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在国家大力倡导节能减排和推行清洁供热的背景下,对燃煤锅炉烟气污染排放控制要求越来越高。由于脱硫设备庞大,工艺复杂,现场制作成本较高等问题导致建设或改造工期较长,且存在大量烟气余热未被利用导致塔内循环温度过高水分蒸发,引发了烟气低温腐蚀尾部烟道的问题。基于以上问题,本文设计了一种能够工厂化预制作,现场快速组装的脱硫换热一体化装置,并利用热泵余热回收系统回收了这部分余热用于城镇供热,达到节能减排双重效益。（1）根据石灰石-石膏湿法脱硫特点和余热回收难点,对膜式壁脱硫换热热泵余热回收系统进行了简单的模型搭建并对镍基合金钢防腐材料和玻璃鳞片的防腐性能进行了分析,结果表明这两种材料施工速度快,防腐性能强,适用于作为膜式壁脱硫换热装置的主体材料。建立了膜式壁脱硫换热热泵余热回收系统,通过塔内喷淋壁面换热,壁内循环水吸热后作为热泵装置的低品位热源加热热网回水。（2）分析并建立了该装置系统的换热原理和热阻模型,给出了不同管径下的最佳流速区域。同时也介绍了了装置的脱硫原理并分析了影响脱硫效率的影响因素,定量的给出了装置烟气流速在3-5m/s时喷淋粒径应在1.2-1.5mm,液气比12-18,运行Ca/S宜为1.02-1.05之间,通过换热效果可有效的使浆液保持在设计值50°C左右,吸收浆液的p H值宜保持在5.4-5.7之间可以有效的提高装置脱硫率。通过40T/h锅炉的膜式壁脱硫换热热泵余热回收系统进行了设计案例分析,结果表明应合理的调整装置循环水流速以保证进入热泵装置蒸发器的温度可有效提高热泵的COP,热泵装置可提供9MW的热量用于城镇供热,可增加18万m2的供热面积。（3）最后结合案例分析计算结果,通过静态回收期和动态回收期两种经济评价方法对该装置进行了经济性分析,计算结果表明利用热泵回收余热提高燃煤供热热源利用效率带来的经济效益良好,静态回收期能够在6年回收该装置系统的初投资费用,动态回收期能够在10年内回收初投资费用。同时环保效益也非常可观,使脱硫装置脱硫效率保持在90%以上运行,每年可降低SO2排放4039.2吨,实现经济、节能、环保三重效益。