相同的參考數字和/或字母表示:
圖1為用于降低氣體排放的系統的第一例示性實施方案的方塊圖；和圖2為用于降低氣體排放的系統的第二例示性實施方案的方塊圖。
[0011]文中公開的本發明系統和方法的其他細節、目的和優勢將從例示性實施方案和相關例示性方法的以下描述而變得顯而易見。
【具體實施方式】
[0012]在圖1中充分說明的是動力、公用工程或工業成套設備10、用于降低氣體排放的系統12和實施其以降低或防止氨/銨離子向環境或大氣排放的方法。用于降低氣體排放的系統12的實施方案可用于動力成套設備、公用工程成套設備和工業成套設備中。
[0013]如所說明，成套設備10包括燃燒單元1，例如燃氣渦輪機、焚燒爐或鍋爐，其燃燒燃料F，由此產生蒸汽和/或熱煙氣FG。燃燒單元I可經由導管2b進料至少一種含氧的氣流A，例如氧化劑流，例如空氣、氧氣或另一類型的含有氧氣的氣體，并且經由導管2a進料燃料F以使所述燃料F在燃燒單元I中燃燒。所述燃料F可為化石燃料，例如煤、油或天然氣，并且也可為包括生物廢物或城市廢物的其他燃料。除了蒸汽之外，熱煙氣FG也經由燃燒所述燃料F形成，其經由導管Ia從燃燒單元I中流出。可將所述蒸汽傳輸到渦輪機(未示出)，以便用于發電或用于其他用途，例如區域供熱、工藝加熱等。可將熱煙氣FG傳輸到其他系統12部件以便在將至少一部分煙氣FG釋放到環境或大氣之前使用煙氣FG的熱。
[0014]導管Ia流體連接在燃燒單元I和氮氧化物去除裝置3之間以使煙氣FG流從燃燒單元I到氮氧化物去除裝置3。氮氧化物去除裝置3可構造成選擇性催化還原(SCR)單元、選擇性非催化還原(SNCR)單元或構造成從煙氣FG除去氮氧化物(例如，NO2, NO3, NOx)的另一類型的元件。
[0015]在煙氣FG流經氮氧化物去除裝置3之后，煙氣FG經由流體連接的導管3a流到流體連接的預熱器5以便進一步加工或使用。流經預熱器5的煙氣FG加熱流經預熱器5的循環流體(未示出)，此后所述循環流體流到燃燒單元I中。煙氣FG從預熱器5經流體連接的導管5a流到顆粒收集器9。然而，流經導管3a的一部分煙氣FG經流體連接的導管4流到流體連接的蒸發器裝置7，由此繞過預熱器5。供給到蒸發器裝置7的那部分煙氣FG在系統12的一些實施方案中可被視為“滑流”。
[0016]蒸發器裝置7為按尺寸制作的經由導管4接收煙氣FG且經由流體連接的管道23接收來自廢水收集槽19的液態廢水W的容器。廢水收集槽19可操作成經由流體連接的管道17a接收來自成套設備10的一個或多個源17的液態廢水W并存留所述廢水以便如下文更詳細描述以預先指定的流速或以受控的流速供給到蒸發器裝置7。
[0017]另外，蒸汽、空氣或蒸汽和空氣S從蒸汽/空氣源21經其間的流體連接的導管21a供給到廢水收集槽19。作為汽提劑經導管21a供給到廢水收集槽19的蒸汽、空氣或蒸汽和空氣S誘發氨從廢水W汽提到廢水收集槽19的上部或頂部空間19b中。在頂部空間19b中的汽提的氨氣G從廢水收集槽19中經導管19a流到流體連接到導管2b的導管19c以便流入燃燒單元I中，和/或流到流體連接的導管19d以便直接流