CN103301921B - 一种用于工业立磨的节能减排装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工业立磨的节能减排装置与方法，主要是在回风管上设有U形管，在U形管处设有热交换器，热交换器的冷端安装在U形管内，热交换器的热端安装在U形管的出口位置，在U形管的底部设有自密封排水管。U形管配合热交换器对尾风进行除湿，从而稳定整个装置的水汽平衡状态；另在U形管的两端、收尘器的出入端、热风炉出口处各自安装有一组温度、湿度传感器，这些温度、湿度传感器经可编程中央处理器与热风炉、调风阀和热交换器的控制器相连接。可编程中央处理器通过综合分析和算法，尽量降低整个装置的运行温度，降低尾风排放量。使整个装置能耗大大降低，热风炉可节约燃料20%以上。

Description

一种用于工业立磨的节能减排装置及方法

技术领域

本发明涉及一种立磨系统，特别涉及一种用于工业立磨的节能减排装置及方法。

背景技术

工业立磨具有工艺简单、粉磨效率高、能耗低、单机能力大、设备占地面积小等优点，正在迅速取代传统粉磨工艺，在建材、冶金、煤炭等行业得到广泛应用。

在立磨生产过程中，物料进入立磨，在磨辊和磨盘之间被挤压破碎、研磨，研磨后的物料被来自热风炉的热风吹起送入位于立磨上部的选粉机，由选粉机将粉磨后的物料分成粗粉和细粉。细粉被热气流带至收尘器，经过滤收集后送入成品库。在此过程中矿渣与热空气产生热交换，水份被烘干。粗粉落回磨盘上被再次粉磨，尾风则被排入大气。

物料在进入立磨前的含水量一般不低于8%，为了维持磨盘上物料层的稳定，还需适时适量向料层喷水。由于热气流含有水份，为了保证产品的质量和产量，延长设备易损件的使用寿命，立磨的出口风温必须高于水蒸气露点温度20摄氏度以上。

因此，立磨系统在向大气排放的尾风中含有水份、热量、粉尘和其它各类有害气体。为了回收热量和粉尘以达到节能减排的效果，工业上近年来试着在立磨系统上加装回风管，使部分热尾风（<50%）中的余热得到利用。但这同时也循环了尾风中的水分，提高了系统的含湿量，使得立磨系统中的水汽平衡不易控制，收尘器容易结露。

目前工业立磨水汽平衡控制都是单变量控制，也就是单温度变量的经验控制。系统运行温度基本恒定，对系统含湿量和环境温度波动不敏感。这增加了能耗，降低了收尘器的运行效率和收尘袋的使用寿命。

近年来，国家推行的节能减排政策，特别是2013年以来对工业排放总量提出了更严格的要求，使得建材粉磨行业在环保节能环节面临严峻的挑战。

要降低工业立磨系统的排放，增加余热的利用率，关键问题在于收尘器工作温度的控制和尾风除水。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种可以对立磨系统的尾风进行除水的节能减排装置，增加了余热的利用率；再者，本发明又提供了一种用于工业立磨的节能减排方法，采用温度、湿度双变量精确控制方法配合尾风除水，达到最大限度节能、减排的目的，同时可提高收尘器的工作效率，延长收尘袋的使用寿命。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于工业立磨的节能减排装置，包括通过管道顺次相连的热风炉、立磨、收尘器、风机、调风阀与烟囱，在风机与烟囱之间设有一三通管，三通管的两端分别连接风机与烟囱，三通管的另一端通过回风管连接热风炉的出风口，调风阀设置在三通管内，在回风管上设有U形管，在U形管处设有热交换器，热交换器的冷端安装在U形管内，热交换器的热端安装在U形管的出口位置，在U形管的底部设有自密封排水管。

作为优选，U形管的横截面积大于回风管的横截面积。U形管的主要作用是降低风速，从而可以降低尾风的风速，使尾风中的水份有足够的时间分离出来。水在尾气中的存在形式有两种，一是气体，二是以小水滴形式存在的液态，即水雾。在高风速的条件下，水雾是无法从气流中分离出来的。因此需要U形管来降低风速，提供一个相对稳定的环境，使小水滴有足够的时间凝聚并从热气流中分离出来。

作为优选，U形管的横截面积为回风管横截面积的5～6倍。使风速降到3米/秒左右，从而可以有效降低风速，使尾风中的水份有足够的时间分离出来。

作为优选，在U形管与三通管之间的这段回风管上设有用于预热热风炉进气的换热器，换热器为一根套管，套管套设在回风管上，套管的管径大于回风管的管径，且套管的两端与回风管的管壁封闭连接，在套管侧壁的一端设有开放的进气口，在套管侧壁的另一端设有出气口，套管的出气口通过风管连接到热风炉的进风口。从而可以预热初始进入到热风炉的新鲜空气。

作为优选，在U形管的两端、收尘器的出入端、热风炉出口处各自安装有一组温度、湿度传感器，这些温度、湿度传感器经可编程中央处理器与热风炉、调风阀和热交换器的控制器相连接。可编程中央处理器是通过综合分析和算法，尽量降低整个装置的运行温度，降低尾风排放量。

作为优选，可编程中央处理器包括信息收集模块、比较分析模块和控制模块，信息收集模块负责收集各温度、湿度传感器的信号、参数，确认无误后传递给比较分析模块；比较分析模块将信息汇总后，根据水的相图和经验修正，计算出整个装置各工段的水汽平衡状态，并将计算结果传递给控制模块，由控制模块对热风炉、调风阀、热交换器作出相应的动作控制。

一种用于工业立磨的节能减排方法，依下列顺序进行：

a)信息收集模块将实测的收尘器出入口温度和湿度数据送入比较分析模块；

b)比较分析模块依据水的相图和经验修正，计算得到露点温度，而实测温度是稳定在露点温度以上20度，如果实测温度高于或低于这个温度，则需调节热风炉的炉温；

c)比较分析模块将上述计算结果送入控制模块，控制模块发出控制信号给热风炉的控制器，通过调节热风炉的喂料量来改变炉温，炉温由安装在热风炉出风口的温度传感器监测，并将数据实时传给信息收集模块，供整个装置分析参考；

d)信息收集模块将实测的处于U形管两端的入口、出口的温度和湿度数据送入比较分析模块；

e)比较分析模块对热交换器的工作状况做出判断，在稳定收尘器工作温度的条件下，通过改变热交换器的运行功率来控制U形管和热交换器的除水效率，以此来稳定收尘器中循环风的含湿量；

f)比较分析模块将对热交换器状态的判断结果输入控制模块，控制模块对热交换器的控制器发出控制信号，通过调节热交换器的电机功率，维持U形管两端的温度差为0～2度；

g)控制模块同时对调风阀进行控制，调节循环风量和风速；当尾风中的含湿量超出热交换器的最大除水能力时，需要加大进入烟囱的排风量，降低尾风的风速和风量，提高除水效率。

本发明工作原理及效果如下：本发明具有双重效益，经济效益和社会效益。尾风余热的充分循环利用，加上对整个装置运行状态的精确控制，使整个装置能耗大大降低，热风炉可节约燃料20%以上，收尘器工作效率的提高也可减轻风机的负荷，降低单位产品的电耗。收尘袋使用寿命的延长，降低了生产成本。由于90%的尾风得到循环，粉尘的排放量可降低90%。尾风中的其它有害气体可通过成熟技术予以去除。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明可编程中央控制器的工作框图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

实施例：一种用于工业立磨的节能减排装置，如图1所示，包括通过管道顺次相连的热风炉1、立磨2、收尘器3、风机4、调风阀5与烟囱6，在风机4与烟囱6之间设有一三通管7，三通管7的两端分别连接风机4与烟囱6，三通管7的另一端通过回风管8连接热风炉1的出风口，调风阀5设置在三通管7内，调风阀5为一个三通球阀，在回风管8上设有U形管9，在U形管9处设有热交换器，热交换器的冷端10安装在U形管9内，热交换器的热端11安装在U形管9的出口位置，在U形管9的底部设有自密封排水管12。自密封排水管12为一个U型排水管，U型排水管内始终储水形成水封以防止尾风从此处漏出去，而U形管9里的水可以通过自密封排水管12流出去。

尾风经过回风管8进入U形管9，经过热交换器的冷端10进行制冷，将尾风中的液态水凝聚、分离，尾风再经过热交换器的热端11进行加热，重新升温。

U形管9的横截面积大于回风管8的横截面积。在U形管9与三通管7之间的这段回风管上设有用于预热热风炉进气的换热器13，换热器13为一根套管，套管套设在回风管8上，套管的管径大于回风管8的管径，且套管的两端与回风管的管壁封闭连接，在套管侧壁的一端设有开放的进气口14，在套管侧壁的另一端设有出气口22，套管的出气口22通过风管15连接到热风炉1的进风口。换热器13的设置不仅可以提高热风炉1进风口的风温，而且可以先于U形管降低尾风风温，对尾风进行预除水。

在U形管9的两端、收尘器3的出入端、热风炉1出口及收尘器3下方的成品库16内各自安装有一组温度、湿度传感器17、18，这些温度、湿度传感器17、18经可编程中央处理器(图中未显示)与热风炉1、调风阀5和热交换器的控制器相连接。

如图2所示，可编程中央控制器中安装有控制软件，其目的是根据表1，表1在本说明书最后一页，通过综合分析和计算，尽量降低系统运行温度，降低尾风排放量。控制软件包括信息收集模块，比较分析模块和控制模块。各路温度、湿度传感器17、18收集到的数据在信息收集模块汇集，经比较确认无误后传给比较分析模块。比较分析模块的工作基础是水的相图，以及根据气体成分、含尘量对水蒸气露点温度作出的经验修正，水的相图及经验修正请见本说明书最后一页的表1。为了加快比较分析模块的运行速度和提高编程的直观性，以及方便程序的维护，本发明采取用了表算法，将事先算好的表1内的结果存入比较分析模块，供比较分析模块参考。在露点温度的基础上加20度就是整个装置的初始运行温度。比较分析模块在作出判断后将结果传给控制模块，由控制模块分别向不同的设备发出相应的控制信号。

表1中的参数说明：

1.温度指的是水热体系的本身的温度；

2.含湿量是指每立方米空气中水的含量，单位为克，所列数据是空气饱和含湿量；

3.补偿温度是指由于水热体系中粉尘及酸性气体的存在导致露点升高的补偿。根据经验，在立磨体系中可达5到15度。取下限5度；

4.湿空气热容是含水空气每升温一度所需要的热量。不同含湿量空气的热容是不同的。70度时，含湿量17g/立方米的空气，其热容是1.037；含湿量161g/立方米的空气的热容是1.300。

一种用于工业立磨的节能减排方法，依下列顺序进行：

a)信息收集模块将实测的收尘器出入口温度和湿度数据送入比较分析模块；

b)比较分析模块依据水的相图和经验修正，计算得到露点温度。收尘器的运行温度设定在露点温度以上20度。如果实测温度高于或低于该温度，则需通过调节燃料的喂料量来改变热风炉的炉温；例如，当实测尾风含湿量为161g/M³时，查表1可知其露点温度为70度。如果实测温度高于90度，则需减少燃料的喂料量以降低热风炉的供热量，把收尘器的运行温度降下来。反之，如实测温度低于90度，则需加大燃料喂料量以增加热风炉的供热量，把收尘器的运行温度升上来。

c)比较分析模块将上述计算结果送入控制模块，控制模块发出控制信号给热风炉的控制器，通过调节热风炉的喂料量来改变炉温，炉温由安装在热风炉出风口的温度传感器监测，并将数据实时传给信息收集模块，供整个装置分析参考；

d)信息收集模块将实测的处于U形管两端的入口、出口的温度和湿度数据送入比较分析模块；

e)比较分析模块对热交换器的工作状况做出判断，在稳定收尘器工作温度的条件下，通过改变热交换器的运行功率来控制U形管和热交换器的除水效率，以此来稳定收尘器中尾风的含湿量；当体系达到平衡后，原料含水量和环境温度的变化能够打破这个平衡；原料含水量的变化会导致循环风含湿量的变化，通过改变热交换器除水效率，可抵消这一变化。而环境温度的变化就需要改变热风炉的供热量来平衡。

收尘器工作温度的确定是以循环风不结露为底线，一般控制在85～100度之间。原料含水量会因自身或环境因素发生变化，如降雨等因素，进而影响收尘器中尾风的含湿量，尾风中含湿量的变化量一般小于5g/M³。加大热交换器的运行功率可提高除水效率，降低尾风的含湿量。经验数据表明，在70度的工作环境下，U形管两端的入口和出口温差1度可除水8g/M³。当风量在315000M³/小时，选用制冷效率为3.2的热交换器，其功率在0～70KW可调，可将U形管两端温度差控制在0～2度之间。由表1中的含湿空气热容计算，热交换器35KW的运行功率可在U形管两端产生1度的温差。由于尾风含水有相当一部份是以微小水滴的形式存在，在冷凝除水过程中，水的气化潜热忽略不计。

收尘器出口风含湿量H₁₄=U形管出口尾风的含湿量H₅×90%+原料含水对整个装置的新增含湿量+热风炉进风含湿量×10%-由产品含水带走的含湿量。

上述公式中，立磨系统新增含湿量=原料含水对热风系统含湿量的贡献-因产品含水从热风系统中带走的含湿量+热风炉进气引入的含湿量

查表1得：尾风在U形管出口的温度为70度时，其含湿量为161g/M³（65度的饱和含湿量）；65度时，空气的饱和含湿量是161g/M³。由于粉尘和酸性气体的存在导致露点升高，我们取5度，露点为70度。也就是说在70度时的饱和含湿量为161g/M³。回风对体系含湿量的贡献是161g/M³×90%；

原料含水10%，产品含水1%，产量90吨/小时需原料99吨/小时，有9吨水进入尾气，热风炉进风含湿量17g/M³，带0.595吨水进入尾气。合计9.595吨水进入尾气。在收尘器出口处，尾气总量为350000立方米/小时，体系新增含湿量为27.414g/M³，收尘器出口风含湿量为161g/M³×90%+27.414=172.314g/M³。经烟囱排放的10%尾气带走6.031吨水/小时，U型管内除水11.314g/M³即可达成体系平衡。此时热交换器的运行功率为49.50KW。

f)比较分析模块将热交换器的判断结果输入控制模块，控制模块对热交换器的控制器发出控制信号，通过调节热交换器的功率，维持U形管两端的温度差为0～2度；在收尘器出口温90度，U形管入口温度70度，尾风量315000M³/小时的条件下，回风含湿量每增0.2286g/M³，电机功率需增加1KW。反之亦然。这样可维持立磨热风系统的平衡。

g)控制模块同时对调风阀进行控制，调节循环风量和风速；尾风是指从收尘器出来进入到回风管的循环风。当尾风中的含湿量超出热交换器的最大除水能力时，需要关小调风阀，加大进入烟囱的排风量，降低回风管中尾风的风速和风量，增加尾风在U形管中的逗留时间，提高除水效率。例如，设热交换器的最大除水能力为16g/M³，当收尘器出口尾风含湿量达到180g/M³时就超出了热交换器的最大除水能力，U形管164g/M³的出口含湿量将打破立磨热风体系的平衡。此时就需要关小调风阀，加大进入烟囱的排风量，减少尾风的风量，使体系重新达到平衡。

下面对本发明的应用实例作如下介绍：

实例1，以60万吨矿渣立磨为例

第一步，参数设定：起始尾风风量为零，收尘器工作温度为90度，预设露点温度70度；原料含水量10%；热风炉风量35000M³/小时，风温400度；系统产量：90吨/小时，产品含水量：<1%；风机风量350000M³/小时，收尘器出口风温90度；环境年平均温度20度，空气含湿量17g/M³。

根据资料，设定空气密度D为1.293kg/M³，空气密度D与空气温度T的关系为：

D=1.293×(273.16/(273.16+T))

湿空气热容C：

C=1.006+1.88水蒸气含量（kg/M³）/空气密度（kg/M³）

露点温度补偿：5度，（视工作环境不同而有变化，一般为5～10度，取下限）。

原料含水蒸发量计算：

1.90吨产品所需含水10%的原料量：W1=89.1/0.9=99吨

2.90吨产品中水的含量：W2=90×0.01=0.9吨

3.水的蒸发量：W3=W1-90+W2=9.9吨

4.体系新增含湿量（H_X）（由收尘器入口检测得到）：

H_X=(W3-W2)×1000000/350000+17×10%=27.414g/M³

为了提高运算速度，本发明采用表算法，事先求得系统温度、露点温度，空气密度以及湿空气热容之间的关系（见表1），并将数据存于比较分析模块内，为计算提供依据。

第二步，立磨开机。首先开启热风炉供风暖磨，立磨配风直接从环境中直接吸取。热风炉的供风量为35000M³/小时，炉温800度。此时调风阀完全关闭，调风阀的作用为控制进入到烟囱里的风量，调风阀完全关闭时，收尘器出口风100%经烟囱排入大气。完全打开时，收尘器出口风的90%进入回风管（尾风），10%的经烟囱排入大气。

当收尘器出口风温达到90度时，原料喂料系统开始投料，立磨开始粉磨。可编程中央处理器实时监控各点温度和湿度。

将含湿量17g/M³的空气从20度加热到90度，耗能72.45KJ/M³(平均热容1.035)。粉尘排放30mg/M³（国家二类排放标准），年排放总量70吨。

第三步，可编程中央处理器向调风阀发出控制信号，开启调风阀，逐步增加尾风风量。调风阀是由步进电机控制的，打开调风阀，尾风就开始进入回风管。调风阀开得越大，进入回风管的尾风就越多。当调风阀开到最大时，90%的收尘器出口风进入回风管，10%经烟囱排入大气。随着调风阀的开启，立磨热风系统的含湿量也随之上升。

换热器将热风炉进风加热至70度，根据表1计算，可节能51.9KJ/M³，每小时节能70.83千克标煤，每年节约标煤472.22吨。

信息收集模块实时收集各点温度、湿度数据，比较分析模块算出热风体系的水汽平衡状态。随着尾风风量的增加，为了恒定立磨入口风温，需要减少热风炉喂料量以降低热风炉风温。可编程中央处理器实时监控并自动控制这一过程的进行。立磨入磨风一开始是由来自热风炉的的高温热风与来自大气的20度冷风调配而成。当回风管中的70度的尾风替代冷风，入磨风温就提高了。如果要保持入磨风温、风量不变，只能降低热风炉的风温。

第四步，当调风阀开到最大，90%的收尘器出口风进入回风管。收尘器出口风含湿量达到172g/M³，查表1求得露点温度是66.5度，根据经验加20度为收尘器运行温度（86.5度）。据此，可编程中央处理器发出指令，减少热风炉的燃料喂料量以降低其出风口的风温，促使收尘器的运行温度从90度降到86.5度以节约能耗。可编程中央处理器同时启动热交换器，对尾风除水，控制入磨尾风的含水量。当热交换器的运行功率达到49.50KW，U形管除水效率可达11.314g/M³。立磨热风系统达到平衡。U形管内的水汽平衡由设置在U形管两端的温度、湿度传感器监测。热交换器的运行功率和热风炉的炉温，由收尘器出入口的温度、湿度传感器的实测数据来确定。

经换热器后，尾风温度从86.5度降至70度，其理论饱和含湿量是203g/M³，由于粉尘颗粒和酸性气体的存在，露点温度会升高，经验实测在5～10度，含湿量变化在130～161g/M³之间（见表1）。保险起见取上限，露点温度为65度，饱和含湿量161g/M³。而在循环风量90%时，根据表1，除水25.4克/M³即可保持系统的水汽平衡。收尘器出口尾风含湿量172g/M³，其中10%直接排入大气带走水分6.031吨。

由于风机出口处风速很高，为17米/秒，温度下降后析出的水份会以细小水滴的形式被风吹跑。为此我们采用了U形管来降低风速，使风速<3米/秒。热交换器的冷端会促进小水滴凝聚，使小水滴有足够的时间和环境聚集并从空气中分离出来。热交换器的作用在于为气流中的小水滴提供一个聚集的动力而非单纯为气流降温。热交换器的运行功率35KW可在U形管两端形成1度的温度差，除水8g/M³。热交换器49.50KW的运行功率可除水11.314g/M³，加上通过烟囱直排的水份6.031吨，总除水量达9.595吨，满足热风系统的水汽平衡。热交换器冷端消耗的功率在热端转化成热量，在U形管出口处将除湿后的尾气加热。

含湿量161克/M³的湿空气在立磨内从70度被加热到90度，耗能24.94KJ/M³（查表1，平均热容1.247KJ/M³度）。对比完全排放，此项可节能47.51KJ/M³，每小时节能14728100KJ，折合标煤502.5千克。合计节约标煤573.33千克/小时，3822.5吨/年。由于尾风风量达到90%，减少粉尘排放9.45千克/小时，63吨/年。

第五步，收尘器内的湿度、温度数据不断传来，比较分析模块根据表1，对比U形管内的温度、湿度数据，从系统含湿量，能耗，排放量的角度，对热风炉、热交换器、调风阀的运行作出调整。采用逐步逼近的方式，不断进行循环调控，使立磨系统中的水-汽、循环-排放始终保持在最佳平衡状态。

实例2

第一步，本实例是在实例1达到平衡后的基础上实施的，预设参数和实例1相同。

第二步，原料湿度变化，由10%下降至8%，导致立磨系统内部气流含湿量变化。收尘器入口处湿度传感器读数的下降意味着收尘器入口、出口的温度可以适当下降。下降的幅度由收尘器出口的温度、湿度传感器来确定。

原料含水量下降2%，对立磨中气流含湿量的贡献少了6.143g/M³。依照收尘器不结露的原则，参考表1，并采用内插法计算得，湿度传感器的读数可以从161g/M³放宽到154.6g/M³，系统运行温度可适当下降。

参考表1，可降低系统温度1度。可编程中央处理器，比较分析模块作出降低热风炉炉温，降低热交换器的运行功率的决定，控制模块向相应的设备发出信号，热风炉炉温下降，热交换器的运行功率下降，立磨体系重新达到平衡。

实例3

第一步，本实例是在实例1达到平衡后的基础上实施的，预设参数和实例1相同。

第二步，环境温度下降导致立磨散热量增加，运行温度降低。各路温度传感器监测到这一变化后，及时将数据传给可编程中央处理器，比较分析模块作出提高热风炉炉温的决定，控制模块向热风炉发出信号，热风炉喂料量增加，炉温上升，立磨体系重新达到平衡。

Claims (7)

1.一种用于工业立磨的节能减排装置，包括通过管道顺次相连的热风炉、立磨、收尘器、风机、调风阀与烟囱，在风机与烟囱之间设有一三通管，三通管的两端分别连接风机与烟囱，三通管的另一端通过回风管连接热风炉的出风口，调风阀设置在三通管内，其特征是：在回风管上设有U形管，在U形管处设有热交换器，热交换器的冷端安装在U形管内，热交换器的热端安装在U形管的出口位置，在U形管的底部设有自密封排水管。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业立磨的节能减排装置，其特征是：U形管的横截面积大于回风管的横截面积。

3.根据权利要求1所述的一种用于工业立磨的节能减排装置，其特征是：U形管的横截面积为回风管横截面积的5～6倍。

4.根据权利要求1所述的一种用于工业立磨的节能减排装置，其特征是：在U形管与三通管之间的这段回风管上设有用于预热热风炉进气的换热器，换热器为一根套管，套管套设在回风管上，套管的管径大于回风管的管径，且套管的两端与回风管的管壁封闭连接，在套管侧壁的一端设有开放的进气口，在套管侧壁的另一端设有出气口，套管的出气口通过风管连接到热风炉的进风口。

5.根据权利要求1所述的一种用于工业立磨的节能减排装置，其特征是：在U形管的两端、收尘器的出入端、热风炉出口处各自安装有一组温度、湿度传感器，这些温度、湿度传感器经可编程中央处理器与热风炉、调风阀和热交换器的控制器相连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于工业立磨的节能减排装置，其特征是：可编程中央处理器包括信息收集模块、比较分析模块和控制模块，信息收集模块负责收集各温度、湿度传感器的信号、参数，确认无误后传递给比较分析模块；比较分析模块将信息汇总后，根据水的相图和经验修正，计算出整个装置各工段的水汽平衡状态，并将计算结果传递给控制模块，由控制模块对热风炉、调风阀、热交换器作出相应的动作控制。

7.一种用于工业立磨的节能减排方法，其特征是：该方法是围绕着节能减排装置进行的，所述的节能减排装置包括通过管道顺次相连的热风炉、立磨、收尘器、风机、调风阀与烟囱，在风机与烟囱之间设有一三通管，三通管的两端分别连接风机与烟囱，三通管的另一端通过回风管连接热风炉的出风口，调风阀设置在三通管内，在回风管上设有U形管，在U形管处设有热交换器，热交换器的冷端安装在U形管内，热交换器的热端安装在U形管的出口位置，在U形管的底部设有自密封排水管；在U形管的两端、收尘器的出入端、热风炉出口处各自安装有一组温度、湿度传感器，这些温度、湿度传感器经可编程中央处理器与热风炉、调风阀和热交换器的控制器相连接；可编程中央处理器包括信息收集模块、比较分析模块和控制模块；节能减排的具体工作方法是依下列顺序进行：

a)信息收集模块将实测的收尘器出入口温度和湿度数据送入比较分析模块；

b)比较分析模块依据水的相图和经验修正，计算得到露点温度，而实测温度是稳定在理想露点温度以上20度，如果实测温度高于或低于这个温度，则需调节热风炉的炉温；

c)比较分析模块将上述计算结果送入控制模块，控制模块发出控制信号给热风炉的控制器，通过调节热风炉的喂料量来改变炉温，炉温由安装在热风炉出风口的温度传感器监测，并将数据实时传给信息收集模块，供整个装置分析参考；

d)信息收集模块将实测的处于U形管两端的入口、出口的温度和湿度数据送入比较分析模块；

e)比较分析模块对热交换器的工作状况做出判断，在稳定收尘器工作温度的条件下，通过改变热交换器的运行功率来控制U形管和热交换器的除水效率，以此来稳定收尘器中尾风的含湿量；

f)比较分析模块将对热交换器状态的判断结果输入控制模块，控制模块对热交换器的控制器发出控制信号，通过调节热交换器的电机功率，维持U形管两端的温度差为0～2度；

g)控制模块同时对调风阀进行控制，调节循环风量和风速；当尾风中的含湿量超出热交换器的最大除水能力时，需要加大进入烟囱的排风量，降低尾风的风速和风量，提高除水效率。