邢勤，李爱艳（烟台职业学院，山东 烟台 264000）

0 引言

目前，能源问题已成为举世关注的焦点。锅炉烟气净化余热回收节能减排综合利用系统不仅能回收烟气余热，还可以使脱硫后烟气脱水，又可以把脱硫后的烟气含尘量降下来，实现了节能环保双收益，供热前景广阔。在实际工程应用中，综合地域、生产工艺等多种客观因素的影响，不同烟气余热回收系统产生的经济效益也有很大的差别 为了经济效益最大化，本文阐述了多种烟气余热回收工艺的特点，并进行了技术和经济性能的比较，为工业用户提供了一种定量化的技术方案选择依据。

1 烟气余热回收工艺及特点

1.1 吸收式热泵与直接式余热回收换热器(喷淋塔)

本系统包括了烟气余热回收专用机组、喷淋塔、水处理设备及相应的动力设备，具体流程介绍如图1所示。

图1 烟气余热回收系统流程

整套烟气余热回收系统主要包括以下分系统：烟气系统、热源水系统、热网水系统、锅炉补水系统、蒸汽系统、除雾系统、水处理系统。

(1)烟气系统。脱硫后烟气余热回收装置设计为立式逆流喷淋塔。脱硫后烟气从喷淋塔底部侧面进入塔内，与喷淋的热源水液滴逆流接触，进行换热、除尘和脱硫反应。烟气中的热量和污染物被热源水吸收，经过除雾器除去烟气中的液滴后排放。

(2)热源水系统。吸收系统包括喷淋塔、热源水泵及管路等。喷淋塔内设有喷淋雾化喷嘴，热源水在热源水泵提供的压力下，进入喷淋塔内与烟气喷淋换热，吸收烟气热量，升温后的热源水进入吸收式热泵降温，将热量供给热网水。降温后的热源水返回喷淋塔内，完成循环。喷淋塔底部水池设计有多重作用，既是热源水的储存场所，又是pH调控场所。水池通过保持液位，防止循环泵出现汽蚀，同时将烟气中大量凝结水的回用至脱硫工艺补水，系统自动保持循环水量平衡。

(3)热网水系统。原系统热网水分为两路，分别进入吸收式热泵及热网加热器加热，两路热网水升温后汇合至供水母管供出。

(4)蒸汽系统。自原供热蒸汽管网取汽，作为吸收式热泵驱动热源，蒸汽冷凝降温后疏水返回原疏水系统。吸收式热泵以原供热蒸汽为驱动热源，回收烟气余热，并将蒸汽及烟气热量统一供给热网水，实现节能目的。

(5)锅炉补水系统。原锅炉补水系统利用蒸汽加热，增设烟气余热回收系统后，利用热源水直接将锅炉补水加热至25℃，即实现烟气加热锅炉补水目的，减少锅炉补水加热蒸汽消耗。

(6)除雾系统。除雾器经过特别设计，设置成屋脊式或高效管式除雾器，并集成与喷淋塔内部，通过控制烟气流速和流场，使液滴与叶片碰撞，能够有效截留烟气中所携带的液滴。除雾器长时间运行，烟气中的灰尘会附着在其表面，影响除雾效果，系统配置了冲洗水泵，用于定期冲洗喷淋塔除雾器，确保除雾器高效运行。工艺水取自热源水，可不另选水源。

(7)水处理系统。热源水喷淋吸收烟气中的SO2等酸性气体后，热源水呈弱酸性，对设备及管道产生酸性腐蚀，因此必须对其进行中和处理。水处理系统可通过加药措施调整系统热源水处于中性，确保运行安全稳定。热源水的pH值通过在线仪表连续检测，并与自动加药装置做自控连锁，通过pH值变动连锁自动加药系统自动运行。在上述方案的基础上，采用不同的驱动源也可实现以上功能，衍生出以下方案：电热泵与直接式余热回收换热器(喷淋塔)。

1.2 电热泵与非直接式余热回收换热器(氟塑料)

本系统包括了烟气余热回收专用机组、氟塑料、水处理设备及相应的动力设备，具体流程介绍如图2所示。

图2 氟塑料原理图

脱硫塔与烟囱间的水平烟道上安装非金属烟气净化烟气换热器。采用非金属烟气净化烟气换热器凝结烟气中的大量水蒸汽。非金属烟气净化余热回收换热器管外凝结水蒸汽的同时会凝并大量的粉尘颗粒，达到净化除尘的目的，同时回收了烟气中的大量的水蒸汽潜热，大量潜热传到金属烟气净化烟气换热器换热管内的循环水，采用电螺杆式热泵吸收循环水的热量，在电力的驱动下，加热厂内换热站二次网回水。本系统实现了除尘与收热的双重功能。采暖供回水与厂内原二次网的采暖供回水管道采用并联连接方式。冬季供暖期间，优先利用螺杆式热泵供热。在供热负荷不能满足需求时，再开启供热板换，利用一次网高温热水加热二次网回水。一次网高温热水的供热量的多少通过控制系统控制二次网供水温度来实现。

在上述方案的基础上，采用不同的驱动源也可实现以上功能，衍生出以下方案：吸收式热泵与非直接式余热回收换热器(氟塑料)。

2 经济收益及运行成本分析对比

本方案按照全年运行时间按照3384h(141天)计算,供热面积31w/m2，天然气价格3.8元/m3，水价5.29元/吨，电价0.38元/kW·h，热源蒸汽价格56元/GJ标煤单价971.61元/吨，标煤热值7000kcal/kg，供热价格86元/GJ计算，经济收益及运行成本分析对比如表1所示。

3 结语

通过以上方案对比，如果热泵驱动源采用天然气，运行成本高昂，同时气源供应不稳定，受政策及市场影响较大，不宜采用；如果驱动源采用电，常规电价同样存在运行成本高的问题，若是热电联产项目，可以考虑电热泵形式；因此热泵驱动源首选是蒸汽驱动是性价比较高的方案，其次是电热泵形式；另外，喷淋塔冷凝器与氟塑料相比可以直接同烟气接触换热，能充分吸收烟气中的潜热，热效率更高，回收余热的同时减少污染物排放浓度，实现节能减排的双重功效，烟气余热用于加热热网水，增加了锅炉热效率，减少了锅炉燃煤消耗，提高经济效益，减少了排烟中水蒸气的含量，避免了冒“白烟”现象。

表1 经济收益及运行成本分析对比

另外，文章只是讨论各种类型的锅炉烟气净化余热回收节能减排综合利用系统及其可能的运行模式，对于任一给定的具体实际工程，还要从系统能耗特性、经济性以及系统供冷/热的可靠性等方面进行更详细的计算与分析，才能得到最终满意的结果，笔者将在这方面进一步地开展研究工作。