CN102600693A - 一种废蒸汽循环利用的系统方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废蒸汽循环利用的系统方法，所述的干燥机利用热蒸汽对湿物料进行间接式加热干燥，并产生大量的以水蒸气为主的废气，所述的旋风分离器、废气洗涤器、二次蒸发器分别可清除废气中的粉尘、不凝性气体等，把废气转变为纯洁的常压下的饱和水蒸气，蒸汽喷射泵可利用少量的高温高压蒸汽把大量常压下的饱和水蒸气压力和温度提升到可供干燥机重新利用的蒸汽。本发明充分利用了废气中大量饱和水蒸气的汽化潜热，大幅减少了废气处理量，省去了大量的冷却水，消除了大量的冷凝污水，消除了粉尘、污水和热排放等环境污染，实现了节能减排。本发明大幅减化了干燥系统的设备，提高了系统的可靠性、稳定性和有效性，大幅降低了运行费用。

Description

一种废蒸汽循环利用的系统方法

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，具体涉及一种废蒸汽循环利用的系统方法。

背景技术

在化工、钢铁、电力等行业都会产生大量的含水蒸汽的废气直接排放到环境中，此外，物料干燥也大量存在于工生产和农牧业加工生产中，在现有的物料干燥工艺中，也都把产生的废气稍加处理后直接排放到环境中，这些工农业生产中产生的含有大量水蒸汽的废气直接排放，不仅会给环境造成热、粉尘等污染，还会白白损失大量可再生的热能，大幅增加了生产成本。

以物料干燥处理处置系统为例，在物料干燥中产生的废气主要以饱和水蒸汽为主，废气中含有少量的粉尘和各种不凝气体。在传统工艺中废气直接排放或经冷却后排放等措施，这些措施不仅对环境造成污染，而且为处理废气需要建造庞大的冷却设备，消耗大量的电能和冷却水来维持运行。以城市污泥干燥系统为例，现有干燥机每干燥1吨含水率80％的湿污泥需要0.5MPa的饱和蒸汽0.9吨左右，产生常压下的饱和废蒸汽0.75吨左右，经特殊工艺流程的净化处理后，可利用0.25吨1MPa 250℃的过热蒸汽提升0.65吨常压下的饱和洁净蒸汽可得到0.9吨0.5MPa的饱和蒸汽。考虑到1吨1MPa 250℃的过热蒸汽可转换1.07吨0.5MPa的饱和蒸汽，系统循环利用废蒸汽后，可比原系统减少蒸汽用量70％，每干燥1吨含水率80％的湿污泥可节约冷却水15吨左右。

迄今为止，我国还没有一整套废蒸汽热能回收的成熟技术，特别在污泥干燥等需要大量低温热源对湿物料进行干燥，随后又产生大量废蒸汽的系统中，现均采用冷凝处理。浪费了大量的冷凝水资源，产生大量的冷凝污水，耗费大量的蒸汽，运行成本居高不下。

发明内容

本发明提供一种废蒸汽循环利用的系统方法，使含有蒸汽的废气经特殊的工艺处理流程重新回收利用，大幅降低系统能耗，减少污水的产生，消除水资源的消耗，实现节能减排，大幅度降低系统的运行费用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种废蒸汽循环利用的系统方法，包括废气产生设备如物料干燥系统中的干燥机(废气产生和利用的设备)、旋风除尘器、废气洗涤器、循环水池、凝结水箱、二次蒸发器、蒸汽喷射泵、集箱以及若干管道、阀门、水泵等设施。所述的废气产生设备(如物料干燥系统中的干燥机)在运行中产生了大量的含水蒸汽的废气，废气通过管道与旋风除尘器相连接，所述的旋风除尘器有3个进出口，分别是废气进口、废气出口和干粉尘排出口，废气通过管道从废气进口进入旋风除尘器内，除去废气中的大部分粉尘后从废气排出口排出，排出旋风除尘器的较干净的废气通过管道、阀门连接到废气洗涤器进口，废气中除去的干粉尘从干粉尘排出口排到干粉尘的输送管道或干粉储仓等。所述的废气洗涤器是用饱和水与除尘后的废气直接接触，以清洗废气中的粉尘，所述的废气洗涤器有5个进出口，分别是废气进口、蒸汽出口、洗涤水进口、洗涤水出口、不凝气抽吸口，来自旋风除尘器废气排出口的废气通过管道从废气进口进入废气洗涤器内，废气从废气洗涤器底部往上升，洗涤水从上部往下流，废气与洗涤水在废气洗涤器的填充料中充分传质传热的交换，进一步去除废气携带的细小颗粒的粉尘，基本洁净的蒸汽经除水滴装置后从蒸汽出口到连接的管道中，废气中大部分密度较低的不凝气从不凝气抽吸口被抽吸到其它设备进行处理，洗涤后的水从底部的洗涤水出口排出到循环水池，循环水池的水经过滤装置后经由水泵到废气洗涤器洗涤水进口重复使用，根据系统的实际要求，洗涤水也可直接来源于二次蒸发器的饱和疏水，所述的二次蒸发器有5个进出口，分别是蒸汽进口、蒸汽出口、疏水进口、疏水出口、不凝气抽吸口，来自废气洗涤器蒸汽排出口的基本洁净蒸汽通过管道从蒸汽进口进入二次蒸发器内，蒸汽从二次蒸发器底部往上升，来自于凝结水箱的疏水从上部疏水进口往下流，蒸汽与疏水在二次蒸发器的填充料中充分传质传热的交换，进一步除去蒸汽携带的少量杂质，完全洁净的蒸汽经除水滴装置后从蒸汽出口到连接的管道中，少量密度较低的不凝气从不凝气抽吸口被抽吸到其它设备进行处理，疏水从底部的疏水出口排到疏水箱或废气洗涤器，所述的蒸汽喷射泵分别由拉瓦尔喷咀、混合室、缩放喷管组成，高温高压蒸汽管道与拉瓦尔喷咀相连接，混合室进口与二次蒸发器蒸汽出口管道相连接，缩放喷管出口与集箱连接，蒸汽喷射泵使用少量高温高压蒸汽把大量已清洗洁净的常压饱和蒸汽提升为工作压力下的饱和蒸汽，贮存到集箱中，使用蒸汽的设备(如干燥机)从集箱中抽取所需蒸汽。

附图说明

图1是本发明系统流程示意图。

图中所示1废气产生设备(干燥机)；2旋风除尘器；3废气洗涤器；4循环水池；4.1过滤装置；5凝结水箱；6二次蒸发器；7蒸汽喷射泵；8集箱。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，干燥机(1)在干燥湿污泥中产生大量的水蒸汽和少量的不凝性气体，这些气体在离开干燥机时携带了部分干燥机内的干粉尘，离开干燥机(1)的混合气体(下称废气)通过与旋风除尘器(2)进口相连的管道进入旋风除尘器(2)内进行除尘，除尘后的废气从旋风除尘器(2)的出口通过与废气洗涤器(3)进口相连的管道进入废气洗涤器(3)内，废气从废气洗涤器(3)下部进入往上运动，来自于循环水池(4)的洗涤水经水泵提升后到达废气洗涤器(3)上部的喷淋装置往下喷淋，废气与洗涤水在废气洗涤器(3)内的填料层中完成传热蒸发、洗涤除尘等，废气携带的粉尘随洗涤水到底部的排水口沿管道排放到循环水池中，废气中密度较低的不凝气上升到废气洗涤器(3)的顶部，从不凝气抽气口被抽吸到其它设备中处理，大量的干净饱和水蒸汽经除水滴装置后从蒸汽出口通过管道、阀门等到二次蒸发器(6)蒸汽进口，蒸汽从二次蒸发器(6)底部进入往上运动，来自于凝结水箱(5)的饱和疏水从二次蒸发器(6)顶部的喷淋装置往下喷淋，蒸汽与饱和疏水在二次蒸发器(6)内的填料层中完成传热蒸发、洗涤除尘等，蒸汽中携带的少量杂质随洗涤疏水到底部的排水口排到外部管道中，根据需要被送到废气洗涤器(3)作洗涤水或到疏水箱等，蒸汽中还含有的少量密度较低的不凝气上升到二次蒸发器(6)的顶部，从不凝气抽气口被抽吸到其它设备中处理，大量的洁净饱和水蒸汽经除水滴装置后从蒸汽出口到蒸汽喷射器(7)混合室内，蒸汽喷射器(7)的拉瓦尔喷咀与高温高压蒸汽管道相连，少量高温高压蒸汽通过拉瓦尔喷咀得到高速蒸汽流射向蒸汽喷射器(7)的缩放管，高速蒸汽流在流经混合室时会带走大量的低压蒸汽到达蒸汽喷射器(7)的缩放管，从蒸汽喷射器(7)的缩放管出来后，混合蒸汽会降低速度提高压力，最终可获得比混合室压力高得多的新蒸汽，新蒸汽通过逆止阀后到达集箱(8)贮存备用，集箱(8)通过管道阀门把新蒸汽送回到干燥机使用。这样，原排放的废气中的蒸汽通过这一特殊的工艺流程处理后都可得到回收利用，只要供给少量的较高温度和压力的蒸汽作补充即可维持系统运行。系统中的废气洗涤器(3)和二次蒸发器(6)是相同功能的设备，在保证净化能力的前提下可考虑合二为一，也可考虑使用其它更先进的设备，以提高效率优化系统。

附图说明

附图是一种废蒸汽循环利用的系统方法。

图中所示1废气产生设备(干燥机)；2旋风除尘器；3废气洗涤器；4循环水池；4.1过滤装置；5凝结水箱；6二次蒸发器；7蒸汽喷射泵；8集箱。

Claims (6)

1.一种废蒸汽循环利用的系统方法，包括废气产生设备(本实例中为干燥机)(1)、旋风除尘器(2)、废气洗涤器(3)、循环水池(4)、过滤装置(4.1)、凝结水箱(5)、一次蒸发器(6)、蒸汽喷射泵(7)、集箱(8)，其特征在于：设备(本实例中为干燥机)(1)产生的废气通过管道、阀门等从旋风除尘器(2)废气进口进入，废气在旋风除尘器(2)中除去大部分粉尘后从旋风除尘器(2)废气出口通过管道到废气洗涤器(3)废气进口，废气洗涤器(3)的喷水装置通过管道、阀门和水泵与循环水池(4)相连接形成一闭合水循环，为废气洗涤器(3)源源不断提供洗涤水，洗涤后的废气从废气洗涤器(3)蒸汽出口通过管道、阀门等到二次蒸发器(6)蒸汽进口，二次蒸发器(6)喷水装置通过管道、阀门和水泵等与凝结水箱(5)相连接，废气洗涤器(3)和二次蒸发器(6)上部有一不凝气抽吸口与抽气风机相连接，二次蒸发器(6)下部有一疏水口与其它设备相连接，二次蒸发器(6)蒸汽出口通过管道与蒸汽喷射泵(7)混合室相连接，蒸汽喷射泵(7)的拉瓦尔喷咀通过管道、阀门与高压高温蒸汽管道相连接，蒸汽喷射泵(7)缩放管出口与集箱(8)相连接，集箱(8)通过管道、阀门与使用设备(本实例中为干燥机)相连接。所述的旋风除尘器(2)、废气洗涤器(3)、二次蒸发器(6)相互连接仅是为了消除粉尘、去除不凝性气体达到净化废气的功能，实现上述功能不限于这三种设备及组合，此三种设备的组合仅是为了更具体、更清晰地说明本发明的功能，除尘和除不凝气有各种不同的设备和工艺流程，在本发明中无法一一枚举，如采用布袋除尘、电除尘等设备或多种设备组合的工艺流程都可实现此功能，凡能去除粉尘和不凝气，净化废气的设备和工艺流程，均可在本发明中使用，应视为本发明的权利范围。

2.根据权利要求1所述的一种废蒸汽循环利用的系统方法，其特征在于：所述的废气通过旋风除尘器(2)、废气洗涤器(3)、二次蒸发器(6)、蒸汽喷射泵(7)等设备的处理，转变成了可重新使用的新蒸汽，所述的处理流程为最基本的流程，所述的一种废蒸汽循环利用的系统方法不拘泥于一种具体的工艺处理流程，实际工艺流程中所述的旋风除尘器(2)、废气洗涤器(3)、二次蒸发器(6)、蒸汽喷射泵(7)等设备在系统中不限于一台，可根据系统实际的要求设置多台相同的设备，相同的设备间可根据实际的需要进行并联或串联使用。系统中也不限于所述的废气产生设备(本实例中为干燥机)(1)、旋风除尘器(2)、废气洗涤器(3)、循环水池(4)、过滤装置(4.1)、凝结水箱(5)、二次蒸发器(6)、蒸汽喷射泵(7)、集箱(8)等设备，可根据系统实际的需要增加(如风机等)设备，也可根据需要减少设备。所述的废气产生设备(本实例中为干燥机)(1)、旋风除尘器(2)、废气洗涤器(3)、循环水池(4)、过滤装置(4.1)、凝结水箱(5)、二次蒸发器(6)、蒸汽喷射泵(7)、集箱(8)等设备名称仅为更有效的阐述本发明的系统流程，实际工程中的设备名称与本发明的设备名称可能完全不同，但设备的功能与本发明中设备功能相同时，应视为与本发明中的设备相同。

3.根据权利要求1所述的一种废蒸汽循环利用的系统方法，其特征在于：所述的旋风除尘器(2)主要用于去除废气中的粗干尘，也可使用能去除废气中的粗干尘的其它除尘设备替代旋风除尘器(2)，所述的旋风除尘器(2)应有防蒸汽结露的装置，所述的旋风除尘器(2)在系统中既可单独使用也可多台并联或串联使用。

4.根据权利要求1所述的一种废蒸汽循环利用的系统方法，其特征在于：所述的废气洗涤器(3)要有洗涤、防堵、除不凝气、防蒸汽携带水滴的功能，所述的循环水池(4)为废气洗涤器(3)提供洗涤水、洗涤水循环多次利用，所述的过滤装置(4.1)安装于循环水池(4)内，用于过滤洗涤水。所述的废气洗涤器(3)在系统中既可多个系统合并使用也可多台并联或串联使用，所述的循环水池(4)、过滤装置(4.1)并非系统所必需，可根据系统取消或保留，洗涤水可直接来源于二次蒸发器(6)的疏水。

5.根据权利要求1所述的一种废蒸汽循环利用的系统方法，其特征在于：所述的二次蒸发器(6)要有除不凝气、防蒸汽携带水滴的功能，所述的二次蒸发器(6)利用饱和水和饱和蒸汽进行二次蒸发产生洁净的新蒸汽。在系统中既可多个系统合并使用也可多台并联或串联使用，如能达到洁净蒸汽的目的，二次蒸发器(6)与废气洗涤器(3)可合二为一，或用其它同功能的设备替代。

6.根据权利要求1所述的一种废蒸汽循环利用的系统方法，其特征在于：所述的蒸汽喷射泵(7)可根据对提升蒸汽压力温度和流量的要求进行串联、并联或串并联组合的方法使用。