CN102476004B - 烟气处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种烟气处理系统，包括独立液体循环系统、吸收塔、释放塔以及异味处理装置，其中烟气进入吸收塔后被逆向经过其中的循环液体除尘和/或除油烟并与其进行第一次能量交换，随后烟气进入异味处理装置并在其中进行异味处理后排放到大气中，而经过第一次能量交换的循环液体被输送到释放塔，循环液体与逆向经过其中的气体进行第二次能量交换，随后气体通过气体出口被供给到例如空调的目标系统。由于循环液体在烟气和气体之间进行了两次热交换，从而实现了烟气和气体之间的能量交换，因而节约了能源。本发明还提供了一种烟气处理方法。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种烟气处理系统及方法。具体而言，本发明涉及具有用于能量回收的烟气处理系统及方法，其中烟气是指包括粉尘、油烟或者异味物质中至少一种的废热源。
【背景技术】
随着工业发展，许多生产企业将大量包括废热的烟气排放到外部环境中，对环境造成了严重污染。并且，由于包含废热的烟气直接排放到环境中，废热没有被利用，造成了能源损失。
现有技术的烟气处理系统通常采用活性碳吸附技术和/或生物除臭技术去除烟气中的异味。传统的活性炭吸附技术具有一定的去除烟气中的异味的效果，但都存在异味去除率低、活性炭寿命短、更换频率高、再生性能差等缺点，并且其对流量较大、异味气体浓度较低的烟气处理效果较差。生物除臭技术虽具有较好的异味去除效果，但是存在占地面积大、投资多、消耗液量等缺点。此外，烟气处理系统未对烟气中的粉尘、油烟进行去除，这会造成颗粒物在烟气处理系统中的聚集，从而堵塞填充材料缝隙，降低处理效率。
因此，需要一种具有废热回收功能的烟气处理系统和方法，以解决现有技术的缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是解决现有技术中的烟气处理系统存在的缺陷。为此本发明提供了一种烟气处理系统。根据本发明的烟气处理系统能够对化工、制药、石油、热电、橡胶塑料、建筑等领域中废热源(例如烟气)进行除尘、除油烟或除异味的处理，烟气处理系统具有能量回收的功能。
本发明的目的通过以下技术方案得以实施。具体而言，本发明一个实施例提供了一种烟气处理系统：包括用于存放循环液体的独立液体循环系统，包括集液箱、多个液体泵、多个管路，其中多个液体泵包括第一液体泵和第二液体泵，多个管路包括第一管路、第二管路和第三管路，第一液体泵设置在第一管路上，第二液体泵设置在第二管路上；吸收塔，其包括烟气进口、第一预处理装置和烟气流动通路，所述吸收塔通过第一管路与集液箱流体连通，第一液体泵通过第一管路将来自集液箱的循环液体提供给吸收塔的第一预处理装置；释放塔，其包括气体进口、第二预处理装置和气体出口，所述释放塔通过第二管路与吸收塔流体连通，第二液体泵通过第二管路将来自吸收塔的循环液体提供给释放塔的第二预处理装置，释放塔通过第三管路将经过第二预处理装置的循环液体输送给集液箱；异味处理装置，其包括烟气排放口，所述异味处理装置通过烟气流动通路与吸收塔流体连通；其中烟气经过烟气进口进入吸收塔后通过第一预处理装置，逆向经过第一预处理装置的循环液体对烟气进行除尘和/或除油烟并与其进行第一次能量交换，随后烟气进入异味处理装置并在其中进行异味处理后排放到大气中，而经过第一次能量交换的循环液体通过第二管路被第二液体泵输送到释放塔的第二预处理装置，循环液体与通过气体进口进入到释放塔内的逆向经过第二预处理装置的气体进行第二次能量交换，随后气体通过气体出口被供给到目标系统。
根据本发明一个实施例提供的烟气处理系统，其中异味处理装置包括设置在其中的等离子体发生器，用于对经过其中的烟气除异味并使得烟气具有活性氧离子。
根据本发明一个实施例提供的烟气处理系统，其中集液箱通过第四管路与异味处理装置流体连通，用于将经过异味处理的一部分烟气输送到集液箱，以使得在集液箱中形成离子循环液体。
根据本发明一个实施例提供的烟气处理系统，其中独立液体循环系统还包括加药装置，加药装置用于对集液箱中的循环液体加药，以便形成具有除尘和/或除油烟功能的离子循环液体。
根据本发明的一个实施例提供的烟气处理系统，其中，独立液体循环系统还包括补液管路和排液管路，以保证集液箱液位平衡，其中补液管路和排液管路分别包括用于保证集液箱液位平衡的调节阀和驱动泵。
根据本发明一个实施例提供的烟气处理系统，其中，第一预处理装置和第二预处理装置包括喷淋模块和设置在喷淋模块下方的热回收/释放芯。
根据本发明一个实施例提供的烟气处理系统，其中，热回收/释放芯采用多组叠放布置，其中单个热回收/释放芯具有多个交错布置的瓦楞片，每个瓦楞片包括V型槽道和设置在槽道上的多个通孔，多个瓦楞片之间通过设置在其上的多个通孔流体连通，循环液体与烟气或气体逆向通过热回收/释放芯并在其中实现能量交换。
根据本发明一个实施例提供的烟气处理系统，其中独立液体循环系统还包括设置在第一预处理装置和第二预处理装置下方的集液盘，用于容纳经过它们的循环液体，其中设置在第一预处理装置下方的集液盘与第二液体泵流体连通，设置在第二预处理装置下方的集液盘与集液箱流体连通。
根据本发明一个实施例提供的烟气处理系统，其中第三管路上设置有过滤器，用于过滤经过其的循环液体中的杂质。
根据本发明一个实施例提供的烟气处理系统，其中目标系统为空调系统。
根据本发明一个实施例提供的烟气处理系统，其中，循环液体为水，气体为空气，烟气为指包括粉尘、油烟或者异味物质中至少一种的废热源。
本发明的再一实施例提供了一种烟气处理方法，所述方法包括以下步骤：a.提供一种烟气处理系统；以及b.用烟气处理系统对烟气进行除尘、除油烟或者除异味中至少一种处理，将经过处理的烟气排放到大气中；其中烟气处理系统为根据本发明一个实施例的所提供的烟气处理系统。
根据本发明的再一实施例提供的烟气处理方法，其中在步骤b还包括以下步骤：Ⅰ.烟气处理系统中循环液体在烟气被处理的同时还与其进行第一次能量交换；以及Ⅱ.经过第一次能量交换的循环液体与烟气处理系统释放塔中的气体进行第二次能量交换，以实现烟气与气体间的能量交换，经过能量交换的气体被供给给目标系统。
根据本发明的再一实施例提供的烟气处理方法，其中循环液体为水，气体为空气，烟气为指包括粉尘、油烟或者异味物质中至少一种的废热源，目标系统为空调系统。
本发明的益处在于：由于采用等离子体发生器来去除异味，降低了成本并且提高了效率。
本发明的益处在于：热回收/释放芯采用多组叠放布置，提高了除尘效率和热交换效率。
本发明的益处还在于：第三管路上还可以设置有过滤装置，以便对经过液体循环系统的循环液体中的杂质进行去除，以使得循环液体被净化。
本发明的益处还在于：加药装置与集液箱流体连通，用于对集液箱中的循环液体进行加药，形成具有除尘和除油烟功能的离子循环液体，提高了除尘和除油烟的效率。
本发明的益处还在于：由于异味处理装置中包括等离子发生器，而等离子发生器会使得经过其处理后的烟气含部分活性氧离子，一部分含有活性氧离子的烟气通过第四管路返回到集液箱9中，形成离子循环液体，离子循环液体与经过吸收塔中的烟气进行作用，从而提高了除尘和/或除油烟的效率。
【附图说明】
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明一个实施例的用于能量回收的烟气处理系统示意图。以及
图2示出了如图1所示的烟气处理系统中热回收/释放芯的内部构造。
部件及标号列表
| 1 | 吸收塔 |
| 2 | 释放塔 |
| 3 | 异味处理装置 |
| 4 | 等离子体发生器 |
| 5 | 热回收/释放芯 |
| 6 | 喷淋模块 |
| 7 | 集液盘 |
| 8 | 第一液体泵 |
| 8′ | 第二液体泵 |
| 9 | 集液箱 |
| 10 | 加药装置 |
| 11 | 烟气进口 |
| 12 | 烟气流动通道 |
| 22 | 气体进口 |
| 24 | 气体出口 |
| 30 | 烟气排放口 |
| 40 | 第一管路 |
| 42 | 第二管路 |
| 44 | 补液管路 |
| 46 | 排液管路 |
| 48 | 第三管路 |
| 49 | 第四管路 |
| 50 | 调节阀 |
| 52 | 驱动泵 |
| 60 | 瓦楞片 |
| 62 | V形槽道 |
| 64 | 通孔 |
【具体实施方式】
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
在对本发明的具体实施方式进行详细描述之前，首先对本发明中使用的一些用语进行定义。烟气是指包括粉尘、油烟或者异味物质中至少一种的废热源。烟气处理系统是指将一种流体(例如烟气)的热量传给另一种流体(例如液)的装置，具体而言是通过液体在具有温差、湿差及焓差(温差和湿差)的气体间循环，实现能量在气体间的传递和物质的选择性传递。全热交换是指包括了潜热和显热的热交换过程，其中显热是物质不发生相变时吸收或放出的热量，而潜热是物质发生相变过程中吸收或放出的热量。例如空调，当其将空气的温度从30摄氏度降低到18摄氏度的时，往往既有温度降低，同时有冷凝液的出现，因此空调的冷量包含了潜热量和显热量，即空调是一种全热热交换装置。
图1是根据本发明一个实施例的用于能量回收的烟气处理系统示意图。如图1所示的烟气处理系统包括流体连通的吸收塔1、释放塔2以及异味处理装置3。吸收塔1包括设置在吸收塔1右下部的烟气进口11、在吸收塔1内的上部设置有喷淋模块6、设置在烟气进口11和喷淋模块6之间的热回收芯5、设置在热回收芯5的下部的集液盘7以及设置在吸收塔1右上部的烟气流动通道12。释放塔2包括设置在其左下部的气体进口22、设置在其左上部的气体出口24、在释放塔2内的上部设置有喷淋模块6以及设置在气体进口22和喷淋模块6之间的热释放芯5。异味处理装置3包括设置在右上部的烟气排放口30和设置在其中的等离子体发生器4，异味处理装置3通过烟气流动通路12与吸收塔1流体连通，等离子体发生器4采用高频高压电源，电极采用不锈钢材质，对浓度较高的烟气，可在电极一侧涂敷镀一层金属银离子或采用银管，以增加电力能力，提高烟气处理效率。
烟气处理系统还包括第一液体泵8、第二液体泵8′、集液箱9以及加药装置10。第一液体泵8设置在第一管路40中，并通过第一管路40与集液箱9和吸收塔1中的喷淋模块6流体连通。第二液体泵8′设置在第二管路42中，并通过第二管路42与吸收塔1中的集液盘7和释放塔2中的喷淋模块6流体连通。第一液体泵8和第二液体泵8′分别用于向吸收塔1和释放塔2中的喷淋模块6提供喷淋液体。集液箱9包括补液管路44和排液管路46以保证其中的液位平衡，补液管路44和排液管路46中设置有用于实现补液和排液功能的调节阀50和驱动泵52；集液箱9通过第三管路48与释放塔2中的集液盘7流体连通；集液箱9通过第四管路49与异味处理装置3的烟气排放口30流体连通，以使得经过异味处理装置3的部分烟气返回到集液箱9，从而在集液箱9中形成离子液。加药装置10与集液箱9流体连通。
烟气经过烟气进口11进入吸收塔1后，从吸收塔1的底部向上流动经过多组叠放的热回收芯5，烟气在流动过程中与从喷淋模块6喷出来的液体进行充分的全热交换，气液流向为逆向，在发生热交换的过程中，液体对烟气进行除尘和除油烟的处理，经过除尘、除油烟以及全热交换后的烟气经过烟气流动通路12进入异味处理装置3，异味处理装置3利用设置在其中的等离子发生器4(例如低温等离子发生器)进一步对烟气进行除异味。该经过全热交换、除尘、除油烟以及除异味后的烟气包括部分活性氧离子，净化后的烟气一部分直接排放到大气中，一部分可以通过第四管路49返回到集液箱9中，形成离子液。通过第一液体泵8将集液箱9中的液体输送给喷淋模块6，喷淋模块6喷淋液体，喷淋出的液体通过集液盘7收集后通过第二液体泵8′输送到释放塔2中喷淋模块6中，喷淋模块6喷淋液体，喷淋出的液体和从气体进口22进入的气体逆向接触，再次发生全热交换过程，使得气体的温湿度发生变化，然后将经过全热交换的气体通过气体出口24向例如空调系统供给气体，达到节约能源的目的。在本发明的该实施例中，气体为空气。释放塔2的喷淋液体被集液盘7收集并通过第三管路48回流至集液箱9。加药装置10与集液箱9流体连通，用于对集液箱9中的循环液体进行加药，形成具有除尘和除油烟功能的离子循环液体。当集液箱9内的液体液质发生变化时，加药装置10还用于对循环液体进行净化。补液管路44和排液管路46与集液箱9流体连通，用于保证集液箱液位平衡。在本发明的一个实施例中，当烟气中包括甲硫醇为主的挥发性有机物化合物(VOC)时，可以通过加入次氯酸钠，从而达到去除净化废气的目的。需要说明的是：本领域人员容易根据本发明的启示和本领域惯用技术手段能够针对烟气中不同的废气组分来向循环液体中加入相应的药，从而从而达到净化废气的目的。
需要说明的是：在本发明的其他变体中，根据目标系统的不同，气体还能够为除了空气之外的其他气体。而这也将落在本发明的保护范围内。
图1仅示出了本发明的热回收/释放芯5的一个示例，如图1所示的热回收/释放芯5采用多组叠放布置的方式。具体而言，如图2所示，本发明的一个实施例中的其中任一个热回收/释放芯5采用多层瓦楞片交错叠加的构造。每片瓦楞片60包括多个平滑连接的V型槽道62和设置在V型槽道上的多个通孔64，瓦楞片60之间通过多个通孔64流体连通，具有具有除尘和/或除油烟功能的离子循环液体从上向下经过热回收/释放芯5，而烟气或气体从下向上经过热回收/释放芯5，离子循环液体在热回收/释放芯5中与烟气或气体实现能量交换。热回收/释放芯5的这种构造和叠放方式提高了除尘效率和热交换效率。需要说明的是：本发明的热回收/释放芯5还可以采用其他的构造和布置，而这也将落在本发明的保护范围内。
在本发明的上述实施例中，液体循环系统包括集液箱9、液压泵8和8′、第一管路40、第二管路42、第三管路48、喷淋模块6、集液盘7、加药装置10、补液管路44和排液管路46，液体循环系统是独立的，这使得除尘过程近似于等焓过程，从而降低烟气中能量损失。
第三管路48上还可以设置有过滤装置(未示出)，以便对经过液体循环系统的循环液体中的杂质(例如包含在循环液体中的油烟或者烟尘进行过滤)进行去除，以使得循环液体被净化。在本发明的一个优选实施例中，循环液体为水。需要说明的是：根据被处理烟气的不同类型，循环液体可以为其他的液体而这也将落在本发明的保护范围内。
本领域技术人员根据如图1所示的烟气处理系统的启示，会想出许多变体。例如烟气处理系统可以不包括第四管路，或者不包括集液盘。这些变体也将落在本发明保护的范围内。
本发明的益处还在于：由于异味处理装置3中包括等离子发生器4，而等离子发生器4会使得经过其处理后的烟气含部分活性氧离子，一部分含有活性氧离子的烟气通过第四管路49返回到集液箱9中，形成离子液，离子液与经过吸收塔1中的烟气进行作用，从而提高了除尘和/或除油烟的效率。
本发明的再一实施例提供了一种烟气处理方法，所述方法包括以下步骤：a.提供一种烟气处理系统；以及b.用烟气处理系统对烟气进行除尘、除油烟或者除异味中至少一种处理，将经过处理的烟气排放到大气中；其中烟气处理系统为根据本发明一个实施例的如图1所示的烟气处理系统。
根据本发明的再一实施例提供的烟气处理方法，其中在步骤b还包括以下步骤：Ⅰ.烟气处理系统中循环液体在烟气被处理的同时还与其进行第一次能量交换；以及Ⅱ.经过第一次能量交换的循环液体与烟气处理系统释放塔中的气体进行第二次能量交换，以实现烟气与气体间的能量交换，经过能量交换的气体被供给给目标系统。
根据本发明的再一实施例提供的烟气处理方法，其中循环液体为水，气体为空气，烟气为指包括粉尘、油烟或者异味物质中至少一种的废热源，目标系统为空调系统。
Claims (15)
1.一种烟气处理系统，其包括：
用于存放循环液体的独立液体循环系统，包括集液箱、多个液体泵、多个管路，其中多个液体泵包括第一液体泵和第二液体泵，多个管路包括第一管路、第二管路和第三管路，第一液体泵设置在第一管路上，第二液体泵设置在第二管路上；
吸收塔，其包括烟气进口、第一预处理装置和烟气流动通路，所述吸收塔通过第一管路与集液箱流体连通，第一液体泵通过第一管路将来自集液箱的循环液体提供给吸收塔的第一预处理装置；
释放塔，其包括气体进口、第二预处理装置和气体出口，所述释放塔通过第二管路与吸收塔流体连通，第二液体泵通过第二管路将来自吸收塔的循环液体提供给释放塔的第二预处理装置，释放塔通过第三管路将经过第二预处理装置的循环液体输送给集液箱；
异味处理装置，其包括烟气排放口，所述异味处理装置通过烟气流动通路与吸收塔流体连通；
其特征在于：烟气经过烟气进口进入吸收塔后通过第一预处理装置，逆向经过第一预处理装置的循环液体对烟气进行除尘和/或除油烟并与其进行第一次能量交换，随后烟气进入异味处理装置并在其中进行异味处理后排放到大气中，而经过第一次能量交换的循环液体通过第二管路被第二液体泵输送到释放塔的第二预处理装置，循环液体与通过气体进口进入到释放塔内的逆向经过第二预处理装置的气体进行第二次能量交换，随后气体通过气体出口被供给到目标系统。
2.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，异味处理装置包括设置在其中的等离子体发生器，用于对经过其中的烟气除异味并使得烟气具有活性氧离子。
3.根据权利要求2所述的烟气处理系统，其特征在于，集液箱通过第四管路与异味处理装置流体连通，用于将经过异味处理的一部分烟气输送到集液箱，以使得在集液箱中形成离子循环液体。
4.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，独立液体循环系统还包括加药装置，加药装置用于对集液箱中的循环液体加药，以便形成具有除尘和/或除油烟功能的循环液体。
5.根据权利要求1或4所述的烟气处理系统，其特征在于，独立液体循环系统还包括补液管路和排液管路，以保证集液箱液位平衡，其中补液管路和排液管路分别包括用于保证集液箱液位平衡的调节阀和驱动泵。
6.根据权利要求3所述的烟气处理系统，其特征在于，独立液体循环系统还包括加药装置，加药装置用于对集液箱中的循环液体加药，以便形成具有除尘和/或除油烟功能的离子循环液体。
7.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，第一预处理装置和第二预处理装置包括喷淋模块和设置在喷淋模块下方的热回收/释放芯。
8.根据权利要求7所述的烟气处理系统，其特征在于，热回收/释放芯采用多组叠放布置，其中单个热回收/释放芯具有多个交错布置的瓦楞片，每个瓦楞片包括V型槽道和设置在槽道上的多个通孔，多个瓦楞片之间通过设置在其上的多个通孔流体连通，循环液体与烟气或气体逆向通过热回收/释放芯并在其中实现能量交换。
9.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，独立液体循环系统还包括设置在第一预处理装置和第二预处理装置下方的集液盘，用于容纳经过它们的循环液体，其中设置在第一预处理装置下方的集液盘与第二液体泵流体连通，设置在第二预处理装置下方的集液盘与集液箱流体连通。
10.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，第三管路上设置有过滤器，用于过滤经过其的循环液体中的杂质。
11.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，目标系统为空调系统。
12.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，循环液体为水，气体为空气，烟气为指包括粉尘、油烟或者异味物质中至少一种的废热源。
13.一种烟气处理方法，所述方法包括以下步骤：
a.提供一种烟气处理系统；以及
b.用烟气处理系统对烟气进行除尘、除油烟或者除异味中至少一种处理，将经过处理的烟气排放到大气中；
其特征在于，烟气处理系统为权利要求1-12中任一项所述的烟气处理系统。
14.根据权利要求13所述的烟气处理方法，其特征在于，在步骤b还包括以下步骤：
Ⅰ.烟气处理系统中循环液体在烟气被处理的同时还与其进行第一次能量交换；以及
Ⅱ.经过第一次能量交换的循环液体与烟气处理系统释放塔中的气体进行第二次能量交换，以实现烟气与气体间的能量交换，经过能量交换的气体被供给给目标系统。
15.根据权利要求14所述的烟气处理方法，其特征在于，循环液体为水，气体为空气，烟气为指包括粉尘、油烟或者异味物质中至少一种的废热源，目标系统为空调系统。
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