本發(fā)明涉及防腐及節(jié)能減排技術領域，具體涉及一種濕法脫硫的煙氣提水系統(tǒng)。

背景技術：

煤、生物質燃料、生活垃圾等燃料中含有大量的液態(tài)水分，此部分水分在燃燒室中汽化變成水蒸氣，汽化潛熱巨大，消耗大量的熱能；另外燃燒后的煙氣在濕法脫硫系統(tǒng)中，噴淋塔內的熱煙氣的洗滌過程，蒸發(fā)大量水分，使得煙氣中水分進一步增加達到濕飽和狀態(tài)，煙氣富含大量的水分，目前的主流工藝此部分煙氣直接經煙囪排入大氣，水消耗大，而且富含氣溶膠粒子，造成煙氣在煙囪出口不能擴散，拖尾嚴重，形成視覺污染同時氣溶膠污染較重；另外此部分煙氣腐蝕性強，煙氣中含有HF、HCL、H2SO4、HNO3、高濃度氯離子和高濕環(huán)境，對于鋼煙道和煙囪造成腐蝕。

為避免出口煙道和煙囪腐蝕，有工藝采用煙氣煙氣換熱器(GGH) 來提高脫硫出口煙氣溫度，以防止煙氣帶水冷凝腐蝕出口煙道和煙囪，但由于GGH 容易堵塞且形成漏煙污染凈煙氣降低了脫硫效率達不到超低排放，大多數(shù)脫硫工程已經棄用；目前新發(fā)展工藝采用水媒式煙氣式GGH，避免泄露煙氣和腐蝕的問題，另外吸收塔出口煙氣經升溫后，其攜帶的漿液液滴將仍存在于煙氣中，增加了煙氣中粉塵含量。

也有工藝采用水冷卻煙氣的方法，進行煙氣水分提取。但是由于水分提取主要適用于缺水地區(qū)，采用水冷卻的方法同樣需要消耗水。

也有工藝采用水為媒介，煙氣加熱媒介水，然后用空氣冷卻媒介水，媒介水不斷循環(huán)的方法實現(xiàn)煙氣冷卻水分提取，這種方案換熱端差小，換熱面積大，初投資大、運行費用高。

申請公布號為CN 102519068 A的中國發(fā)明專利公開了一種煙氣冷凝水、余熱回收裝置，其采用水作為冷卻媒介，且脫硫單元與換熱單元分開；申請公布號為CN 102829463 A的中國發(fā)明專利公開了一種電站鍋爐極低溫煙氣余熱再用系統(tǒng)，也采用水作為冷卻媒介；二者均對水資源造成浪費，設備投資大、運行費用高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，針對濕法脫硫后的煙氣中氣溶膠污染、煙氣中大量水資源可回收利用、煙道和煙囪腐蝕嚴重的問題。公開一種濕法脫硫的煙氣提水系統(tǒng)實現(xiàn)濕法脫硫后的煙氣中氣溶膠脫除、煙氣提水和煙氣余熱回收，能夠適合并可靠運行在該腐蝕環(huán)境下。

本發(fā)明解決上述問題的技術方案如下：

一種濕法脫硫的煙氣提水系統(tǒng)，包括鍋爐、與所述鍋爐的煙氣出口依次相連的脫硝反應器、空氣預熱器、除塵器、脫硫吸收塔和核心換熱系統(tǒng)；所述核心換熱系統(tǒng)包括換熱器，所述換熱器內設置有耐腐蝕材料制成的換熱管和設置在所述換熱管外的外殼，所述換熱管內為管程，用于流通換熱氣體，所述換熱管外、所述外殼內為殼程，用于流通煙氣；所述管程的兩側分別設置有冷空氣入口和熱空氣出口，所述熱空氣出口通過熱空氣管路與風機相連；所述殼程的兩側分別設置有熱煙氣入口和冷卻煙氣出口；所述換熱器的下部設置有用于排出凝結水的凝結水排水管路；所述風機將熱空氣輸送至所述空氣預熱器中預熱后進入所述鍋爐。

核心換熱系統(tǒng)與電廠煙風系統(tǒng)相連，濕熱飽和煙氣從脫硫吸收塔引出進入本系統(tǒng)的煙換熱器，濕熱飽和煙氣走殼程，室外冷空氣在風機的抽吸下進入換熱器的管程，濕熱飽和煙氣被冷卻，濕熱飽和煙氣中的水蒸氣以煙氣中的微塵、三氧化硫酸霧及其他氣溶膠粒子為晶核冷凝結晶，形成霧滴或者更大的霧滴，新形成霧滴的酸堿度為中性，吸附煙氣中的酸性氣體（主要是二氧化硫），部分霧滴沿著管程管道重力自流，在換熱器的底部排出至凝結水箱，部分霧滴被煙氣帶走隨后被后續(xù)的除霧器捕獲形成液膜，液膜重力自流至凝結水箱，實現(xiàn)水提取、三氧化硫等氣溶膠捕集和二氧化硫脫除等環(huán)保收益。冷媒介質空氣被加熱后可進入鍋爐空預器，作為鍋爐一次風和二次風，由于實現(xiàn)節(jié)能收益；被加熱的冷媒介質空氣也可直接排回大氣僅實現(xiàn)環(huán)保收益。酸性的凝結水進入凝結水箱，被凝結水泵加壓返回脫硫吸收塔，用于沖洗脫硫吸收塔的除霧器，然后落入脫硫吸收塔的獎池，被含有堿性物質的脫硫漿液酸堿中和形成中性的鹽，沒有二次污染。

所述風機將熱空氣輸送至所述空氣預熱器中預熱后進入所述鍋爐，充分利用了脫硫后空氣的余熱和尚未進行脫硫的煙氣的溫度，最大程度上節(jié)約熱能。

所述除塵器可以使靜電除塵器，也可以是過濾除塵器。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述換熱管豎向設置，所述換熱器的下部設置有至少兩層下端板，所述下端板上開設有讓所述換熱管穿過的孔，所述孔的直徑大于所述換熱管的外徑，且相鄰的兩個所述下端板上的孔的直徑不同。

所述換熱管采用順列布置或錯列布置，所述換熱管采用熱熔焊接的工藝焊接在所述外殼上。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述下端板為三層。

作為上述技術方案的優(yōu)選，相鄰兩個所述下端板之間形成密封腔室；所述熱空氣管路上連接有密封風機，所述密封風機將一部分所述熱空氣管路內的熱氣流輸送至所述密封腔室內，使得所述密封腔室內的氣壓大于所述殼程內的氣壓，形成正壓密封。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述換熱管的內徑為40-200mm，所述下端板上開設的孔的直徑比所述換熱管的外徑大0.4-2mm。

下端板由3層端板構成，第一層下端板開孔尺寸為換熱管外徑加0.5-2mm，第二層下端板開孔尺寸為換熱管外徑加0.8-2mm，第三層下端板開孔尺寸為換熱管外徑加0.4-2mm，換熱管穿過三層下端板，換熱管被三層下端板水平方向上約束，垂直方向上自由，當換熱管受熱膨脹時，換熱管上端固定在上端板上，換熱管下端可以穿過三層下端板自由膨脹；由于換熱管和三層下端板開孔之間存在縫隙，因此會造成泄露，采用三層下端板設計可以形成迷宮密封的形式減少泄露，密封迷宮通過曲折迷宮般的間隙對煙氣中的液態(tài)物質產生節(jié)流效應而達到阻漏的目的；另外第一層下端板和第二層下端板之間形成上密封腔室，第二層下端板和第三層下端板之間形成下密封腔室，密封風機抽取管程出口的熱空氣送入至上密封腔室和下密封腔室，密封風機維持上、下密封腔室內的壓力高于殼程壓力500Pa以上，形成正壓密封，避免煙氣泄露至大氣中。

三層下端板均為有坡度設計，坡度控制在0.5%至3%，以便有利于煙氣凝結水的排出，凝結水排水管路的內徑大于80mm，能夠形成水封避免漏氣，三層下端板設計可以很好的防止凝結水的滲出，另外根據防止煙氣泄露和凝結水滲出的需要增加或者減少下端板的層數(shù)。側壁采用碳鋼襯PTFE材料或者合適的合金材料制成，側壁之間有結構組件形成整個換熱器的框架，結構組件采用碳鋼襯PTFE材料或者合適的合金材料制成，解決腐蝕與滲漏的問題。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述外殼內設置有PTFE塑料或PFA塑料制成的換熱管。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述凝結水排水管路的出口與凝結水箱相連，所述凝結水箱的下部設置有凝結水泵，所述凝結水泵將所述凝結水輸送至所述脫硫吸收塔內用于噴淋吸收煙氣中的部分硫。

凝結水用于噴淋吸收煙氣中的硫，得到了充分利用。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述冷卻煙氣出口還連接有除霧器，所述除霧器為折返式除霧器，所述折返式除霧器與煙囪相連；所述除霧器的下部也設置有凝結水排水管路。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述外殼采用碳鋼材料制成，所述外殼內襯有防腐蝕材料。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述外殼內襯有PTFE塑料板或PFA塑料板。

所述空氣預熱器與所述除塵器之間還設置有水煙氣換熱器。

可用所述水煙氣換熱器解熱汽機產生的凝結水，并對煙氣進行初步降溫。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

① 本發(fā)明所述的一種濕法脫硫的煙氣提水系統(tǒng)脫除煙氣中的氣溶膠污染，回收煙氣中的水資源和余熱；

② 本發(fā)明所述的一種濕法脫硫的煙氣提水系統(tǒng)采用空氣冷卻，進一步節(jié)約了水資源；

③ 本發(fā)明所述的一種濕法脫硫的煙氣提水系統(tǒng)耐腐蝕性能好，經久耐用。

附圖說明

圖1為濕法脫硫的煙氣提水系統(tǒng)結構示意圖；

圖2為核心換熱系統(tǒng)結構示意圖；

圖3為換熱器結構示意圖；

圖中，1-鍋爐、2-脫硝反應器、3-空氣預熱器、4-除塵器、5-脫硫吸收塔、6-核心換熱系統(tǒng)、61-換熱器、611-換熱管、612-外殼、613-冷空氣入口、614-熱空氣出口、615-熱煙氣入口、616-冷卻煙氣出口、617-下端板、618-密封腔室、62-熱空氣管路、63-風機、64-除霧器、65-凝結水排水管路、66-密封風機、67-凝結水箱、68-凝結水泵、7-水煙氣換熱器。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

下面結合附圖以實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例1：一種濕法脫硫的煙氣提水系統(tǒng)，包括鍋爐1、與所述鍋爐1的煙氣出口依次相連的脫硝反應器2、空氣預熱器3、水煙氣換熱器7、除塵器4、脫硫吸收塔5和核心換熱系統(tǒng)6；所述核心換熱系統(tǒng)包括換熱器61，所述換熱器61內豎直設置有PTFE制成的換熱管611和設置在所述換熱管611外的外殼612，所述換熱管611內為管程，用于流通換熱氣體，所述換熱管611外、所述外殼612內為殼程，用于流通煙氣；所述管程的兩側分別設置有冷空氣入口613和熱空氣出口614，所述熱空氣出口614通過熱空氣管路62與風機63相連；所述殼程的兩側分別設置有熱煙氣入口615和冷卻煙氣出口616，所述冷卻煙氣出口616還連接有折返式的除霧器64；所述換熱器61的下部和所述除霧器64的下部設置有用于排出凝結水的凝結水排水管路65；所述風機63將熱空氣輸送至所述空氣預熱器3中預熱后進入所述鍋爐1。

所述換熱器61的下部設置有兩層下端板617，所述下端板617上開設有讓所述換熱管611穿過的孔，所述孔的直徑大于所述換熱管611的外徑，且相鄰的兩個所述下端板617上的孔的直徑不同，第一層下端板開孔尺寸為換熱管外徑加0.5-2mm，第二層下端板開孔尺寸為換熱管外徑加0.8-2mm，所述換熱管611的內徑為40mm。

兩個所述下端板617之間形成密封腔室618；所述熱空氣管路62上連接有密封風機66，所述密封風機66將一部分所述熱空氣管路62內的熱氣流輸送至所述密封腔室618內，使得所述密封腔室618內的氣壓大于所述殼程內的氣壓，形成正壓密封。

所述凝結水排水管路65的出口與凝結水箱67相連，所述凝結水箱67的下部設置有凝結水泵68。

所述外殼612采用碳鋼材料制成，所述外殼612內襯有PTFE塑料板。

實施例2：一種濕法脫硫的煙氣提水系統(tǒng)，包括鍋爐1、與所述鍋爐1的煙氣出口依次相連的脫硝反應器2、空氣預熱器3、水煙氣換熱器7、除塵器4、脫硫吸收塔5和核心換熱系統(tǒng)6；所述核心換熱系統(tǒng)包括換熱器61，所述換熱器61內豎直設置有PFA制成的換熱管611和設置在所述換熱管611外的外殼612，所述換熱管611內為管程，用于流通換熱氣體，所述換熱管611外、所述外殼612內為殼程，用于流通煙氣；所述管程的兩側分別設置有冷空氣入口613和熱空氣出口614，所述熱空氣出口614通過熱空氣管路62與風機63相連；所述殼程的兩側分別設置有熱煙氣入口615和冷卻煙氣出口616，所述冷卻煙氣出口616還連接有折返式的除霧器64；所述換熱器61的下部和所述除霧器64的下部設置有用于排出凝結水的凝結水排水管路65；所述風機63將熱空氣輸送至所述空氣預熱器3中預熱后進入所述鍋爐1。

所述換熱器61的下部設置有三層下端板617，所述下端板617上開設有讓所述換熱管611穿過的孔，所述孔的直徑大于所述換熱管611的外徑，且相鄰的兩個所述下端板617上的孔的直徑不同，第一層下端板開孔尺寸為換熱管外徑加0.5-2mm，第二層下端板開孔尺寸為換熱管外徑加0.8-2mm，第三層下端板開孔尺寸為換熱管外徑加0.4-2mm，所述換熱管11的內徑為200mm。

兩個所述下端板617之間形成密封腔室618；所述熱空氣管路62上連接有密封風機66，所述密封風機66將一部分所述熱空氣管路62內的熱氣流輸送至所述密封腔室618內，使得所述密封腔室618內的氣壓大于所述殼程內的氣壓，形成正壓密封。

所述凝結水排水管路65的出口與凝結水箱7相連，所述凝結水箱67的下部設置有凝結水泵68，所述凝結水泵68將所述凝結水輸送至所述脫硫吸收塔5內用于噴淋吸收煙氣中的部分硫。

所述外殼612采用碳鋼材料制成，所述外殼612內襯有PFA塑料板。