[发明专利]一种梯级回收烟气余热的净化系统及方法

权利要求书

1.一种梯级回收烟气余热的净化系统，其特征在于，包括净化塔、浆液取热泵、净烟气取热泵、余热回收器、除氧器补水泵和连接管路；

所述净化塔的塔壁上设有烟气进口、顶部设有烟气出口，烟气进口与烟气出口之间的塔体内由下向上依次设有整流取热层、净化喷淋层、脱浆层、接水层和净烟气取热层；

所述余热回收器包括壳体、均流器、预热器和再热器，所述壳体的一端设置余热回收器进水口、另一端设置余热回收器出水口，所述均流器、预热器和再热器在壳体内沿水流方向依次设置，所述预热器和再热器各自独立地设有进水口和出水口；

所述浆液取热泵的入口通过管路与再热器的出水口连通，浆液取热泵的出口通过管路与整流取热层的进水口连通，整流取热层的出水口通过管路与再热器的进水口连通；

所述净烟气取热泵的入口通过管路与预热器的出水口连通，净烟气取热泵的出口通过管路与净烟气取热器的进水口连通，净烟气取热器的出水口通过管路与预热器的进水口连通；

所述除氧器补水泵的入口通过管路与余热回收器的出水口连通，除氧器补水泵的出口通过管路连接至除氧器进水口。

2.根据权利要求1所述梯级回收烟气余热的净化系统，其特征在于，所述整流取热层包括整流孔板和若干个浆液取热单元；若干个浆液取热单元安装于整流孔板的上方。

3.根据权利要求2所述梯级回收烟气余热的净化系统，其特征在于，所述整流孔板的孔径为20mm-40mm、开孔率为25％-40％。

4.根据权利要求2所述梯级回收烟气余热的净化系统，其特征在于，所述浆液取热单元包括进水腔体、出水腔体和若干连接进水腔体和出水腔体的金属管；进水腔体上设有与整流取热层的进水口连通的入水口，出水腔体上设有与整流取热层的出水口连通的排水口。

5.根据权利要求4所述梯级回收烟气余热的净化系统，其特征在于，所述金属管设置N层，其中N≥2；层与层之间等间距分布，同层内的金属管之间等间距分布；相邻层之间的金属管交错分布；金属管的管径为15mm-40mm；同层内相邻两根金属管间缝隙间距为50mm-100mm，层与层之间的间距为60mm-150mm；金属管的管壁厚度为0.3mm-1.5mm，底层金属管的最低点距离整流孔板顶面的距离为60mm-120mm。

6.根据权利要求1所述梯级回收烟气余热的净化系统，其特征在于，所述净烟气取热层包括若干层金属翅片管；每根金属翅片管的入水口与净烟气取热层的进水口连通，每根金属翅片管的排水口与净烟气取热层的出水口连通；所述金属翅片管的基管管径为15mm-35mm，金属翅片高度为基管直径的0.5-1.0倍，金属翅片间隙为0.5mm-4.0mm。

7.根据权利要求1所述梯级回收烟气余热的净化系统，其特征在于，若干个余热回收器进水口均匀分布在余热回收器的壳体的进水端面上，余热回收器内水流速度为0.2m/s-0.8m/s。

8.根据权利要求1所述梯级回收烟气余热的净化系统，其特征在于，相对于壳体内的水流方向，所述预热器的进水口位于出水口下游，所述再热器的进水口位于出水口下游。

9.一种梯级回收烟气余热的净化方法，其特征在于，包括：

(1)携带有污染物的高温烟气由烟气进口进入净化塔内向上流动，高温气流经整流孔板整流后，以均匀向上的气流高速穿过整流取热层；洗涤浆液由净化喷淋层雾化成浆液液滴向下移动进入整流取热层，高速气流和喷淋液滴在整流取热层的托盘区域形成一定厚度气液湍流区；

(2)浆液取热泵将低温取热水送入整流取热层的浆液取热单元内，通过浆液取热单元的金属管壁在气液湍流区对高温烟气和喷淋浆液进行传质、换热，部分烟气中的污染物被脱除，完成取热的高温取热水经管路送至余热回收器中再热器的进水口；

(3)烟气继续向上流动进入净化喷淋层脱除烟气中的污染物，在气液湍流区和喷淋区内，部分净化洗涤浆液中的水在换热过程中蒸发成水蒸气，穿过净化喷淋层后的烟气达到饱和状态；饱和烟气经脱浆层去除烟气中洗涤浆液液滴后穿过接水层进入净烟气取热层；

(4)净烟气取热泵将低温取热水送入净烟气取热层中，通过金属翅片管对饱和净烟气进行间接换热，净烟气中大部分水蒸气经换热冷凝形成液态冷凝水在重力作用下落入接水层，并由接水层的排水管路排出塔外回用，完成净烟气取热的取热水由净烟气取热层的出水口经管路送至余热回收器中预热器的进水口；

(5)锅炉除氧器补水由余热回收器进水口进入余热回收器，经均流器整流均匀后依次流经预热器和再热器，与预热器和再热器内的高温取热水进行两级换热升温后，由除氧器补水泵送入除氧器除氧，降低除氧器运行能耗实现尾气余热回收利用；完成对除氧器补水预热的预热器中低温取热水经净烟气取热泵送至净烟气取热器的进水口循环取热；完成对除氧器补水再热的再热器中低温取热水经浆液取热泵送至整流取热层的进水口循环取热。