CN214172287U - 酸性烟气余热回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了酸性烟气余热回收利用系统，包括：烟气冷却器，用于对烟温在低于酸露点30℃至高于酸露点30℃范围内的烟气进行换热降温；位于烟气冷却器下游的烟气冷凝器，用于对烟温在低于水露点10℃至高于该水露点10℃范围内的近饱和湿烟气进行换热降温；其中，烟气冷却器的烟气出口与烟气冷凝器的烟气入口连通，烟气冷凝器的冷却液出口与烟气冷却器的冷却液入口连通，在烟气冷凝器的冷却液出口与烟气冷却器的冷却液入口之间不存在对所述冷却液升温的装置，所述烟气冷却器由耐腐蚀材料制成。本实用新型的系统可以有效利用烟气冷凝器出口的低品质热水，同时实现余热回收和节水的目的。

Description

酸性烟气余热回收利用系统

技术领域

本实用新型涉及燃料燃烧、工业排放及固体废弃物焚烧产生的酸性烟气的余热利用系统，特别是针对烟气在酸露点、水露点区域内的余热利用系统。

背景技术

燃料或固体废弃物燃烧后的烟气多温度较高，对其进行余热回收利用被认为是一种新能源。但是由于燃料，工业原料及固体废弃物中均含有一定量的硫，氯、氟等物质，在燃烧时，会产生酸性物质，它与水蒸气相结合会形成酸雾。当换热器表面温度低于酸雾的凝结点(称为酸露点)，就会在换热器表面形成酸露滴，酸露滴浓度高，腐蚀性很强，会对换热器产生腐蚀，因此燃煤锅炉要求烟气在高于酸露点30℃左右被排放出来。

近年来，随着余热利用意识的提高，首先开始对燃煤锅炉排出的烟气进行换热。通常燃煤烟气的酸露点在80-120℃之间，换热过程中换热器外表面温度比循环水温度高一定温度(5-10℃)，因此当换热器在酸露点附近工作时，要求冷却液入口水温高于70℃，从而保证换热器外表面温度高于酸露点，从而避免因酸结露而腐蚀换热器。冷却液出水温度多高于90-95℃，用于加热用于燃烧的空气或预热锅炉补给水。

燃煤烟气含SOx(SO₂，SO₃等硫氧化物)较高，需经过脱硫后排放，常用的湿法脱硫排放烟气通常为近饱和湿烟气，烟气温度在水露点左右，这部分烟气虽然温度不高，但气化潜热巨大，对其降一度所获得的热量相当于对干烟气降8-10℃所得热量，因此近年来随着热泵技术的发展，可用换热器对脱硫尾部饱和湿烟气进行换热，换得冷却液出口水温低于水露点温度，对应出水温度在30-50℃左右，利用价值较低，需经过热泵提热，获得60℃以上的热水再进行利用。

实用新型内容

本实用新型一方面提供酸性烟气余热回收利用系统，包括：

烟气冷却器，用于对烟温在低于酸露点30℃至高于酸露点30℃范围内的烟气进行换热降温；

位于烟气冷却器下游的烟气冷凝器，用于对烟温在低于水露点10℃至高于水露点10℃范围内的近饱和湿烟气进行换热降温；

其中，烟气冷却器的烟气出口与烟气冷凝器的烟气入口连通，烟气冷凝器的冷却液出口与烟气冷却器的冷却液入口连通，在烟气冷凝器的冷却液出口与烟气冷却器的冷却液入口之间不存在对所述冷却液升温的装置，所述烟气冷却器由耐腐蚀材料制成。

如本领域技术人员所能理解的，对所述冷却液升温的装置包括其他任何使烟气冷却器入口冷却液温度高于烟气冷凝器出口冷却液温度的装置，例如加热装置，或者额外的管路，用于向烟气冷凝器的冷却液出口与烟气冷却器的冷却液入口之间管路通入比烟气冷凝器出口冷却液温度高的冷却液。在烟气冷凝器的冷却液出口与烟气冷却器的冷却液入口之间不存在对所述冷却液冷源升温的装置，是指在烟气冷凝器的冷却液出口至烟气冷却器的冷却液入口的管路上没有连接在这样的对所述冷却液升温的装置。在一些实施方案中，在烟气冷凝器的冷却液出口至烟气冷却器的冷却液入口的管路上没有连接加热装置或额外的供液管路。在另外一些实施方案中，可以存在其他供液管路，用于提供温度不高于烟气冷凝器出口冷却液的冷却液，以补充进入烟气冷却器的冷却液的量。

在一些实施方案中，所述烟气冷却器由金属、氟塑料、导热塑料或搪瓷制成。

在一些实施方案中，所述烟气冷凝器由金属、氟塑料、导热塑料或搪瓷制成。

在一些实施方案中，所述烟气冷凝器为翅片管换热器。

在一些实施方案中，在烟气冷却器的烟气出口与烟气冷凝器的烟气入口之间还连接有对烟气进行降温和/或加湿的装置，用于使烟气在进入烟气冷凝器之前成为近饱和湿烟气。

在一些实施方案中，所述对烟气进行降温和/或加湿的装置为喷淋装置。

在一些实施方案中，对烟气进行降温和/或加湿的装置为脱酸塔，即在烟气冷却器的烟气出口与烟气冷凝器的烟气入口之间还连接有脱酸塔。

在一些实施方案中，所述系统还包括以烟气冷却器出口冷却液作为热源提供热量的另一换热器，所述烟气冷却器的冷却液出口与所述换热器的热源入口连通，所述换热器的热源出口与烟气冷凝器的冷却液入口连通。

在一些实施方案中，所述另一换热器为板式换热器。

在一些实施方案中，所述系统还包括备用冷却塔，烟气冷凝器的冷却液出口分别与烟气冷却器的冷却液入口和备用冷却塔进液口连通，备用冷却塔出液口连接至烟气冷凝器的冷却液入口管路上。

在一些实施方案中，所述系统还包括除尘器，除尘器的烟气出口与烟气冷却器的烟气入口连通。

利用本实用新型的系统对酸性烟气进行余热回收利用的方法包括：

使酸性烟气依次通过烟气冷却器和烟气冷却器下游的烟气冷凝器，并使烟气冷凝器出口冷却液进入烟气冷却器作为其冷却液；

其中，所述酸性烟气在进入烟气冷却器前的烟温在低于酸露点30℃至高于酸露点30℃的范围内，烟气在进入烟气冷凝器之前通过降温或增湿形成近饱和湿烟气，并且烟温在低于水露点10℃至高于水露点10℃的范围内；

其中，烟气冷凝器出口冷却液温度低于烟气冷凝器入口烟气的水露点温度，烟气冷却器出口冷却液温度比烟气冷却器入口烟气的酸露点温度低10℃以上，烟气冷却器出口冷却液温度高于60℃；并且

其中所述烟气冷却器由耐腐蚀材料制成。

在一些实施方案中，烟气冷却器入口冷却液温度比烟气冷却器入口烟气的酸露点温度低11℃以上，低12℃以上，低13℃以上，低14℃以上，低15℃以上，低16℃以上，低17℃以上，低18℃以上，低19℃以上，低20℃以上，低25℃以上，低30℃以上，低35℃以上，低40℃以上，低45℃以上，或低50℃以上。在一些实施方案中，烟气冷却器入口冷却液温度低于70℃，优选地，低于69℃，低于68℃，低于67℃，低于66℃，低于65℃，低于60℃，低于55℃，低于50℃，低于45℃，低于40℃，或等于或低于烟气冷凝器出口冷却液温度。在任何情况下，烟气冷却器入口冷却水的温度应低于烟气冷却器入口烟气的温度，例如比烟气冷却器入口烟气的温度低10℃以上，低15℃以上，低20℃以上，低25℃以上，低30℃以上，低35℃以上或低40℃以上。

在一些实施方案中，烟气冷凝器出口冷却液不与额外的冷却液混合，直接进入烟气冷却器。在一些实施方案中，烟气冷凝器出口冷却液与额外的冷却液混合后进入烟气冷却器。所述额外的冷却液的温度可以高于、等于或低于烟气冷凝器出口冷却液的温度。在一些实施方案中，烟气冷凝器出口冷却液不经加热进入烟气冷却器。如本领域技术人员所理解的，所述“不经加热”包括烟气冷凝器出口冷却液不被加热装置加热或者不与额外的冷却液混合，直接进入烟气冷却器，还包括烟气冷凝器出口冷却液与额外的温度等于或低于其的冷却液混合后进入烟气冷却器。

在一些实施方案中，所述烟气冷却器由金属、氟塑料、导热塑料或搪瓷制成。

在一些实施方案中，所述烟气冷凝器由金属、氟塑料、导热塑料或搪瓷制成。

在一些实施方案中，所述烟气冷凝器为翅片管换热器。

在一些实施方案中，酸性烟气通过烟气冷却器后产生近饱和湿烟气进入烟气冷凝器。

在一些实施方案中，酸性烟气通过烟气冷却器后进一步通过对烟气进行降温和/或加湿的装置，产生近饱和湿烟气进入烟气冷凝器。

在一些实施方案中，通过喷淋装置对烟气进行降温和/或加湿。

在一些实施方案中，酸性烟气通过烟气冷却器后进一步通过脱酸塔，在脱酸塔中经过浆液/溶液喷淋后产生近饱和湿烟气，所述近饱和湿烟气进入烟气冷凝器。

在一些实施方案中，所述烟气冷却器出口冷却液进入另一换热器换热降温后再进入烟气冷凝器作为其冷却液。优选地，所述另一换热器为板式换热器。

在一些实施方案中，烟气冷凝器出口冷却液中的一部分进入备用冷却塔降温后再进入烟气冷凝器的冷却液入口管路中。

在一些实施方案中，烟气在进入烟气冷却器之前先通过除尘器除尘。

附图说明

图1为锅炉烟气余热回收利用系统示意图。

图2为垃圾焚烧炉烟气余热回收利用系统示意图。

其中，1：除尘器，2：烟气冷却器，3：脱硫塔，4：烟气冷凝器，5：烟囱，6：板式换热器，7：备用冷却塔，8：袋式除尘器，9：烟气冷却器，10：烟气冷凝器，11：烟囱，12：板式换热器，13：备用冷却塔。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型实施例进行描述。附图中给出了本实用新型的一些实施例，但是这些实施例的目的仅仅是便于理解实用新型，并非是对本实用新型保护范围的限制。本实用新型可以通过多种不同形式实现，不限于本文所描述的实施例。下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明，但本实用新型不限于下面的实施例。

本实用新型中，当提及一个元件或装置与另一个元件或装置“连通”时，二者可以是直接相连，也可以是通过其它元件或装置相连，即在二者之间还存在其它元件或装置。“依次通过”表示按从先到后的顺序通过所列出的元件或装置，但并不意味着所列出的在文字上相邻的元件或装置在通过顺序上也是紧密相邻的，所列出的在文字上相邻的元件或装置之间还可以具有其它被通过的元件或装置，只要先通过在文字上先列出的元件或装置，后通过在文字上后列出的元件或装置，即可认为是“依次通过”。

除非另有定义，本实用新型所使用的术语与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型中，“和/或”是指一个或多个所列出的元素的任意的和所有的组合。

本实用新型中，当提及数值范围或低于某数值或高于某数值时，应理解其范围包含所给出的数值本身，也包含排除该数值端点的范围。

本实用新型中，烟气冷却器也可以称为“高温烟气冷却器”，是指用于对高温烟气进行冷却的装置，所述高温烟气的温度在酸露点以上或附近。烟气冷凝器也可以称为“湿烟气冷凝器”是指用于对低温近饱和烟气进行降温脱水的装置，所述低温是指烟气的温度在水露点附近。本实用新型中的烟气冷却器和烟气冷凝器均为气液换热器，其中以液体换热介质对烟气进行冷却。

本实用新型中，冷却液也可以被称为冷源。冷源通常是指换热器中用于吸收另一种介质的热量，使另一种介质温度降低的换热介质。本实用新型中的冷却液是指进入换热器后吸收烟气热量，对烟气进行冷却的液体换热介质，其在换热器中吸收热量，因此换热器出口的冷却液温度高于换热器入口的冷却液温度。冷却液可以是水、有机溶剂或溶液等，例如可以是水、氟利昂、甲醇、乙醇、丙酮、氨水等液体中的一种或多种的混合物。

本实用新型中，热源通常是指换热器中用于向另一种介质放热，使另一种介质温度升高的换热介质。本实用新型中的热源可以是在烟气再热器中加热烟气的换热介质，或者可以是在板式换热器中加热其他介质的换热介质。热源在换热器中放出热量，因此换热器出口的热源温度低于换热器入口的热源温度。热源可以是水、有机溶剂或溶液等，例如可以是水、氟利昂、甲醇、乙醇、丙酮、氨水等液体中的一种或多种的混合物。

如本领域技术人员所知，热源和冷源可以是同一种换热介质，其作为热源还是冷源取决于该换热介质在换热器中所起的作用。在烟气冷却器中作为冷源的冷却液，流入板式换热器后是作为热源向其他介质提供热量。

本实用新型中，“烟气”和“废气”可互换使用，所述高温烟气也可以被称为高温废气，可以是由锅炉、垃圾焚烧炉产生的烟气，或者是高温的工业废气。

本实用新型的系统主要用于酸性烟气的余热回收利用。如本领域技术人员所知，酸性烟气是指含有酸性物质，例如硫，氯、氟、氮等的锅炉、垃圾焚烧炉产生的烟气，或者是工业废气。

本实用新型中所述的耐腐蚀材料通常指耐酸腐蚀的材料，是指可以耐受烟气中酸雾凝结而成的酸露滴腐蚀的材料。耐腐蚀材料包括耐酸腐蚀的不锈钢(例如2205、2507)、钛、氟塑料、导热塑料，或者表面喷涂耐酸腐蚀材料的金属(如搪瓷)。

本实用新型中的烟气冷却器由耐腐蚀材料制成，例如耐酸腐蚀的金属(例如耐酸腐蚀的不锈钢，如2205、2507等)、钛、铜、氟塑料、导热塑料、陶瓷、玻璃等制成，或在其金属表面喷涂耐酸防腐材料(如搪瓷)。

本实用新型中的烟气冷凝器的材料没有特别限制，可以由耐酸腐蚀材料制成，也可以由不耐酸腐蚀的材料制成，例如，烟气冷凝器可以由非金属(如氟塑料，导热塑料，陶瓷，玻璃等)或金属(如钛、铜、碳钢或不锈钢，例如316L、2205不锈钢等)制成，或在其金属表面喷涂耐酸防腐材料(如搪瓷)。

如本领域技术人员所知，导热塑料是利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充，以提高其导热性能。导热塑料耐化学腐蚀性能强，主要成分包括基体材料和填料。基体材料包括PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA或PEEK等；填料包括AlN、SiC、Al2O₃、石墨、纤维状高导热碳粉或鳞片状高导热碳粉等。

搪瓷是将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的一种复合材料，耐酸腐蚀性能较强。

如本领域技术人员所知，术语“脱酸塔”通常包含用于喷淋碱性浆液的装置，用于去除废气或化工产品中的酸性物质。脱酸塔例如包括脱硫塔，脱硫塔通常用于湿法脱硫，其中含有浆液喷淋装置。

露点也可以被称为“露点温度”，其含义是本领域技术人员熟知的，是指在某气体(蒸气)含量和气压都不改变的条件下，冷却到该气体饱和时的温度。当温度低于露点时，该气体(蒸汽)会变为液态。露点温度可以根据该气体的不同温度下饱和蒸气分压图查得。以水为例，水的露点温度是水蒸气分压所对应的饱和温度，对于空气所含有的水蒸气而言，其露点温度即是其变为露珠时候的温度。水蒸气的露点温度可被称为水露点温度，烟气的水露点温度与其水蒸气含量有关。

当废气中有酸性气体(如SO₃，HCl，醋酸等)时，酸性气体会与废气中的水蒸气结合，所形成的物质被称为酸雾，酸雾的露点温度称为酸露点。酸露点比水露点要高很多，酸露点的具体温度可以根据烟气中所含的酸性气体的种类和含量计算获得，这是本领域技术人员熟知的，以SO₃为例，其浓度含量越高，酸露点就越高，在某些情况下，高温烟气的酸露点可达140～160℃，甚至更高。SO₃酸露点可按如下公式计算：

tp＝20LgVso₃+α

式中tp是酸露点温度℃

Vso₃烟气中SO3体积份数％

α——水分常数，

当水分为5％，α＝184

当水分为10％，α＝194

当水分为15％，α＝201

本实用新型中的近饱和湿烟气是指相对湿度大于等于85％、大于等于86％、大于等于87％、大于等于88％、大于等于89％、大于等于90％、大于等于91％、大于等于92％、大于等于93％、大于等于94％、大于等于95％、大于等于96％、大于等于97％、大于等于98％、大于等于99％的烟气。

本实用新型的一个实施例提供锅炉烟气余热回收利用系统，如图1所示，包括除尘器1、烟气冷却器2、脱硫塔3、烟气冷凝器4，板式换热器6、备用冷却塔7、烟囱5。其中除尘器1的烟气出口与烟气冷却器2的烟气入口连通，烟气冷却器2的烟气出口与脱硫塔3的烟气连通相连，脱硫塔3的烟气出口与烟气冷凝器4的烟气入口连通，烟气冷凝器4的烟气出口与烟囱5连通；烟气冷凝器4的冷却水出口分别与烟气冷却器2的冷却水入口和备用冷却塔7入水口，且从烟气冷凝器4的冷却水出口至烟气冷却器2的冷却水入口之间的管路上没有连接用于使所述冷却水升温的装置，烟气冷却器2的冷却水出口与板式换热器6的热水入口连通，板式换热器6的热水出口与烟气冷凝器4的冷却水入口连通，备用冷却塔7的出水口连接至板式换热器6的热水出口与烟气冷凝器4的冷却水入口之间的管路；烟气冷却器2由氟塑料或导热塑料等制成，或由搪瓷制成。

所述除尘器1与锅炉烟气出口连通，在一些实施例中，在除尘器1之前还可以设有空气预热器。除尘器1与烟气冷却器2之间可以任选地设有其它适当的装置，例如引风机等。烟气冷却器2与烟气冷凝器4之间还可以任选地设有其它适当的装置，例如其他换热器等。烟气冷凝器4与烟囱5之间可以任选地设有其它适当的装置，例如烟气再热器等。

在一些实施例中，烟气冷凝器4可以设置于脱硫塔3内，并置于脱硫塔的喷淋装置的下游，使得经过浆液喷淋的近饱和湿烟气通过烟气冷凝器。

利用上述系统进行烟气余热回收利用的方法包括：

使锅炉排烟依次通过除尘器、烟气冷却器、脱硫塔、烟气冷凝器，最后从烟囱排出；

使烟气冷凝器出口冷却水直接进入烟气冷却器作为其冷却水，烟气冷却器出口冷却水进入板式换热器换热降温后再回到烟气冷凝器中作为其冷却水。

在对垃圾焚烧厂烟气污染物治理时，发现除尘器后烟气温度在150℃左右，此时可以先将烟气通过烟气冷却器降温为近饱和湿烟气(大约在60-80℃)，再进一步通过烟气冷凝器降温形成水气凝结来去除非常规污染物。

因此，本实用新型的另一个实施例提供用于垃圾焚烧炉的烟气余热回收利用系统，如图2所示，包括袋式除尘器8、烟气冷却器9、烟气冷凝器10，板式换热器12、备用冷却塔13、烟囱11。其中袋式除尘器8的烟气出口与烟气冷却器9的烟气入口连通，烟气冷却器9的烟气出口与烟气冷凝器10的烟气入口连通，烟气冷凝器10的烟气出口与烟囱11连通；烟气冷凝器10的冷却水出口分别与烟气冷却器9的冷却水入口和备用冷却塔13连通，且从烟气冷凝器10的冷却水出口至烟气冷却器9的冷却水入口之间的管路上没有连接用于使所述冷却水升温的装置，烟气冷却器9的冷却水出口与板式换热器12的加热水入水口连通，板式换热器12的加热出水口与烟气冷凝器10的冷却水入口连通，备用冷却塔13的出水口连接至板式换热器12的加热出水口与烟气冷凝器10的冷却水入口之间的管路；烟气冷却器9由氟塑料或导热塑料等制成，或由搪瓷制成。

烟气冷却器9与烟气冷凝器10之间还可以任选地设有其它适当的装置，例如其他换热器等。

利用该系统进行烟气余热回收利用的方法包括：

使垃圾焚烧炉排烟依次通过袋式除尘器、烟气冷却器、烟气冷凝器并进入烟囱；

使烟气冷凝器出口冷却水直接进入烟气冷却器作为其冷却水，烟气冷却器出口冷却水进入板式换热器换热后再回到烟气冷凝器中作为其冷却水。

在烟气进入烟气冷却器前使其烟温达到低于酸露点30℃至高于酸露点30℃的范围内，还可以在烟气进入烟气冷却器前使其烟温达到低于酸露点20℃至高于酸露点20℃的范围内，还可以在烟气进入烟气冷却器前使其烟温达到低于酸露点10℃至高于酸露点10℃的范围内，还可以在烟气进入烟气冷却器前使其烟温等于或高于酸露点。在优选的实施方案中，在烟气进入烟气冷凝器之前通过降温或增湿使其成为近饱和湿烟气，并且使该近饱和湿烟气的烟温达到低于水露点10℃至高于水露点10℃的范围内，还可以使该近饱和湿烟气的烟温达到低于水露点5℃至高于水露点5℃的范围内。

其中，使烟气冷凝器出口冷却水温度低于水露点温度，使从烟气冷却器出口冷却水温度高于60℃。冷却水在烟气冷凝器、烟气冷却器和板式换热器中循环，达到循环利用和余热回收的目的。

在一些实施方案中，烟气冷却器入口冷却水温度比烟气冷却器入口烟气的酸露点温度低11℃以上，低12℃以上，低13℃以上，低14℃以上，低15℃以上，低16℃以上，低17℃以上，低18℃以上，低19℃以上，低20℃以上，低25℃以上，低30℃以上，低35℃以上，低40℃以上，低45℃以上，或低50℃以上。在一些实施方案中，烟气冷却器入口冷却水温度低于70℃，优选地，低于69℃，低于68℃，低于67℃，低于66℃，低于65℃，低于60℃，低于55℃，低于50℃，低于45℃，低于40℃，或等于或低于烟气冷凝器出口冷却水温度。在任何情况下，烟气冷却器入口冷却水的温度应低于烟气冷却器入口烟气的温度，例如比烟气冷却器入口烟气的温度低10℃以上，低15℃以上，低20℃以上，低25℃以上，低30℃以上，低35℃以上或低40℃以上。

本领域技术人员知道如何使烟气冷凝器出口冷却水温度低于烟气冷凝器入口烟气的水露点温度，如何使烟气冷却器出口冷却水温度高于60℃，例如通过调节烟气冷凝气、烟气冷却器的冷却水入水温度以及烟温，可使烟气冷凝器和烟气冷却器出口冷却水温度达到上述温度范围。

在另外的实施方案中，还可以根据烟气冷凝器和/或烟气冷却器所需冷却水的量增加或减少进入烟气冷凝器和/或烟气冷却器的冷却水，例如通过另外的管路补充冷却水，或者通过另外的管路分流多余的冷却水。

例如，当烟气冷凝器流出的冷却水的量大于烟气冷却器所需的冷却水量时，可以使用备用冷却塔接收烟气冷凝器流出的冷却水中多余的部分，同时对其进行降温。当板式换热器的热水出口提供的热水不足以提供烟气冷凝器的冷却水时，可以使用从烟气冷凝器冷却水出口流入备用冷却塔并经降温后的冷却水补充提供，此时，这部分冷却水从备用冷却塔流入板式换热器的热水出口与烟气冷凝器的冷却水入口之间的管路，与板式换热器热源出口提供的冷却水混合后进入烟气冷凝器。在一些实施方案中，当板式换热器不足以提供烟气冷凝器的冷却水，并且由备用冷却塔补充冷却水后还不够时，还可以通过其他管路补充提供冷却水，所述其他管路与板式换热器的热水出口与烟气冷凝器的冷却税入口之间的管路相连。然而，备用冷却塔并非是必需的，而是一种优选方案，该系统中可以不包含备用冷却塔，此时，烟气冷凝器的冷却水出口与烟气冷却器的冷却水入口连通，板式换热器的热水出口与烟气冷凝器的冷却水入口相连。

如果烟气冷凝器流出的冷却水的量不足以提供烟气冷却器所需的冷却水的量，可以通过其他管路补充进入烟气冷却器的冷却水，此时，所述其他管路与烟气冷凝器的冷却水出口到烟气冷却器的冷却水入口的管路相连，补充的冷却水与烟气冷凝器流出的冷却水混合后进入烟气冷却器。用于补充给烟气冷却器的冷却水的温度可以低于、等于或高于烟气冷凝器流出的冷却水温度。用于补充给烟气冷却器的冷却水可以来自于烟气再热器的热水出口，此时，烟气经过烟气冷凝器后继续通过烟气再热器，然后进入烟囱，烟气冷凝器流出的冷却水与烟气再热器流出的热水混合后进入烟气冷却器作为其冷却水。

当通过其他管路补充进入烟气冷却器的冷却水时，不以加热冷却水为目的，因此补充冷却水的温度可以较低，例如可以是低于70℃，更优选地，低于69℃，低于68℃，低于67℃，低于66℃，低于65℃，低于60℃，低于55℃，低于50℃，低于45℃，低于40℃，或等于或低于烟气冷凝器出口冷却水温度，使得烟气冷却器入口冷却水温度比所述烟气冷却器入口烟气的酸露点温度低10度以上，例如使烟气冷却器入口冷却水温度比所述烟气冷却器入口烟气的酸露点温度低11℃以上，低12℃以上，低13℃以上，低14℃以上，低15℃以上，低16℃以上，低17℃以上，低18℃以上，低19℃以上，低20℃以上，低25℃以上，低30℃以上，低35℃以上，低40℃以上，低45℃以上，或低50℃以上。在一些实施方案中，烟气冷却器入口冷却水温度低于70℃，更优选地，低于69℃，低于68℃，低于67℃，低于66℃，低于65℃，低于60℃，低于55℃，低于50℃，低于45℃，低于40℃，或等于或低于烟气冷凝器出口冷却水温度。

在上述各个实施方案中，使烟气冷却器的冷却水出水通入板式换热器仅仅是一种实现方式，在一些实施例中，烟气冷却器的出水可以直接用作工业、生活用热水，或者进入供暖热网，或者可以作为热源通过其它换热方式提供热量。由板式换热器出水提供烟气冷凝器的冷却液入水仅仅是一种实现方式，在一些实施例中，可以使用其它水源提供烟气冷凝器的冷却水入水。

在上述各个实施方案中，烟气冷却器、烟气冷凝器中的冷却水，以及板式换热器、烟气再热器中的热水，可以替换为其他换热介质，例如本实用新型中所述的可以作为冷却液或热源的物质。

在传统的高温酸性烟气的余热利用方法中，从锅炉排出的高温酸性烟气只在高于酸露点30℃(120-150℃)前进行换热，以防止腐蚀，要求烟气冷却器入口水温高于70℃，尽量避免换热器外表面温度过低出现酸结露，出口水温也较高(多在90℃以上)，利于利用；此外，对于脱硫后水露点温度的烟气利用烟气冷凝器进行降温节水治理时，烟气冷凝器的出口水温低于烟气水露点(40-60℃)，多在30-40℃，热品质较低，一般是直接通过冷却塔释放或者通过热泵泵取低品质热，形成70℃左右的热水用于供暖。本实用新型直接利用烟气冷却器实现热泵的作用，把经过烟气冷凝器换热的中温低品质热水直接加热到60℃以上，成为有利用价值的余热(如60℃热水可直接利用，70-90℃热水可以进入供暖热网，90℃以上热水可以用于加热空气形成热风等)，这样实现了无需热泵即可对烟气冷凝器出口的低品质热水加热再利用，同时实现了余热回收和节水的目的，由于使用了防腐蚀材料制成的烟气冷却器，也不会造成因烟气冷却器入水温度过低引起的酸性烟气在酸露点结露腐蚀问题。使用本实用新型的系统进行余热回收利用的方法可以适用于各种燃料燃烧、工业废气、固体废弃物焚烧的余热利用上，也可以对湿法脱硫前的换热器进行改造，用于己有湿法脱硫的烟气的余热利用。

本实用新型适用的酸性烟气中含有SOx，NOx，HCl，HF等酸性物质中的一种或几种，由其组分确定其酸露点。

为了更好地说明本实用新型实施例提供的余热回收利用系统和方法的工作实现，现提供具体示例予以说明，该示例只是所述系统和方法的具体实现方式，不应被视为限制所述系统和方法的保护范围。

示例一：300MW燃煤机组的烟气余热回收利用的工艺流程

烟气路线：

一台300MW燃煤机组，锅炉出口烟气经过除尘器后烟温为120℃，风量120万Nm³/h，再经过烟气冷却器降温到90℃，烟气冷却器由非金属(如氟塑料，导热塑料等)或金属表面喷涂防腐材料(如搪瓷)制成，可以抵抗酸雾对其腐蚀；烟气再经过脱硫塔被浆液喷淋，烟温降低到50℃，浆液中水分蒸发，使得烟气湿度大大提高，达到近饱和程度；近饱和湿烟气进一步经过烟气冷凝器，烟气降温3℃，析出18t/h冷凝水，去除大部分可凝结颗粒物(硫酸雾及有机物)后，通过烟囱排放；烟气冷凝器由非金属(如氟塑料，导热塑料等)或金属(如316L、2205不锈钢等)或金属表面喷涂防腐材料(如搪瓷)制成。

其中，首先利用烟气冷却器将除尘器出口烟气从120℃降到90℃，进入脱硫塔经喷淋后，出口烟气为50℃左右，烟气经过烟气冷凝器后降温2℃，去除大部分颗粒物(硫酸雾及有机物)后，通过烟囱排放。

循环水路线：

烟气冷却器入口冷却水为下游烟气冷凝器出口冷却水，水量450t/h，入口水温44℃，换热后水温升到66℃。

450t/h的22℃循环水经过烟气冷凝器升温到44℃，这部分水经过烟气冷却器升温到66℃，通过板式换热器和运水车上的冷水进行热量交换，出水温度22℃，再进入到烟气冷凝器。外用水量不足时，可以通过备用冷却塔把多余的循环水冷却到22℃，供烟气冷凝器利用。

示例二：垃圾焚烧炉的烟气余热回收利用的工艺流程

烟气路线：

一台垃圾焚烧炉，烟气量20万Nm³/h，烟温190℃，绝对湿度20％-50％，对应水露点60-80℃，先经过SNCR脱硝装置，先经过半干法脱硫脱酸，之后设有活性炭和碱喷入，最后设置有袋式除尘器除尘，袋式除尘器出口烟温通常控制在150℃左右。

在袋式除尘器后设置烟气冷却器，将除尘器出口烟气从150℃降到70℃，达到近饱和湿烟气，烟气再经过烟气冷凝器降温3-5℃，析出4t/h冷凝水，去除大部分可凝结颗粒物(硫酸雾及有机物)后，再通过烟囱排放。

烟气冷却器由非金属(如氟塑料，导热塑料等)或金属表面喷涂防腐材料(如搪瓷)制成，可以抵抗酸雾及Cl离子对其腐蚀；烟气冷凝器由非金属(如氟塑料，导热塑料等)或金属(如316L、2205不锈钢等)或金属表面喷涂防腐材料(如搪瓷)制成。

循环水路线：

250t/h的22℃循环水经过烟气冷凝器升温到45℃，这部分水再经过烟气冷却器升温到66℃，通过板式换热器和运水车上的冷水进行热量交换，出水温度22℃，再进入到烟气冷凝器。如果外用水量不足时，也可以通过备用冷却塔把多余的循环水冷却到22℃，供烟气冷凝器利用。

Claims (9)

1.酸性烟气余热回收利用系统，包括：

烟气冷却器，用于对烟温在低于酸露点30℃至高于酸露点30℃范围内的烟气进行换热降温；

位于烟气冷却器下游的烟气冷凝器，用于对烟温在低于水露点10℃至高于该水露点10℃范围内的近饱和湿烟气进行换热降温；

其中，烟气冷却器的烟气出口与烟气冷凝器的烟气入口连通，烟气冷凝器的冷却液出口与烟气冷却器的冷却液入口连通，在烟气冷凝器的冷却液出口与烟气冷却器的冷却液入口之间不存在对所述冷却液升温的装置，所述烟气冷却器由耐腐蚀材料制成。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述烟气冷却器由金属、氟塑料、导热塑料或搪瓷制成。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述烟气冷凝器由金属、氟塑料、导热塑料或搪瓷制成。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述烟气冷凝器为翅片管换热器。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其中在烟气冷却器的烟气出口与烟气冷凝器的烟气入口之间还连接有对烟气进行降温和/或加湿的装置，用于使烟气在进入烟气冷凝器之前成为近饱和湿烟气。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述对烟气进行降温和/或加湿的装置为喷淋装置。

7.根据权利要求1或2所述的系统，其中在烟气冷却器的烟气出口与烟气冷凝器的烟气入口之间还连接有脱酸塔。

8.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述系统还包括以烟气冷却器出口冷却液作为热源提供热量的换热器，所述烟气冷却器的冷却液出口与所述换热器的热源入口连通，所述换热器的热源出口与烟气冷凝器的冷却液入口连通。

9.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述系统还包括备用冷却塔，烟气冷凝器的冷却液出口分别与烟气冷却器的冷却液入口和备用冷却塔进液口连通，备用冷却塔的出液口连接至烟气冷凝器的冷却液入口管路上。

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