本技術(shù)涉及一種煙氣極深度余熱供熱、除霾治理及凝結(jié)水零排放系統(tǒng)，屬于火電廠節(jié)能環(huán)保與清潔供熱。

背景技術(shù)：

1、采用燃煤、天然氣、生物質(zhì)及城市垃圾等燃料燃燒制熱的鍋爐排煙中含有大量的水蒸氣，其大量潛熱及顯熱均隨排煙白白散失了。為深度回收此類高濕煙氣余熱，目前常用的余熱利用方式包括：間壁式低低溫省煤器或節(jié)能器，基于吸收式熱泵換熱的煙氣冷凝熱回收裝置等，但前者存在腐蝕問(wèn)題、換熱材料造價(jià)高等問(wèn)題，后者存在吸收式熱泵需要大量驅(qū)動(dòng)熱源、造價(jià)高導(dǎo)致投資回收期往往較長(zhǎng)等問(wèn)題。

2、清華大學(xué)開發(fā)的“基于水蒸氣載熱循環(huán)的煙氣余熱回收”系列化技術(shù)，包括“一種煙塔合一的鍋爐排煙全熱回收與煙氣消白裝置”（2017206805342）等，采用從煙氣低溫段回收余熱加熱低溫余熱水、并用于對(duì)鍋爐進(jìn)風(fēng)加溫加濕從而提高排煙含濕量及其露點(diǎn)溫度、再?gòu)臒煔飧邷囟位厥沼酂嵊糜诩訜釤峋W(wǎng)回水等低溫余熱水的方式，實(shí)現(xiàn)了將排煙溫度大幅降低到20～30℃并全面回收其顯熱和潛熱的目的，但其中的換熱器結(jié)構(gòu)及配套設(shè)備較多，存在著占用空間較大、水風(fēng)系統(tǒng)阻力較大會(huì)增大耗電量、初投資仍然偏高等問(wèn)題，因此其換熱方式及設(shè)備系統(tǒng)有待于進(jìn)一步優(yōu)化。

3、目前雙碳政策及清潔供熱趨勢(shì)下，采用基于電的供熱方式成為替代化石能源供熱的主要供熱方式之一，而空氣源熱泵供熱往往因冬季進(jìn)風(fēng)溫度低，其能效比通常只有1.5～2.5，耗電量及其運(yùn)行費(fèi)用過(guò)大。而上述各類煙氣余熱回收技術(shù)通常只能將煙氣溫度降低到25～30℃，而此時(shí)煙氣仍然蘊(yùn)含著一定的顯熱和潛熱，例如飽和濕煙氣自30℃降低到7℃時(shí)，可釋放的余熱量折合燃料低位發(fā)熱量的3.2%左右，因此，如果采用小型輔助熱泵對(duì)上述煙氣低溫段余熱繼續(xù)進(jìn)行深度余熱回收，其能效比可達(dá)4～5.5級(jí)，因此屬于更高效的熱泵清潔供熱方式。

4、另外，煙囪所含大量水蒸氣等導(dǎo)致明顯的白霧現(xiàn)象，特別是燃煤、生物質(zhì)及垃圾電廠鍋爐排煙中大量才的可溶解微細(xì)顆粒物等污染物，也被認(rèn)為屬重要的污染問(wèn)題，因此需要做深度凈化、乃至實(shí)現(xiàn)煙氣污染物的近零排放，并實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的“消白”治理。

5、煙氣凝結(jié)水含有煙氣被進(jìn)一步大量清除下來(lái)的污染物，如何回收煙氣凝結(jié)水、實(shí)現(xiàn)高鹽廢水零排放，是目前包括熱電廠在內(nèi)的大多數(shù)伴生廢水的行業(yè)企業(yè)的固有難題，目前的主要困難一是實(shí)現(xiàn)零排放的工藝方法問(wèn)題，二是其中的高能耗問(wèn)題，三是高投資額、高運(yùn)維費(fèi)用導(dǎo)致企業(yè)難以普遍性推廣的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的和任務(wù)是，針對(duì)上述鍋爐排煙中含有大量水蒸氣的狀況，采用水蒸氣載熱循環(huán)式煙氣余熱回收及配套輔助熱泵的技術(shù)路線，可實(shí)現(xiàn)煙氣極深度熱回收、擴(kuò)大供熱能力、污染物除霾治理、凝結(jié)水零排放利用多重節(jié)能環(huán)保技術(shù)效果，實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性消白治理。

2、本實(shí)用新型的具體描述是：一種煙氣極深度余熱供熱、除霾治理及凝結(jié)水零排放系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括4個(gè)模塊：鍋爐及輔機(jī)部分a1、水蒸氣載熱式煙氣極深度余熱回收模塊a2、熱泵輔助式熱網(wǎng)回水取熱模塊a3、凝結(jié)水余熱法零排放及分鹽結(jié)晶資源化模塊a4，其中所述的水蒸氣載熱式煙氣極深度余熱回收模塊a2由全熱空預(yù)器1和煙氣噴淋換熱器7組成，其中煙氣噴淋換熱器7的進(jìn)煙口與鍋爐101的爐后煙氣處理設(shè)備102的出煙口相連，全熱空預(yù)器1的出風(fēng)口與送風(fēng)機(jī)103的進(jìn)風(fēng)口相連，所述的煙氣噴淋換熱器7設(shè)置有煙氣塔底水池3，煙氣塔底水池3的上部為高溫?fù)Q熱段4，高溫?fù)Q熱段4的側(cè)向進(jìn)煙口與高濕煙氣f相通，高溫?fù)Q熱段4的上部設(shè)置有中溫噴淋裝置5，中溫噴淋裝置5的上部與低溫?fù)Q熱段6相通，低溫?fù)Q熱段6的上部設(shè)置有低溫噴淋裝置8，低溫噴淋裝置8的上部與超低溫?fù)Q熱段9相通，超低溫?fù)Q熱段9的上部設(shè)置有熱泵冷凍水噴淋裝置10，熱泵冷凍水噴淋裝置10的上部設(shè)置有煙氣濕度調(diào)節(jié)裝置11，煙氣濕度調(diào)節(jié)裝置11的上部與煙氣出口段26相通，煙氣出口段26的出煙口處的超低溫凈煙氣q與大氣或煙囪進(jìn)煙口相通，所述的全熱空預(yù)器1設(shè)置有空氣塔底水池20，空氣塔底水池20的上部為空氣加熱加濕段19，空氣加熱加濕段19的進(jìn)風(fēng)口與環(huán)境空氣a相通，空氣加熱加濕段19的上部與空氣噴淋裝置17相通，空氣噴淋裝置17的上部設(shè)置有空氣濕度調(diào)節(jié)裝置16，空氣濕度調(diào)節(jié)裝置16的上部與空氣出口段21相通，空氣出口段21的出口處的升溫加濕空氣c，經(jīng)過(guò)送風(fēng)機(jī)103與鍋爐101的鍋爐進(jìn)風(fēng)d的進(jìn)口相通，鍋爐101的出煙口處的爐內(nèi)排煙e，經(jīng)爐后煙氣處理設(shè)備102與高溫?fù)Q熱段4的側(cè)向進(jìn)煙口處的高濕煙氣f相通，所述的煙氣塔底水池3的高溫余熱水出口與高溫出水管段22的進(jìn)口相連，高溫出水管段22的出口經(jīng)高溫水循環(huán)泵13與熱網(wǎng)水預(yù)熱板換15的加熱側(cè)進(jìn)口相連，熱網(wǎng)水預(yù)熱板換15的加熱側(cè)出口分別經(jīng)中溫電動(dòng)閥23與中溫噴淋裝置5的進(jìn)水口相連、經(jīng)空氣噴淋電動(dòng)閥18與空氣噴淋裝置17的進(jìn)水口相連、與外排水p1的排水管相通，所述的空氣塔底水池20的出水口與低溫余熱水泵12的進(jìn)水口相連，低溫余熱水泵12的出水口分別與輔助熱泵14的冷凍水進(jìn)口相連、經(jīng)低溫電動(dòng)閥24與低溫噴淋裝置8的進(jìn)口相連，輔助熱泵14的冷凍水出口經(jīng)冷凍水電動(dòng)閥25與熱泵冷凍水噴淋裝置10的進(jìn)口相連，所述的凝結(jié)水余熱法零排放及分鹽結(jié)晶資源化模塊a4中的外排水電動(dòng)閥30的進(jìn)口與外排水p1的排水管相通，外排水電動(dòng)閥30的出口與廢水預(yù)處理裝置31的料液進(jìn)口相連，廢水預(yù)處理裝置31還設(shè)置有預(yù)處理料液p2的出口、藥劑m的進(jìn)口、渣料s1的出口，其中預(yù)處理料液p2的出口與余熱蒸發(fā)濃縮結(jié)晶器32的進(jìn)料口相連，余熱蒸發(fā)濃縮結(jié)晶器32還設(shè)置有凈化凝結(jié)水pn的出水口、結(jié)晶固形物s2的出料口、二次蒸汽qp的排汽口、蒸發(fā)加熱熱源進(jìn)水/汽j3的進(jìn)口、蒸發(fā)加熱熱源出水j4的出口，其中二次蒸汽qp的排汽口與二次蒸汽熱回收器33的進(jìn)汽口相連，二次蒸汽熱回收器33還設(shè)置有二次凝結(jié)水qn的出水口、冷卻進(jìn)水j1的進(jìn)口、冷卻出水j2的出口，其中冷卻進(jìn)水j1的進(jìn)口與熱網(wǎng)回水h的回水干管35相連，回水干管35還分別與輔助熱泵14的冷凝器進(jìn)水口、熱網(wǎng)水預(yù)熱板換15的被加熱側(cè)進(jìn)口及回水調(diào)節(jié)閥28的進(jìn)口相連，回水調(diào)節(jié)閥28的出口與二級(jí)回水干管36相連，二級(jí)回水干管36還分別與二次蒸汽熱回收器33的冷卻出水j2的出口、余熱蒸發(fā)濃縮結(jié)晶器32的蒸發(fā)加熱熱源出水j4的出口、輔助熱泵14的冷凝器出水口、熱網(wǎng)水預(yù)熱板換15的被加熱側(cè)出口和熱網(wǎng)加熱器29的低溫側(cè)進(jìn)口相連，熱網(wǎng)加熱器29的低溫側(cè)出口與熱網(wǎng)供水g的供水干管34相連，供水干管34還與余熱蒸發(fā)濃縮結(jié)晶器32的蒸發(fā)加熱熱源進(jìn)水/汽j3的進(jìn)口相連。

3、全熱空預(yù)器1豎向設(shè)置于煙氣噴淋換熱器7下方或上方，兩者之間設(shè)置有風(fēng)煙隔板2。

4、高溫水循環(huán)泵13進(jìn)口段還與水質(zhì)調(diào)節(jié)裝置27及其水質(zhì)調(diào)節(jié)劑k的進(jìn)口相通。

5、高溫?fù)Q熱段4、低溫?fù)Q熱段6、超低溫?fù)Q熱段9、空氣加熱加濕段19為煙氣或空氣與噴淋水組成豎向布置的逆流換熱結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)部采用空段或填料結(jié)構(gòu)。

6、中溫噴淋裝置5、低溫噴淋裝置8、熱泵冷凍水噴淋裝置10和空氣噴淋裝置17采用單層槽盤式布水結(jié)構(gòu)或由n層噴淋結(jié)構(gòu)組成的布水結(jié)構(gòu)，其中n大于等于1。

7、熱泵輔助式熱網(wǎng)回水取熱模塊a3中的熱網(wǎng)水預(yù)熱板換15、水質(zhì)調(diào)節(jié)裝置27、高溫水循環(huán)泵13、低溫余熱水泵12及其之間的連接管與管件，組成一個(gè)整體的撬裝機(jī)組結(jié)構(gòu)，所述的輔助熱泵14設(shè)置于撬裝機(jī)組結(jié)構(gòu)的內(nèi)部或外部。

8、余熱蒸發(fā)濃縮結(jié)晶器32采用單級(jí)或多級(jí)余熱驅(qū)動(dòng)的蒸發(fā)濃縮器和蒸發(fā)分鹽結(jié)晶器組件。

9、余熱蒸發(fā)濃縮結(jié)晶器32還包括前置的膜濃縮器。

10、本專利的有益效果如下：其一是可將煙氣溫度降低到7～10℃，實(shí)現(xiàn)極深度余熱回收，節(jié)省燃料耗量10%～18%（根據(jù)入爐燃料及其含水率、原有排煙溫度等因素的不同而有所變化）。其二是有效提高供熱能力，通?？蓴U(kuò)大15%～40%。其三是協(xié)同實(shí)現(xiàn)煙氣污染物近零排放，實(shí)現(xiàn)大氣深度除霾治理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)徹底的實(shí)質(zhì)性消白。其四是回水煙氣凝結(jié)水資源，實(shí)現(xiàn)余熱法污水零排放及資源化利用，并大幅降低污水零排放過(guò)程中的能耗及其運(yùn)行費(fèi)用。因此，本專利實(shí)現(xiàn)了多重節(jié)能環(huán)保一體化技術(shù)效果，對(duì)將火電廠及熱源廠轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵢紵?、清潔供熱、清潔生產(chǎn)的行業(yè)面貌，提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。