本發(fā)明涉及到燃煤鍋爐煙氣處理領域，具體涉及一種燃煤鍋爐煙氣的凈化及余熱回收處理系統(tǒng)及方法。

背景技術：

我國是燃煤大國，煤炭消費占一次能源總量70％以上。煤炭燃燒的同時排放大量空氣污染物，據統(tǒng)計，燃煤so2、nox、顆粒物排放量分別占全國總排放量的90％、67％和70％。這些污染物中so2、nox呈酸性，與顆粒物結合并沉降形成酸雨，2010年我國酸雨面積140萬平方公里，占國土面積14％，部分地區(qū)出現嚴重的區(qū)域性復合污染。繼十一五把燃煤so2作為社會經濟發(fā)展的約束性指標以來，十二五把so2、nox作為約束性指標，并將消減目標確定為8％和10％。

在控制燃煤大氣污染的措施中，常用靜電除塵器除塵、濕式石灰石-石膏法脫硫。常規(guī)的燃煤鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)包括空氣預熱器、靜電除塵器、煙氣換熱器(ggh)和so吸收塔。煙氣離開鍋爐后進入空氣預熱器，部分煙氣余熱被回收用于加熱空氣，從空氣預熱器出來的煙氣溫度大概在130-150c，保證后端靜電除塵器不受酸腐蝕，除塵后煙氣通過氣氣換熱器(一般為回轉式ggh)進入吸收塔脫硫，ggh可以回收原煙氣余熱，將凈煙氣加熱到80c以上。

例如專利文獻cn204786486u公開了一種燃煤鍋爐煙氣處理系統(tǒng)，其連接在燃煤鍋爐和煙囪之間，該燃煤鍋爐煙氣處理系統(tǒng)包括空氣預熱器、脫硫塔及煙氣凈化余熱換熱器，空氣預熱器連接鍋爐尾部的煙道，空氣預熱器通過排煙通道連接脫硫塔，煙氣凈化余熱換熱器安裝在脫硫塔和煙囪之間。煙氣凈化余熱換熱器用于煙氣余熱吸收和冷凝煙氣中的水分，能高效清除煙氣中的灰塵和起到脫硫作用。燃煤鍋爐煙氣處理系統(tǒng)將鍋爐煙氣余熱有效的回收利用，并能冷凝脫硫塔后煙氣中水分，而凝結水幾乎能帶走煙氣中全部的煙塵，達到煙氣超凈化和除濕的效果，經過處理后的凝結水可以用于冷卻塔噴淋或者脫硫用水，起到了節(jié)能環(huán)保的作用。

但是，該方案中，燃煤鍋爐的煙氣直接進入空氣預熱器進行熱交換，然后進入脫硫塔進行處理，沒有脫硝、除塵等處理程序，會使得脫硫效率降低，效果變差，另一方面更為重要的是，經過脫硫處理后的煙氣直接就通過煙囪排出，因為脫硫效率與煙氣的溫度緊密相關，往往都會對進入脫硫塔的煙氣具有嚴格要求，以使得脫硫效率以及能源利用率最高，這種方式處理后的脫硫凈化的煙氣其溫度往往較低，仍然有大量煙塵，而且含有大量水分，直接排入大氣中會對環(huán)境產生較大影響。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種燃煤鍋爐煙氣的凈化及余熱回收處理系統(tǒng)及方法，其通過優(yōu)化的設計以及結構改進，對鍋爐煙氣增加更優(yōu)的處理工序，同時對相應工序進行協調配合，并相應設計具體的結構，從而不但可以有效提取高溫煙氣中的余熱，減少脫硫塔噴淋水的消耗，同時又對煙氣超凈化脫水處理，利用高溫回收的余熱對煙氣進行再加熱排放的系統(tǒng)，達到既綜合節(jié)能又環(huán)保排放的目的。

為實現上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供一種燃煤鍋爐煙氣的凈化及余熱回收處理系統(tǒng)，其設置于燃煤鍋爐脫硫吸收塔前、后的煙道上，用于實現對燃煤鍋爐煙氣的處理，其特征在于，

該凈化及余熱回收處理系統(tǒng)包括余熱交換器、煙氣超凈化器、清洗噴淋系統(tǒng)和煙氣超凈化冷卻器，其中，所述余熱交換器包括余熱吸收器和余熱蒸發(fā)器，該余熱吸收器設置在脫硫塔煙氣入口管道上，用于對所述待處理的煙氣進行吸熱降溫，降溫后的煙氣用于進入脫硫塔進行脫硫處理，所述煙氣超凈化器設置在脫硫塔煙氣出口煙氣管道上，該煙氣超凈化器設置有清洗噴淋系統(tǒng)和煙氣超凈化冷卻器，脫硫處理后的煙氣進入該煙氣超凈化器中，通過該煙氣超凈化冷卻器進行冷凝，以析出有害煙塵及氣體，所述清洗噴淋系統(tǒng)用于對析出的有害煙塵進行噴淋清洗；所述余熱蒸發(fā)器設置在煙氣超凈化與煙囪之間的煙氣管道上并與所述余熱吸收器連接，該余熱吸收器吸熱的熱量傳遞至該余熱蒸發(fā)器，該余熱蒸發(fā)器用于利用傳遞的余熱對經煙氣超凈化器處理后的煙氣進行余熱加熱，使其溫度升高后通過煙囪排出。

本發(fā)明的該方案布置在燃煤鍋爐脫硫吸收塔前、后的煙道上，用前段吸收的熱量不經損失地直接加熱后段的煙氣，在加熱排放煙氣前，通過超凈化處理，降低了煙氣中的“石膏雨”，使得超凈化煙氣高溫進入煙囪，達到煙氣高處擴散排放、除塵降霾，同時又回收水分、防止煙囪結露腐蝕的目的。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述余熱交換器中的余熱吸收器和余熱蒸發(fā)器一體或分體形成，且其均由多個熱交換組元組成，并相互獨立運行。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述煙氣超凈化冷卻器中設置有循環(huán)冷卻水管道，用于提供熱交換介質以實現對煙氣在超凈化冷卻器中的冷凝處理。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述系統(tǒng)還包括脫硝裝置和除塵裝置，其依次布置在燃煤鍋爐的煙氣出口與余熱交換器之間的煙氣管道上，用于對待處理的煙氣先分別進行脫硝和除塵處理。

按照本發(fā)明的另一方面，提供一種燃煤鍋爐煙氣的凈化及余熱回收處理方法，其用于實現對燃煤鍋爐煙氣的凈化及余熱回收的處理，其特征在于，該方法具體包括：

燃煤鍋爐出口煙氣在進入脫硫塔進行脫硫處理前先經熱交換器的吸熱裝置進行換熱處理，以對所述待處理的煙氣進行吸熱降溫，滿足進入脫硫塔煙氣溫度要求；

對脫硫處理后的煙氣進行冷凝凈化處理，即將脫硫處理后的煙氣通入冷卻器中進行冷凝，析出有害煙塵及氣體；

對冷凝處理后的煙氣利用吸收的余熱進行加熱處理，即將上述熱交換器的吸熱裝置吸收的熱量傳遞至熱交換器的蒸發(fā)裝置，冷凝處理后的煙氣通過該蒸發(fā)裝置并利用余熱進行加熱處理，使其溫度升高后通過煙囪排出。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述余熱交換器中的吸熱裝置和蒸發(fā)一體或分體形成，且其均由多個熱交換組元組成，并相互獨立運行。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述冷卻器中設置有循環(huán)冷卻水管道，用于提供熱交換介質以實現對煙氣在冷卻器中的冷凝處理。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述冷凝處理后形成的有害煙塵和氣體附著于冷卻器管壁，可通過清洗噴淋機構進行噴淋清洗。

作為本發(fā)明的進一步改進，對待處理的煙氣先分別進行脫硝和除塵處理后，再進入熱交換器的吸熱裝置進行換熱處理。

總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果：

一種可利用于回收惡劣環(huán)境下的煙氣余熱并充分利用該余熱的系統(tǒng)，用于吸收燃煤電廠脫硫前的原煙氣的余熱，加熱脫硫后的凈煙氣達到高溫超凈排放的目的。

余熱吸收器吸收熱量后，通過內部介質傳輸至換熱組元的余熱蒸發(fā)器一端。

進一步地所述，原煙氣經過脫硫吸收塔后形成的低溫飽和蒸汽的凈煙氣，進入到耐腐蝕的煙氣超凈化冷卻器，進行再次降溫，在煙氣超凈化冷卻器管表面析出凝結水，凝結水同時吸附凈煙氣中殘余的有害氣體和灰塵，起到對凈煙氣回收水分和超凈化的作用。

進一步所述煙氣超凈化冷卻器內冷卻管表面采用定時清洗噴淋，含有“石膏雨”和灰塵的污水排至地溝與脫硫塔噴淋水統(tǒng)一處理。

進一步所述煙氣超凈化冷卻器采用冷卻塔冷卻水作為冷卻介質循環(huán)。

進一步所述經超凈化后的煙氣進入余熱蒸發(fā)器，將余熱吸收器吸收的熱量在蒸發(fā)器內加熱超凈化煙氣，使煙氣達到指定溫度進行排放。

余熱蒸發(fā)器中與煙氣接觸的表面同樣采用耐腐蝕、耐高溫的非金屬材料表面噴涂處理。

總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明中，通過在脫硫裝置煙氣出口管道上設置煙氣超凈化器，通過煙氣冷凝處理可以進一步吸收煙氣中的煙塵和有害氣體，使得其可以結露析出水分附著在冷卻器氟塑料管壁上，進而吸收凈煙氣中的“石膏雨”、灰塵以及其他有害氣體，使得煙氣能夠得到超凈化處理；

(2)本發(fā)明中，通過利用余熱吸收和加熱裝置，充分利用煙氣在先吸收的熱量進行后續(xù)的煙氣加熱，一方面勿需再增加額外熱能，可以節(jié)約減少能源，更為重要的是可以使得排放的煙氣能夠達到一定的溫度，進一步減小排放對大氣的污染破壞；

(3)本發(fā)明中的煙氣的余熱吸收器以及凈煙氣的余熱蒸發(fā)器，二者為一體結構，系統(tǒng)結構緊湊，占用空間少，勿需外加動力傳輸，極適用于布置在空間狹小的燃煤鍋爐煙氣處理及煙囪之間的位置；

(4)吸收原煙氣高溫的熱量后進入脫硫吸收塔，原煙氣溫度降低、體積縮小，恰適合于脫硫塔內的化學反應環(huán)境，使得用于塔內降溫的噴淋水量大幅度降低，同一臺脫硫塔煙氣處理量增大，脫硫效率提高的多重效果，既節(jié)約利用了廢棄的熱能、降低了有害物質的排放，又減少了大量降溫噴淋水的消耗；

(5)吸收器與蒸發(fā)器之間的每個熱交換組元獨立運行，單個組元對其它組元不會產生互相影響。由于系統(tǒng)中組元數量較多，即便有一組或幾組故障，也不影響其它組元的運行，對換熱效率影響微小，可忽略不計；而且每個換熱組元均采用復合式結構，內部采用金屬起到良好傳熱和支撐骨架作用，外表采用耐高溫、耐腐蝕的非金屬材料包附，起到耐強腐蝕性氣體或液體腐蝕的作用，達到系統(tǒng)壽命長的目的。

(6)本發(fā)明的燃煤鍋爐煙氣余熱利用及超凈化處理系統(tǒng)和方法，利用高溫原煙氣的余熱加熱經超凈化處理的低溫煙氣，既減少了排往大氣中的熱量和水蒸汽，造成不必要的浪費，又提高脫硫系統(tǒng)效率、保護了煙囪減輕了酸露的腐蝕、降低了煙囪維護費用；同時又降低了煙氣排放有害污染物的含量，真正達到了超凈化排放的效果。

附圖說明

圖1為按照本發(fā)明實施例的燃煤鍋爐煙氣凈化及余熱回收處理系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

圖1為按照本發(fā)明實施例的燃煤鍋爐煙氣凈化及余熱回收處理系統(tǒng)的結構示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明實施例的燃煤鍋爐煙氣凈化及余熱利用處理系統(tǒng)，設置于燃煤鍋爐脫硫吸收塔前、后的煙道上，用于實現對燃煤鍋爐煙氣的處理。

如圖1所示，該燃煤鍋爐煙氣凈化及余熱利用處理系統(tǒng)包括余熱交換器、煙氣超凈化器、清洗噴淋系統(tǒng)和煙氣超凈化冷卻器。余熱交換器包括余熱吸收器和余熱蒸發(fā)器，該余熱吸收器加裝設置在脫硫塔煙氣入口管道上，用于對所述待處理的煙氣進行吸熱降溫，降溫后的煙氣用于進入脫硫塔進行脫硫處理。余熱蒸發(fā)器設置在煙氣超凈化與煙囪之間的煙氣管道上。如圖所示，優(yōu)選地余熱交換器為余熱換熱組元，其包括冷卻端和蒸發(fā)端，當然余熱交換器也可以是其他結構形式，例如其中的余熱吸收器和余熱蒸發(fā)器可以獨立分開設置，也可以整天一體形成。燃煤鍋爐煙氣經電除塵后入脫硫吸收塔前加裝余熱吸收器，煙氣首先經過余熱吸收器，對原煙氣進行降溫處理，吸收的熱量傳遞給煙氣換熱組元的的蒸發(fā)器一端,用于加熱超凈化后的凈煙氣。

優(yōu)選地，系統(tǒng)還包括脫硝裝置和除塵裝置，其依次布置在燃煤鍋爐的煙氣出口與余熱交換器之間的煙氣管道上，用于對待處理的煙氣先分別進行脫硝和除塵處理。燃煤鍋爐煙氣經脫硝、電除塵后入熱交換器的吸收器端，將煙氣的溫度由高溫降至脫硫塔反應溫度，吸收的煙氣余熱通過換熱組元內的低溫傳媒傳給蒸發(fā)器端，煙氣入脫硫塔。

煙氣超凈化器設置在脫硫塔煙氣出口煙氣管道上，該煙氣超凈化器設置有清洗噴淋系統(tǒng)和煙氣超凈化冷卻器，脫硫處理后的煙氣進入該煙氣超凈化器中，通過該煙氣超凈化冷卻器進行冷凝。通過冷凝后的煙氣，結露析出水分附著在冷卻器管壁(例如氟塑料管壁)上，吸收凈煙氣中的“石膏雨”、灰塵以及其他有害氣體。

優(yōu)選地，超凈化冷卻器附有清洗噴淋系統(tǒng)，用于定時清洗附著在管壁上的石膏、灰塵及有害殘留物，清洗后的噴淋水，與脫硫塔反應后的噴淋水統(tǒng)一進行沉淀處理。噴淋時間及間隔，根據環(huán)保檢測數據自動調節(jié)。

余熱蒸發(fā)器設置在煙氣超凈化與煙囪之間的煙氣管道上并與余熱吸收器連接，該余熱吸收器吸熱的熱量傳遞至該余熱蒸發(fā)器，經超凈化后的低溫煙氣進入余熱蒸發(fā)器，該余熱蒸發(fā)器用于利用傳遞的余熱對經煙氣超凈化器處理后的煙氣進行余熱加熱，使其溫度升高達到指定溫度后進入煙囪排放。

如圖1所示，鍋爐尾部煙道排出的煙氣經過脫銷裝置、除塵裝置后，經過煙道進入余熱吸收器，煙氣在余熱吸收器內降溫，而后進入脫硫吸收塔脫硫再降溫，然后再進入超凈化冷卻器進一步降溫冷凝，析出凝結水，放出的低品位熱量通過冷卻水帶走進入電廠冷卻塔統(tǒng)一循環(huán)冷卻，煙氣經過凝結水清潔后，進入余熱蒸發(fā)器加熱煙氣至所需要的溫度，通過“煙囪”排放至大氣中。燃煤鍋爐煙氣經過除塵后，這些含有大量so2、so3和部分灰塵的腐蝕性高溫煙氣，首先進入系統(tǒng)的余熱吸收器，將煙氣溫度降至適合于脫硫塔最佳反應溫度，此時煙氣的溫度低于酸露點，煙氣在吸收器換熱組元表面結露，吸收了煙氣中的so2、so3、nox和hf等對大氣有害的產物，形成硫酸、亞硫酸、硝酸及氫氟酸等強腐蝕性酸露，附著在換熱組元表面。由于組元表面包附著一層既耐高溫又耐腐蝕的氟塑料材質，使得這層酸露不會腐蝕換熱組元的金屬管。由于整個余熱吸收器常年均是在這種酸性環(huán)境下工作，吸收器與煙氣接觸的表面也是采用耐腐蝕、耐高溫的非金屬表面噴涂處理，使得煙氣降溫后形成的酸露對換熱系統(tǒng)殼體也不會產生腐蝕。

由于煙氣經過了進一步的脫水冷凝、除塵且提高溫度排放，不僅降低了煙氣對煙囪的腐蝕，節(jié)約了大量的水，更有力地保護了電廠周邊的生活環(huán)境。切實實現了既節(jié)能又環(huán)保的雙重效益。

當然，以上說明僅僅為本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的指導下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質范圍之內，理應受到本發(fā)明的保護。