一种返抽防漏型原净烟气回热式换热系统及其工作方法与流程

本发明涉及一种返抽防漏型原净烟气回热式换热系统及其工作方法。

背景技术：

随着环保政策的越来越严格，我国绝大部分燃煤锅炉的烟气脱硫工艺都采用了湿法脱硫系统。湿法脱硫系统的入口烟气一般在120-130℃，出口烟气的温度随其入口烟气温度不同，一般在50℃左右，则烟气饱和蒸汽压在12.5╳10³pa左右。烟气中的水主要来自于煤燃烧产生的水分和在脱硫塔中烟气蒸发的脱硫工艺水，煤燃烧产生的烟气中的水分一般在3-8%，其余为烟气蒸发的脱硫工艺水。根据上述数据估算，对于一台300mw等级的燃煤机组，在满负荷时，排放烟气中所携带的水量在150t/h左右，若以每年运行4000h来计，其携带的水量就有600000t，非常可观。经过湿法脱硫系统处理后的净烟气是蒸汽饱和烟气，直接随烟囱排放，存在烟气自拔能力低，扩散度小，所含水在降温后也会凝结析出，产生“白烟”现象。随着社会的发展，人民生活水平的提高，环保的要求也越来越高。特别是城市附近的电厂，逐步要求烟气排放无“白烟”现象，北京、上海、浙江、江苏等地区已经要求火电厂对脱硫后净烟气进行加热升温，实现排放烟气无“白烟”现象。在缺水地区，如果回收烟气中的水加以利用，也将会有很高的环境效益、社会效益和经济效益。

利用回热式换热器的燃煤锅炉回转式ggh（gas-gasheater），由于其换热效率高、体积比管式换热器紧凑等优点，早期曾被广泛应用到大型燃煤机组上，用于回收脱硫前原烟气热量加热脱硫后净烟气，实现了：

（1）使排烟温度达到露点之上，减轻对进烟道和烟囱的腐蚀，提高烟气的扩散度；

（2）降低进入吸收塔的烟气温度，降低塔内对防腐的工艺技术要求；

（3）降低了脱硫吸收塔入口烟温，减少了由于烟气温度高造成的脱硫工艺水蒸发，进而减少了吸收塔内工艺水的补水量；

（4）减轻了湿法脱硫后烟囱冒“白烟”现象。

从原理上看，回转式ggh的设计非常合理，但也存在了如下突出的问题：

（1）ggh的原烟气侧向净烟气侧的泄漏会降低系统的脱硫效率，回转式ggh的原烟气侧和净烟气侧之间的泄漏量一般在1.0%以下；

（2）由于原烟气在ggh中由130℃左右降低到酸露点以下的80℃，因此在ggh的热侧会产生大量的粘稠的浓酸液。这些酸液不但对ggh的换热元件和壳体有很强的腐蚀作用，而且会粘附大量烟气中的飞灰。另外，穿过除雾器的微小浆液液滴在换热元件的表面上蒸发之后，也会形成固体的结垢物。

由于蓄热元件堵塞的问题非常突出，使得大部分火电厂在超低排放政策实施前，就逐步以烟囱防腐、湿烟气直排取代了回转式ggh。湿烟气的直接排放则存在如下危害：

（1）烟气温度低于酸露点，会有酸性液滴从烟气中凝结出来，既污染环境又腐蚀设备；

（2）湿烟气的温度比较低，抬升高度较小，会造成地面污染浓度相对较高；

（3）湿烟气含有大量水蒸气，处于饱和状态，排出的烟气会因水蒸气的凝结而使烟羽呈白色，影响视觉。

对于危害（1），大部分电厂都是通过烟囱防腐解决的，即烟囱防腐通常是湿烟气排放的先决条件，但是，危害（2）、（3）是湿烟气直接排放没有解决的问题。要实现烟气无“白烟”排放，通常的做法是对烟气进行加热升温，使其排放温度高于蒸汽饱和温度。目前，对湿法脱硫系统排放的蒸汽饱和烟气进行加热消“白烟”的热源有原烟气回收热量、汽轮机低加系统低品质蒸汽和空气预热器出口二次风，采用汽轮机低加系统低品质蒸汽和空气预热器出口二次风虽然可以解决该问题，但会明显增加机组的供电煤耗，所以，采用原烟气回收热量为热源，更适应节能减排的大环境。

由于回转式ggh存在问题，日本三菱公司研发的ggh的mggh（全称mitsubishigas-gasheater）技术在湿法脱硫系统后烟气加热升温的工程中得到了成功的应用，实现了采用湿法脱硫系统入口原烟气回收热量加热系统出口净烟气，实现了净烟气高温排放的目的。该技术在电除尘器湿法烟气脱硫工艺（单一除尘、脱硫工艺）的基础上，采用无泄漏管式热媒体加热器的湿法石灰石石膏法烟气脱硫工艺，在该工艺系统中，原烟气加热水后，用加热后的水加热脱硫后的净烟气。当锅炉燃烧低硫煤时，该工艺具有无泄漏，没有温度和干湿烟气的反复变换，不易堵塞等优点。初期，mggh的热回收器布置在电除尘后，当燃用高硫煤时，so3引起的腐蚀问题显现，这个问题在中国煤质整体较差、市场煤环境下，更加突出。为适应环保排放控制标准的不断提高，同时解决so3引起的酸腐蚀问题，经过研究，将mggh热回收器移至空预器后电除尘前的布置方式得到了成功应用和全面推广，该方案还具有了低低温电除尘的效果，提高了除尘效率。虽然该技术很好的解决了原回转式ggh的堵塞、泄露等问题，在燃煤硫份小于1.2时，烟气加热器材质就需要使用防腐性能好、价格高的不锈钢材质或氟塑料材质，但当燃煤硫份大于1.2时，烟气冷却器和烟气加热器材质都需要使用不锈钢材质或氟塑料材质。而且，由于管式换热器的为间接接触式换热器，且需要中间热媒介质，使得系统换热温差小、换热效果差。所以，mggh技术在实际应用中普遍存在着系统复杂、换热器体积大、造价高（数千万以上）的问题。

近几年，由于我国火电厂基本都实现了超低排放（nox、so2和粉尘的排放浓度分别小于50mg/nm³、35mg/nm³、5mg/nm³），无论是原烟气的粉尘含量（通常小于20mg/nm³），还是净烟气的粉尘（通常小于5mg/nm³）和雾滴含量，都比超低排放实施前的条件（原烟气粉尘浓度80mg/nm³以上，净烟气粉尘浓度≤30mg/nm³）有了极大的改善。而且，随着陶瓷蓄热元件的发展，使得回热式换热器蓄热元件的耐腐蚀性和易冲洗性都得到了极大的提高，被广泛地应用于空气预热器以防止scr脱硝投运后的硫酸氢氨堵塞，运行效果良好。在烟气排放实现超低排放的条件下，采用陶瓷蓄热元件的回热式换热器完全可以解决回热式换热器堵塞的问题。

在堵塞问题解决后，如果直接采用回热式换热器进行原烟气和净烟气的换热，还需解决原烟气向净烟气泄露的问题。未进行脱硫处理的原烟气向净烟气的泄露，将会降低脱硫系统的脱硫效率，甚至影响烟气超低排放的实现。回热式换热器的烟气之间的泄露，按其产生原因可分为携带泄露和直接泄露。携带泄露是指在运行时，分格仓换热元件中的气体被旋转携带至另一侧造成的泄露，泄露量由如下公式计算：

△vxd=（n/60）╳（π/4）╳（d²-d²）╳h╳（1-γ）

式中：△vxd-携带漏风量，m³/s；

n-转子的转速，r/min；

d-转子的直径，m；

h-转子的高度，m；

d-中心筒的直径；

γ-蓄热元件和积灰占转子的容积份额。

可知携带漏风量与转子转速成正比，转子转速越快，携带漏风量越大；分格仓中换热元件与积灰所占转子容积份额越小，换热器尺寸越大，携带泄露越大，该部分泄露量相对总烟气量是很小的。在回热式换热器运行时，原净烟气相互都有携带泄露，净烟气向原烟气泄露只是增大了脱硫系统入口的烟气量，危害小；原烟气向净烟气的泄露，则会造成净烟气的so2浓度和粉尘浓度升高，危害大。直接漏风是由回热式换热器中原烟气与净烟气之间的压差，以及密封片与扇形板、弧形板之间的密封间隙造成。直接泄露是压力高的气体向压力低的气体泄漏，即原烟气向净烟气泄漏，危害大。采用如下方法解决上述两种泄露：

（1）携带替代分仓（消除携带泄露）

在原烟气分仓进入净烟气分仓之前设置携带替代分仓，入口为外接环境空气的替代风管，出口为返抽风管，其大小根据携带原烟气的蓄热元件在进入净烟气分仓前被空气替代完为准，通过合理调节替代风管调节阀门、出口返抽风管的压力以及换热器转速等即可实现。

（2）边界抽气槽（消除直接泄露）

在原烟气分仓和净烟气分仓之间设置抽气槽，抽气槽连接原烟气分仓、（湿/干）净烟气分仓和返抽风管。通过使返抽风管的静压小于原烟气和净烟气静压，保证少量的原烟气和净烟气单向的流向返抽风管，就可实现原烟气不向净烟气泄露。

（3）返抽风机（形成低压侧，提供动力）

无论是携带替代分仓出口，还是返抽风管，都需要与替代风管和原烟气分仓之间形成一定的压差作为烟气单向流动的动力，实现原烟气向净烟气的携带泄露和直接泄露的原烟气被返抽回原烟气，以防止净烟气污染物排放超标。所以，需设置返抽风机，其入口连接携带替代风管和边界抽气槽，出口连接原烟气烟道。

对于烟气水回收，目前世界上主流烟气提水技术路线有三种：膜法提水、喷淋冷却提水技术和冷凝换热提水：

（1）膜法提水技术

通过膜技术对水蒸汽分子进行过滤，渗透压来自于空冷凝汽器的真空，水分回收系统主要由膜法过滤装置以及空冷凝汽器组成，捕集的水经过简单处理即可回用。膜法提水技术受膜工业限制，投资运行费用很高，无论在国外还是在国内，都处于研究阶段，还不适合工业化应用。

（2）喷淋冷却提水技术

通过在脱硫塔后建一套烟气喷淋降温收水冷凝塔和闭式通风冷却塔，喷淋降温收水冷凝塔和闭式通风冷却塔之间通过一个水-水换热器连接。在喷淋塔中，从烟气中收到的水与喷淋水混合在一起，通过向烟气中喷淋冷却后的低温水冷却烟气，降温后的烟气析出过饱和水蒸汽得到烟气凝结水；喷淋水冷却烟气将烟气降温的同时，自身被加热升温；升温后的喷淋水通过水水换热器与闭式通风冷却塔热媒水相连接进行热交换，达到热量释放自身被降温的目的；闭式通风冷却塔热媒水在水-水换热器被加热升温后返回通风冷却塔与空气进行换热冷却，即采用气液间壁式换热器进行换热把循环水从提水塔吸收的热量散失掉，最终间接实现烟气与空气换热降温水回收的目的。

（3）间接接触式烟气降温提水技术

主要是通过间接接触式换热的方式对脱硫后的净烟气进行降温，由于烟气不同温度的饱和湿度不同，烟气温度降低后其饱和湿度会减小，其过饱和部分水分就会凝结析出，进而被收集利用。除了水的回收，在水蒸汽凝结析出的过程中，通过相变凝聚和碰撞凝并，可大幅提高超细粉尘和气溶胶的去除效率；而且，由于烟气中的水分减少，so3的分压力将升高，露点升高，冷凝凝结水以硫酸雾滴为晶核凝结，促使硫酸雾滴长大，易于硫酸雾滴的捕集脱除。间接接触式换热器有翅片管换热器、热管换热器和板式换热器，由于脱硫后烟气含有一定量的酸性气体和气溶胶，换热器的材质一般需要采用耐腐蚀的不锈钢材质或氟塑料材质。间接接触式换热器由于其换热效果差，材质需要价格较贵的防腐材料（不锈钢、氟塑料），而且还容易产生换热器体积大、造价昂贵的问题。冷却烟气的冷源可以采用环境空气和江河水，但有江河水可利用的地区通常不缺水，回收水的必要性就不大，开式水冷却方式还容易造成江河水的热污染。如果利用环境空气为冷源，可以采用空气-烟气直接换热和空气-水-烟气间接换热两种方式：空气/烟气直接换热的方式，由于间接接触式换热器换热效果差的特点，很容易产生换热器体积庞大、造价高等问题；空气-水-烟气间接换热则需增设一套闭式通风冷却塔和水水换热器，形成闭式循环，最终实现烟气与空气换热降温水回收的目的，系统较为复杂。

从上述三种收水技术看，膜法手术技术由于价格问题暂时还不具备市场应用的条件；喷淋冷却取水技术和间接接触式烟气降温取水技术以空气为冷源时，都需设置闭式通风冷却塔和水水换热装置，系统较复杂；间接接触式烟气降温取水技术采用江河水为冷源时，意味着该地区有江河，存在节水的必要性不大的问题。

中国专利201210572794.x公开了一种烟气换热系统及火电机组。其中，烟气换热系统设有烟气换热器，烟气换热器的入口经由变径管和上游烟道与空气预热器连通。烟气换热器出口通过喇叭口与除尘器入口直接衔接，且烟气换热器出口与除尘器入口之间不再设有另一变径管和烟道。该方案能耗高，难以达到排放标准。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，能耗更低、更为环保的返抽防漏型原净烟气回热式换热系统。本发明还提供了返抽防漏型原净烟气回热式换热系统及其工作方法。用于实现燃煤锅炉烟气湿法脱硫系统原烟气不向净烟气泄漏条件下进行换热，达到烟囱排烟无“白烟”排放，并回收部分净烟气所含水分的目的。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种返抽防漏型原净烟气回热式换热系统，包括脱硫塔、一号烟道、三号烟道和烟囱，脱硫塔的出口与三号烟道的入口连通，其特征在于：还包括二号烟道、四号烟道和回热式换热器，回热式换热器包括蓄热元件、携带替代分仓、原烟气分仓和净烟气分仓，蓄热元件连接有驱动机构，原烟气分仓、携带替代分仓和净烟气分仓沿蓄热元件的运行方向依次设置，一号烟道的出口与原烟气分仓的入口连通，原烟气分仓的出口与二号烟道的入口连通，二号烟道的出口与脱硫塔的入口连通，三号烟道的出口与净烟气分仓的入口连通，净烟气分仓的出口与四号烟道的入口连通，四号烟道的出口与烟囱连通。

本发明所述原烟气分仓与净烟气分仓的连接处设置有边界抽气槽，原烟气分仓与携带替代分仓的连接处设置有边界抽气槽，携带替代分仓的出口和边界抽气槽均连接有返抽风管，返抽风管外连有返抽风机，返抽风机与一号烟道连通，回热式换热器旁设置有冲洗装置。返抽风机与一号烟道之间通过五号烟道连通。五号烟道即返抽风机至一号烟道风管。包括一号烟道、二号烟道、三号烟道、四号烟道和五号烟道在内的各种烟道根据现场空间合理布置，保证在合理的阻力下能通过足够的烟气量和空气量。原烟气分仓和净烟气分仓（湿/干烟气分仓）之间设边界抽气槽，边界抽气槽连接原烟气、湿/干净烟气和返抽风管，设置返抽风机，保证返抽风管静压最低。返抽风机抽取的原烟气、湿净烟气、干净烟气和替代空气的混合气返送至一号烟道，随原烟气至脱硫系统进行脱硫处理。

本发明所述回热式换热器还包括冷却风分仓，净烟气分仓包括干烟气分仓和湿烟气分仓，干烟气分仓和湿烟气分仓之间设置有连接烟道，干烟气分仓和湿烟气分仓之间通过连接烟道连通，原烟气分仓、携带替代分仓、干烟气分仓、冷却风分仓和湿烟气分仓沿蓄热元件运行方向依次设置，湿烟气分仓的入口与三号烟道的出口连通，干烟气分仓的出口与四号烟道的入口连通，冷却风分仓连接有冷却风机。在有烟气取水必要性时，要对烟气进行水回收，首先，应优先选择环境空气为冷源，其次，还需考虑简化系统、提高系统换热效果。为此，在解决了泄露问题、实现了原/净烟气换热的回热式换热系统基础上，在蒸汽饱和的湿烟气分仓前设置冷却风分仓，采用空气为冷源，对即将进入湿烟气分仓来蓄热元件进行降温，使蓄热元件低于湿净烟气的温度，进入湿烟气分仓后便可冷却湿净烟气使其析出部分过饱和水。析出的过饱和水通过收水装置收集后，可以作为一种水资源使用，而且过饱和水的连续不断析出还可以实现蓄热元件在线冲洗，防止微细颗粒物的沉积。从湿烟气分仓出来的蓄热元件被湿净烟气加热升温，随后进入原烟气分仓被进一步加热；被冷却收水后的湿净烟气变成干净烟气，然后进入原烟气分仓后增设的干烟气分仓。蓄热元件在原烟气分仓被高温原烟气进一步加热升温，所吸收的原烟气释放的热量随后进入干烟气分仓释放给干净烟气。高温原烟气在原烟气分仓被冷却降温后进入湿法脱硫系统进行脱硫处理，干净烟气在干烟气分仓中被加热升温后至烟囱无“白烟”排放。在干烟气分仓中被冷却的蓄热元件随后进入冷却风分仓被环境空气进一步冷却至低于湿净烟气温度，再进入湿烟气分仓对湿净烟气冷却降温收水。随着回蓄热元件的转动，该过程不断循环，达到利用从原烟气中回收的热量加热净烟气至无“白烟”排放温度，并回收部分脱硫系统出口净烟气部分凝结水的目的。由于其蒸汽饱和温度低，被冷却收水后的干净烟气需要升温达到无“白烟”排放所需的温度，要比原湿净烟气所需的温度低，所以，原烟气分仓和干烟气分仓的换热面积均变小，从而降低工程造价和系统阻力。本发明中，一号烟道为原烟气至回热式换热器烟道，二号烟道为降温后原烟气至脱硫系统烟道，三号烟道为湿净烟气至回热式换热器烟道，四号烟道为升温后干净烟气至烟囱烟道。连接通道为降温收水后干净烟气至回热式加热器烟道。如无水回收需求，系统可将湿烟气分仓和干烟气分仓合并，冷却风分仓、收水装置取消，增设冲洗装置，简化为返抽防漏型原/净烟气回热式换热系统，直接利用回收的原烟气热量加热净烟气至烟气无“白烟”排放温度。

本发明所述原烟气分仓与湿烟气分仓的连接处设置有边界抽气槽，原烟气分仓与携带替代分仓的连接处设置有边界抽气槽，携带替代分仓的入口连接有替代风管。携带替代分仓上设替代风管，用于将蓄热元件中携带的原烟气吹出，被环境空气替代。回热式换热器包括耐腐蚀易冲洗的搪瓷的蓄热元件，其根据功能划分为：原烟气分仓、携带替代分仓、干烟气分仓、冷却风分仓和湿烟气分仓。其中冷却风分仓、湿烟气分仓、原烟气分仓、携带替代分仓和干烟气分仓沿蓄热元件运行方向依次设置。原烟气分仓走原烟气，携带替代分仓用于将从原烟气侧进入净烟气侧的原烟气被空气吹出替代，干烟气分仓走在湿烟气分仓中被冷却收水后的干净烟气，冷却风分仓用于走冷却蓄热元件的环境空气，湿烟气分仓走从湿法脱硫系统出口出来的具有饱和蒸汽压的湿净烟气，各分仓大小根据换热性能要求分割。湿法脱硫系统出口即为脱硫塔的出口。湿烟气分仓通过三号烟道与脱硫塔的出口相连通。针对燃煤烟气湿法脱硫系统，利用回热式换热器（蓄热式，陶瓷蓄热元件），采用环境空气为冷源，在冷却风分仓中冷却蓄热元件；被冷却的蓄热元件进入湿烟气分仓，对湿法脱硫系统出口蒸汽饱和烟气进行冷却降温，降温后的烟气将析出其过饱和部分水，烟气随后进入干烟气分仓，析出的凝结水则被收水装置收集；被湿净烟气加热升温后的蓄热元件再进入原烟气分仓，被高温原烟气进一步加热升温，被冷却后的原烟气随后进入脱硫系统进行脱硫处理；升温后的蓄热元件从原烟气出来后进入干烟气分仓，对冷却收水后的干净烟气进行加热升温，被升温后的干净烟气至烟囱无“白烟”排放；被干净烟气冷却后的蓄热元件随后进入冷却风仓被冷却风进一步冷却，然后再进入湿烟气分仓；随着蓄热元件的旋转，该过程不断循环进行，达到湿法脱硫系统出口净烟气被环境空气冷却收水，再被入口原烟气加热升温至无“白烟”排放温度。在无水回收需求的地区，直接用燃煤锅炉湿法脱硫系统入口高温原烟气回收的热量为热源，加热脱硫系统出口低温饱和净烟气，实现湿法脱硫系统出口净烟气无“白烟”排放。

本发明所述湿烟气分仓的下方设置有集水装置，四号烟道内设置有防雾器。集水装置收集湿净烟气中凝结下来的过饱和蒸汽凝结水。集水装置又名收水装置，本发明中收水装置可以采用收水槽与收水坑。

一种返抽防漏型原净烟气回热式换热系统的工作方法，包括如下步骤：原烟气通过一号烟道进入脱硫塔，原烟气经过脱硫塔的脱硫处理后成为净烟气，净烟气通过三号烟道流向烟囱，其特征在于：具体步骤如下：

1）原烟气首先经过原烟气分仓，然后再进入脱硫塔进行脱硫处理；本步骤中，蓄热元件在原烟气分仓中，原烟气使蓄热元件升温，同时原烟气在净烟气分仓中进行降温；

2）步骤1）中，降温后的原烟气通过二号烟道进入脱硫塔中进行脱硫处理，脱硫处理后的原烟气成为净烟气，净烟气通过三号烟道首先进入净烟气分仓进行升温，然后净烟气离开净烟气分仓通过四号烟道前往烟囱；本步骤中，蓄热元件经过驱动机构作用发生转动，蓄热元件由原烟气分仓进入净烟气分仓，净烟气在升温后的蓄热元件作用下温度升高。

本发明冷却风分仓的入口和冷却风分仓的出口均通有环境空气，湿烟气分仓通有湿净烟气，原烟气分仓通有原烟气，干烟气分仓通有干净烟气，携带替代分仓的入口通有环境空气；

原烟气在原烟气分仓中向蓄热元件释放热量降温，降温后的原烟气通过二号烟道进入脱硫塔中进行脱硫处理，脱硫处理后的原烟气成为湿净烟气，湿净烟气经由三号烟道进入湿烟气分仓，湿净烟气在湿烟气分仓中释放热量给蓄热元件，同时析出过饱和水冲洗蓄热元件，析出过饱和水后的湿净烟气成为干净烟气，干净烟气通过连接烟道由湿烟气分仓进入干烟气分仓，干净烟气在干烟气分仓中吸收蓄热元件中释放的热量，经由烟囱排入大气；

蓄热元件在冷却风分仓中被环境空气降温，直至蓄热元件的温度降低至湿净烟气的温度以下，然后蓄热元件进入湿烟气分仓中，从湿净烟气中吸收热量进行升温，然后蓄热元件进入原烟气分仓中，蓄热元件从原烟气中吸收热量进一步升温，然后蓄热元件再次转动至干烟气分仓中放热降温，最后蓄热元件再次转动至冷却风分仓中被环境空气进一步降温。

本发明析出的过饱和水对蓄热元件进行在线冲洗。

本发明集水装置收集湿净烟气被冷却后析出的过饱和水。

本发明冷却风机提供动力将环境空气通入冷却风分仓。

采用环境空气为冷源，在冷却风分仓中冷却蓄热元件；冷却的蓄热元件进入湿烟气分仓，对湿法脱硫系统出口（脱硫塔的出口）具有饱和蒸汽压的湿净烟气进行冷却降温，蓄热元件被加热升温，降温后的湿净烟气析出部分的过饱和水由收水装置收集回用；经湿净烟气加热升温后的蓄热元件再进入原烟气分仓，由高温原烟气进一步加热升温，被冷却后的原烟气随后进入脱硫系统进行脱硫处理；蓄热元件从原烟气分仓出来后进入干烟气分仓，对冷却收水后的干净烟气进行加热升温，同时蓄热元件被冷却，升温后的干净烟气至烟囱无“白烟”排放；经干净烟气冷却后的蓄热元件随后进入冷却风仓被环境空气进一步冷却，然后再进入湿烟气分仓冷却脱硫塔出口的饱和的湿净烟气。随着蓄热元件的旋转，上述过程不断循环进行，达到湿法脱硫系统出口的湿净烟气被环境空气冷却收水，再被干烟气分仓中的蓄热元件加热升温至无“白烟”排放温度；同时，湿法脱硫系统入口的原烟气被降温，减少脱硫工艺水的蒸发。原烟气分仓与干烟气分仓之间设携带替代分仓，其入口为与环境相通的替代风管，出口为返抽风管，用于消除原烟气向净烟气的携带泄露。原烟气分仓和湿/干烟气分仓之间的边界抽气槽，连接原烟气、净烟气和携带替代分仓出口，通过返抽风机使得边界抽气槽静压小于原烟气侧和净烟气侧的静压，用于消除原烟气向净烟气的直接泄露。返抽风机所抽取的原烟气、净烟气和空气的混合气返回原烟气烟道，送至脱硫系统进行脱硫处理。

本发明析出的过饱和冷凝水对回热式换热器进行在线冲洗。

相比现有技术，本发明返抽防漏型原净烟气回热式换热系统及其工作方法既实现了湿法脱硫系统出口烟气无“白烟”排放，还回收了部分烟气携带水，有如下优势：

（1）在原烟气不向净烟气泄露的条件下，实现了湿法脱硫系统原烟气与净烟气的直接接触式换热；

（2）回收部分脱硫塔出口蒸汽饱和湿净烟气所含水分，析出的过饱和水对蓄热元件在线不间断冲洗，防止原烟气中的超细粉尘、净烟气中的小液滴和可凝结颗粒物等沉积蓄热元件，起到防止换热器堵塞的作用的同时还去除了烟气中的超细粉尘和可凝结颗粒物；

（3）抽取返回原烟气烟道的气体中除了原烟气外，还有少量的空气和净烟气，增大了脱硫塔前原烟气的量，但通过合理设计，增大值可以控制在总原烟气量的5%以内，这是湿法脱硫系统完全可以承受的。

总之，该系统与原ggh相比，具备了其直接接触式换热效果好、换热器体积紧凑的优势，又解决了堵塞和原烟气向净烟气泄露的问题；与mggh相比，系统简单，实现了以直接接触式换热取代了间接接触式换热，减小了换热器体积，降低工程造价。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例1回热式换热器的结构示意图。

图3是本发明实施例2的结构示意图。

图4是本发明实施例2回热式换热器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1。

参见图1-2所示，如无收水必要，返抽防漏型原净烟气回热式换热系统可简化为返抽防漏型原/净烟气回热式换热系统。返抽防漏型原/净烟气回热式换热系统包括脱硫塔15、回热式换热器、一号烟道1（原烟气至回热式换热器烟道）、二号烟道2（降温后原烟气至脱硫系统烟道）、三号烟道3（净烟气至回热式换热器烟道）、冲洗装置5、四号烟道4（加热后净烟气至烟囱烟道）、替代风管6、边界抽气槽7、返抽风管8、返抽风机9、五号烟道10（返抽风机至一号烟道风管）和烟囱11。回热式换热器包括蓄热元件、净烟气分仓12、原烟气分仓13和携带替代分仓14。原烟气分仓13、携带替代分仓14和净烟气分仓12沿蓄热元件运行转动方向依次设置。原烟气分仓13通高温的原烟气，净烟气分仓12通低温的净烟气。携带替代分仓14通替代空气和原烟气。蓄热元件在净烟气分仓12、原烟气分仓13和携带替代分仓14中转动。

一号烟道1的入口通原烟气，一号烟道1的出口与原烟气分仓13的入口连通，原烟气通过一号烟道1进入原烟气分仓13，原烟气在原烟气分仓13中向蓄热元件放热，从而对原烟气进行降温。原烟气分仓13的出口与二号烟道2的入口连通，二号烟道2的出口与脱硫塔15的入口连通，降温后的原烟气由原烟气分仓13通过二号烟道2进入脱硫塔15进行脱硫，脱硫后的原烟气成为净烟气。脱硫塔15的出口与三号烟道3的入口连通，三号烟道3的出口与净烟气分仓12的入口连通，净烟气经由三号烟道3进入净烟气分仓12中进行升温。净烟气分仓12的出口与四号烟道4的入口连通，四号烟道4的出口与烟囱11连通。升温后的净烟气离开净烟气分仓12，经由四号烟道4进入烟囱11，进而排入大气。

在上述工作过程中，湿式脱硫塔系统前的原烟气在进脱硫塔15前先进入进行原烟气分仓13冷却降温，从而释放热量给蓄热元件，原烟气降温，蓄热元件升温，降温后的原烟气再进脱硫系统（脱硫塔15）进行脱硫处理变成净烟气，净烟气再返回净烟气分仓12中吸收蓄热元件从原烟气中吸收的热量（此时蓄热元件经过转动从原烟气分仓13进入净烟气分仓12），升温至排放无“白烟”现象温度，升温后的净烟气至烟囱11排放。因无烟气析出的凝结水冲洗蓄热元件，需增设冲洗装置5，防止堵塞。冲洗装置5设置在回热式换热器旁。

原烟气分仓13与净烟气分仓12的连接处设置有边界抽气槽7，原烟气分仓13与携带替代分仓14的连接处设置有边界抽气槽7。边界抽气槽7连接有返抽风管8，携带替代分仓14连接有返抽风管8，返抽风管8外连有返抽风机9，返抽风机9与一号烟道1通过五号烟道10连通。在携带替代分仓14的入口设置替代风管6，边界抽气槽7的出口和携带替代分仓14的出口设置返抽风机9。通过返抽风机9的运行，消除原烟气向净烟气的携带泄露和直接泄露，所抽取的少量原烟气、净烟气和替代风返经由五号烟道10送至一号烟道1，进行脱硫处理。各种烟道根据现场空间合理布置，保证在合理的阻力下能通过足够的烟气量和空气量。抽气槽连接原烟气、净烟气、返抽风管8，设置返抽风机9，保证返抽风管8静压最低。返抽风机9抽取的原烟气、湿净烟气、干净烟气和替代空气的混合气返送至一号烟道1，随原烟气至脱硫系统进行脱硫处理，防止原烟气向净烟气泄露。

作为优选，本实施例中蓄热元件连接有驱动装置，驱动装置选用电机24。电机24带动蓄热元件。

作为优选，本实施例中湿式脱硫塔系统包含脱硫塔15，脱硫塔15的侧壁上设置有浆液管23。

作为优选，本实施例中四号烟道4中设置有除雾器19。

以原烟气温度为130℃、原脱硫系统出口的净烟气温度为50℃为例，随着蓄热元件的旋转，烟气温度变化流程：原烟气（130℃降至100℃）→净烟气（50℃降至80℃）；蓄热元器件温度变化流程：原烟气分仓13（100℃-70℃）→净烟气分仓12（70℃-100℃）；携带替代分仓14相比其它分仓小得多，不作考虑。

实施例2。

参见图3-4所示，返抽防漏型原净烟气回热式换热系统可简化为收水型原/净烟气回热式换热系统。收水型原/净烟气回热式换热系统包括脱硫塔15、回热式换热器、一号烟道1（原烟气至回热式换热器烟道）、二号烟道2（降温后原烟气至脱硫系统烟道）、三号烟道3（湿净烟气至回热式换热器烟道）、收水装置、冲洗装置5、连接烟道25（降温收水后净烟气返回回热式加热器烟道）、四号烟道4（升温后干净烟气至烟囱烟道）、替代风管6、边界抽气槽7、返抽风管8、返抽风机9、五号烟道10（返抽风机至一号烟道风管）和烟囱11。本实施例中，净烟气分为湿净烟气和干净烟气。回热式换热器包括采用防腐易冲洗的搪瓷的蓄热元件、原烟气分仓13、携带替代分仓14、干烟气分仓16、冷却风分仓18和湿烟气分仓17。冷却风分仓18连接有冷却风机。蓄热元件在原烟气分仓13、携带替代分仓14、干烟气分仓16、冷却风分仓18和湿烟气分仓17中转动。

作为优选，本实施例中蓄热元件连接有驱动装置，驱动装置选用电机24。

作为优选，本实施例中湿式脱硫塔系统包含脱硫塔15，脱硫塔15的侧壁上设置有浆液管23。

作为优选，本实施例中四号烟道4中设置有除雾器19。

作为优选，本实施例中回热式换热器旁设置有冲洗装置5，收水装置包括收水槽20和集水坑21，集水坑21设置于收水槽20下方，集水坑21连接有水泵22。

冷却风分仓18、湿烟气分仓17、原烟气分仓13、携带替代分仓14和干烟气分仓16沿蓄热元件运行方向依次设置。干烟气分仓16与湿烟气分仓17之间通过连接烟道25连通。原烟气分仓13通高温的原烟气，原烟气被蓄热元件冷却降温，蓄热元件吸收原烟气释放的热量被升温；干烟气分仓16通被降温收水后的干净烟气，干净烟气吸收蓄热元件从原烟气处吸收的热量被加热升温后至烟囱11排放，蓄热元件被冷却；冷却风分仓18走环境空气，进一步冷却蓄热元件；湿烟气分仓17走脱硫塔15（脱硫系统）出来的湿净烟气，湿净烟气被从冷却风分仓18来的蓄热元件冷却降温，降温后的湿净烟气析出其过饱和水变成干净烟气，干净烟气通过连接烟道25从湿烟气分仓17进入干烟气分仓16，蓄热元件被湿净烟气加热；携带替代分仓14用于利用替代空气吹出原烟气。收水槽20位于湿烟气分仓17下方。

原烟气分仓13和湿烟气分仓17之间设边界抽气槽7，原烟气分仓13和携带替代分仓14之间设边界抽气槽7。边界抽气槽7连接有返抽风管8，返抽风管8外连有返抽风机9，返抽风机9与一号烟道1通过五号烟道10连通，回热式换热器旁设置有冲洗装置5。各种烟道根据现场空间合理布置，保证在合理的阻力下能通过足够的烟气量和空气量。边界抽气槽7连接原烟气、湿净烟气、干净烟气、返抽风管8，设置返抽风机9，保证返抽风管8静压最低。返抽风机9抽取的原烟气、湿净烟气、干净烟气和替代空气的混合气经由五号烟道10返送至一号烟道1，随原烟气至脱硫系统进行脱硫处理，防止原烟气向净烟气泄露。在携带替代分仓14入口设替代风管6，边界抽气槽7的出口和携带替代分仓14的出口设返抽风机9。通过返抽风机9的运行，消除原烟气向湿/干净烟气的携带泄露和直接泄露，所抽取的少量原烟气、净烟气和替代风返送之原烟气烟道，进行脱硫处理。

一号烟道1的入口通原烟气，一号烟道1的出口与原烟气分仓13的入口连通，原烟气通过一号烟道1进入原烟气分仓13，原烟气在原烟气分仓13中向蓄热元件放热，进行降温。原烟气分仓13的出口与脱硫塔15的入口连通，降温后的原烟气由原烟气分仓13进入脱硫塔15进行脱硫，脱硫后的原烟气成为湿净烟气。脱硫塔15的出口与三号烟道3的入口连通，三号烟道3的出口与湿烟气分仓17的入口连通，湿净烟气经由三号烟道3进入湿烟气分仓17中，通过向蓄热元件放热进行降温，析出部分过饱和的冷凝水。析出冷凝水后的湿净烟气成为干净烟气。干净烟气通过连接烟道25由湿烟气分仓17通往干烟气分仓16。干烟气分仓16的出口与四号烟道4的入口连通，四号烟道4的出口与烟囱11连通。干净烟气离开干烟气分仓16，经由四号烟道4进入烟囱11，进而排入大气。

湿式脱硫系统（脱硫塔15）前，原烟气先进入原烟气分仓13被冷却降温释放热量，经脱硫处理后变成蒸汽饱和的湿净烟气，湿净烟气再进入湿烟气分仓17被冷却降温析出过饱和水变成干净烟气，被降温收水后的干净烟气最后再进入干烟气分仓16吸收蓄热元件释放的热量，直至排放无“白烟”现象温度，升温后的干净烟气经由烟囱11排放。冷却蓄热元件的冷源为环境空气，湿净烟气被冷却后析出的部分过饱和水被收水装置收集后再利用。

本实施例可以分为原烟气与蓄热元件两方面的周期性变化。

原烟气在原烟气分仓13中向蓄热元件释放热量降温，降温后的原烟气通过二号烟道2进入脱硫塔15中进行脱硫处理，脱硫处理后的原烟气成为湿净烟气，湿净烟气经由三号烟道3进入湿烟气分仓17，湿净烟气在湿烟气分仓17中释放热量给蓄热元件，同时析出饱和的冷凝水冲洗蓄热元件，析出冷凝水后的湿净烟气成为干净烟气，通过连接烟道25由湿烟气分仓17进入干烟气分仓16，干净烟气在干烟气分仓16中吸收蓄热元件中释放的热量，成为无“白烟状态”，最后经由烟囱11排入大气。

蓄热元件在冷却风分仓18中被环境空气降温，直至温度降低至湿净烟气温度以下，然后蓄热元件经由电机24转动至湿烟气分仓17中，从湿净烟气中吸收热量，进行升温。然后蓄热元件再经由电机24进行旋转进入原烟气分仓13中，蓄热元件从原烟气中吸收热量进一步升温，然后蓄热元件再次转动至干烟气分仓16中放热降温。最后蓄热元件再次转动至冷却风分仓18中被环境空气进一步降温。重复上述步骤。

以原烟气温度130℃、环境温度20℃、原脱硫系统出口烟气温度50℃为例，随着蓄热元件的旋转，烟气温度变化流程：原烟气（130℃降至105℃）→干净烟气（44℃升至69℃）→湿净烟气（48℃降至44℃）；蓄热元器件温度变化流程：原烟气分仓13（100℃-75℃）→干烟气分仓（80℃-55℃）→冷却风分仓18（50℃-30℃）→湿烟气分仓（40℃-25℃）；其中环境空气温度变化为20℃→40℃，携带替代分仓14相比其它分仓小得多，不作考虑。（注：湿净烟气温度取48℃是由于原烟气被降温后进入脱硫系统，带入脱硫系统的热量减少，其出口净烟气饱和温度变低。）

本实施例中，采用换热效率高、体积紧凑的回热式换热器作为换热主体，回热式换热器包括采用防腐且易于冲洗的搪瓷的蓄热元件，以防止烟气对回热式换热器的腐蚀和烟气中粉尘及烟气携带浆液雾滴堵塞换热元件。回热式换热器根据其功能划分为五分仓，蓄热元件单程顺序走向依次为：湿烟气分仓17（升温）、原烟气分仓13（再升温）、携带替代分仓14、干烟气分仓（降温）、冷却风分仓18（再降温）；随处理流程进行，烟气变化顺序依次为：高温原烟气→低温原烟气→脱硫后湿净烟气→冷却收水后干净烟气→升温后干净烟气；各分仓作用分别为：湿烟气分仓17将脱硫系统出口来的湿净烟气冷却收水，原烟气分仓13将原烟气冷却回收其释放的热量，携带替代分仓14用于消除蓄热元件产生的携带泄露，干烟气分仓将原烟气中回收的热量传递给干净烟气使其升温至无“白烟”排放温度，冷却风分仓18采用环境空气将干烟气分仓来的蓄热元件进一步冷却使其可冷却脱硫塔15出来的湿净烟气。；针对直接泄露，在原烟气分仓13和干烟气分仓16分界处设置边界抽气槽7，在原烟气分仓13和湿烟气分仓17分界处设置边界抽气槽7，制造出静压低于原烟气和干净烟气的返抽风管8，原烟气和净烟气均向返抽风管8单向流动，使原烟气不向净烟气泄露。如无收水需求，则蓄热元件直接回收高温原烟气热量，传递给净烟气，简化为收水型型原/净烟气回热式换热系统。

通过采用防腐性能好、易冲洗的陶瓷的蓄热元件，解决回热式换热器的堵塞问题。通过设置携带替代分仓14的方法，消除蓄热元件的携带泄露；通过设置边界抽气槽7和返抽风机9的方法，消除回热式换热器的直接泄露，达到原烟气向净烟气无泄漏的目的。该系统和方法可以将直接接触式换热方式用于燃煤机组湿法脱硫系统原净烟气换热，提高了换热效果，同时，将回热式换热器固有原烟气向净烟气的泄露消除，保证了燃煤锅炉烟气脱硫效率不降低。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。