CN107120976B - 一种烟气净化及余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种烟气净化及余热回收系统，该系统包括旋流器，旋流器的壳体包括上圆柱桶体，下锥体，在壳体内还设有隔板，将壳体的内部分为集尘室和净气室，旋流器的溢流口位于净气室上方，旋流器的排杂口位于集尘室的下方，在隔板上设有陶瓷过滤膜管，陶瓷过滤膜管向集尘室延伸，在旋流器的进气口内设有预热交换器，在陶瓷过滤膜管内设有主热交换器，进水管、预热交换器、连接管、主热交换器和出水管依次连接。高温的烟气在进入本申请的烟气净化及余热回收系统中时，先与预热交换器进行热交换，预热交换器内的水先预升温后再进入主热交换器，此时烟气温度与主热交换器内的温度差变小，陶瓷过滤膜管内外的温差变小，这有效的防止陶瓷过滤膜管被热震现象损伤。

Description

一种烟气净化及余热回收系统

技术领域

本发明涉及一种环保系统，具体涉及一种烟气净化及余热回收系统。

背景技术

冶金、电力、建材等工业窑炉在生产中会排放大量的含尘烟气，不仅对空气质量和能见度会产生巨大的影响，而且其中的细颗粒物对呼吸系统的伤害巨大，严重威胁着人们的健康。因此，对烟气进行净化除尘成为了工业生产中的必要措施。CN206198879U了一种烟气除尘装置，在图1和图2示出，烟气除尘装置包括壳体、在壳体内壁贴附的保温隔热层、将壳体分为集尘室和净气室的花板、分别位于集尘室内的换热元件和测温热电偶、陶瓷过滤结构、盖在陶瓷过滤结构上方的盖板、位于壳体底部的卸灰阀、固定在壳体上的清灰器以及反吹清灰组件。

但这种烟气除尘装置有如下缺点：1）高温含尘烟气直吹陶瓷过滤结构，如果在间隔式生产模式下，高温含尘烟气会间断式的进入烟气净化及除尘系统，反复的高温和降温会减少陶瓷过滤结构的寿命。2）陶瓷过滤结构的除灰操作难以进行，陶瓷过滤结构上附着过多的灰法，难以连续生产。3）烟气中颗粒粒度等级多，含量大，对陶瓷过滤结构的过滤负荷太大。

为了防止烟气净化及余热回收系统内部温度反复剧烈变化，也有学者在其内部，如入口处，设蓄温墙体结构，从而达到调节温度的作用，但这种蓄温墙体对温度响应的能力很差，无法对短时的温度变化作出快速响应，而且其本身蓄能往往在停止工作后白白的浪费掉，无法进行热量回收。

基于上述现有技术的缺陷，提出本发明。

发明内容

针对上述的技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种烟气净化及余热回收系统，该系统包括旋流器，旋流器的壳体包括上圆柱桶体，下锥体，在壳体内壁贴附的保温隔热层，在壳体内还设有隔板，将壳体的内部分为集尘室和净气室，旋流器的溢流口位于净气室上方，旋流器的排杂口位于集尘室的下方，在隔板上设有陶瓷过滤膜管，陶瓷过滤膜管向集尘室延伸，在旋流器的进气口内设有预热交换器，在陶瓷过滤膜管内设有主热交换器，进水管、预热交换器、连接管、主热交换器和出水管依次连接。

旋流器的壳体上固定有对陶瓷过滤膜管的反吹清灰组件。

陶瓷过滤膜管为锥台形，与隔板连接的一端的直径大于另一端。

预热交换器具有翅片，所述翅片延旋流器的进气口的进气方向延伸，并引起气流在旋流器内的旋转。

旋流器的集灰室内壁上设有导流板，所述导流板呈螺旋状布置。

进水管串连有变频泵，进风口处设有第一温度传感器，主热交换器上设有第二温度传感器，第一温度传感器、第二温度传感器、变频泵均与控制器相连。

一种烟气净化及余热回收的方法，其使用如前述的烟气净化及余热回收系统，步骤如下：

1）启动变频泵向预热交换器和主热交换器供水；

2）向旋流器的进气口供风，

3）第一温度传感器采集进风口的即时温度值T1，第二温度传感器采集主热交换器的即时温度值T2，

4）控制器内预设有温差ΔT，如果T1-T2＞ΔT，变频泵以低流速供水达预定时间后，重复执行步骤3）；如果T1-T2≦ΔT，则变频泵以正常流速供水，并实时检测T1；

5）当在预定时间内，连续两次检测T1值均小于预定停机温度时，则变频泵以低流速供水达预定时间后停止工作，并实时检测T1值，当T1超过预定启动温度时，重复步骤1）。

本发明的有益效果如下：

1）将现有技术中的CN206198879U烟气除尘装置替换为旋流器具有重要的意义，首先，高温的烟气在进入本申请的烟气净化及余热回收系统中时，是通过旋流器的进气口延旋流器的上圆柱桶体的切线打入的，这种延切线方向进入的高温的烟气在旋流器内高速旋转并向下运动，当气流撞击到下锥体内壁会反弹向上运动，在这个过程中因为离心力的作用，大颗料被甩向旋流器的内壁再滑向排杂口，可以达到粗分离操作，减少对陶瓷过滤膜管的过滤压力，而粗分离操作后的气流向上通过陶瓷过滤膜管时进一步过滤掉小颗粒，气流与主热交换器进行热交换。

2）高温的烟气在进入本申请的烟气净化及余热回收系统中时并没有直接的吹向陶瓷过滤膜管，而且在充分的螺旋向下运动后反弹再接触陶瓷过滤膜管，即，整个旋流器内部的温度是均匀的，这有效的防止了陶瓷过滤膜管的温度瞬间升高。

3）高温的烟气在进入本申请的烟气净化及余热回收系统中时，先与预热交换器进行热交换，预热交换器内的水先预升温后再进入主热交换器，此时烟气温度与主热交换器内的温度差变小，陶瓷过滤膜管内外的温差变小，这有效的防止陶瓷过滤膜管被热震现象损伤。而且预热交换器与主热交换器是串联的，预热交换器的热量不会被浪费到而是最终将被回收。

4）ΔT是预先设定的一个温度差，是陶瓷过滤膜管安全工作的温差阈值，如果高温烟气瞬间吸入旋流器，高温烟气先是被预热交换器降温，控制器如果检测到T1-T2＞ΔT，则说明超过了陶瓷过滤膜管的热传导能力，而且陶瓷过滤膜管也处于剧烈的温度变化中，此时降低变频泵的的供水量，延长预热交换器内水的热交换时间，此时主热交换器的温度也随之提高，陶瓷过滤膜管内外温差会减少，陶瓷过滤膜管将快速置于安全的温差工作环境中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明旋流器的俯视示意图。

其中：旋流器1，溢流口12，排杂口13，上圆柱桶体14，下锥体15，陶瓷过滤膜管16，导流板17，预热交换器21，主热交换器22，进水管23，连接管24，出水管25。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种烟气净化及余热回收系统，该系统包括旋流器1，旋流器1的壳体包括上圆柱桶体14，下锥体15，在壳体内壁贴附的保温隔热层，在壳体内还设有隔板，将壳体的内部分为集尘室和净气室，旋流器1的溢流口12位于净气室上方，旋流器1的排杂口13位于集尘室的下方，在隔板上设有陶瓷过滤膜管16，陶瓷过滤膜管16向集尘室延伸，在旋流器1的进气口11内设有预热交换器21，在陶瓷过滤膜管16内设有主热交换器22，进水管23、预热交换器21、连接管24、主热交换器22、出水管25依次连接。

将现有技术中的CN206198879U烟气除尘装置替换为旋流器具有重要的意义，首先，高温的烟气在进入本申请的烟气净化及余热回收系统中时，是通过旋流器1的进气口11延旋流器1的上圆柱桶体14的切线打入的，这种延切线方向进入的高温的烟气在旋流器内高速旋转并向下运动，当气流撞击到下锥体15内壁会反弹向上运动，在这个过程中因为离心力的作用，大颗料被甩向旋流器的内壁再滑向排杂口13，可以达到粗分离操作，减少对陶瓷过滤膜管16的过滤压力，而粗分离操作后的气流向上通过陶瓷过滤膜管16时进一步过滤掉小颗粒，气流与主热交换器22进行热交换。

其次，高温的烟气在进入本申请的烟气净化及余热回收系统中时并没有直接的吹向陶瓷过滤膜管16，而且在充分的螺旋向下运动后反弹再接触陶瓷过滤膜管16，即，整个旋流器内部的温度是均匀的，这有效的防止了陶瓷过滤膜管16的温度瞬间升高。

另外，高温的烟气在进入本申请的烟气净化及余热回收系统中时，先与预热交换器21进行热交换，预热交换器21内的水先预升温后再进入主热交换器22，此时烟气温度与主热交换器22内的温度差变小，陶瓷过滤膜管16内外的温差变小，这有效的防止陶瓷过滤膜管16被热震现象损伤。而且预热交换器21与主热交换器22是串联的，预热交换器21的热量不会被浪费到而是最终将被回收。

旋流器1的壳体上固定有对陶瓷过滤膜管16的反吹清灰组件。

陶瓷过滤膜管16为锥台形，与隔板连接的一端的直径大于另一端。旋流器内旋转上升的气流在经过陶瓷过滤膜管16时，会依附着陶瓷过滤膜管16的外表面旋转运动，这会有效的去除附着在其表面的灰尘，反观现有技术中，气流是直吹的，而陶瓷过滤膜管16为圆柱体，陶瓷过滤膜管16只能通过反吹装置进行维护。

预热交换器21具有翅片，所述翅片延旋流器1的进气口11的进气方向延伸，并引起气流在旋流器1内的旋转。翅片是热交换领域常规结构，但现有技术中将翅片作为起旋装置的文献尚未发现。在本申请中，如图2所示，翅片引导烟气切向进入，而且翅片长度与上圆柱桶体14的内壁弧度相适应，防止伸入旋流器内影响螺旋气流的产生。

旋流器1的集灰室内壁上设有导流板17，所述导流板17呈螺旋状布置。其作用为使气流成为稳定的螺旋气流。

进水管23串连有变频泵，进风口11处设有第一温度传感器，主热交换器22上设有第二温度传感器，第一温度传感器、第二温度传感器、变频泵均于控制器相连。

一种烟气净化及余热回收的方法，其使用前述的烟气净化及余热回收系统，步骤如下：

1）启动变频泵向预热交换器21和主热交换器22供水；

2）向旋流器1的进气口11供风，

3）第一温度传感器采集进风口11的即时温度值T1，第二温度传感器采集主热交换器22的即时温度值T2，

4）控制器内预设有温差ΔT，如果T1-T2＞ΔT，变频泵以低流速供水达预定时间后，重复执行步骤3）；如果T1-T2≦ΔT，则变频泵以正常流速供水，并实时检测T1；

5）当在预定时间内，连续两次检测T1值均小于预定停机温度时，则变频泵以低流速供水达预定时间后停止工作，并实时检测T1值，当T1超过预定启动温度时，重复步骤1）。

具体为，ΔT是预先设定的一个温度差，是陶瓷过滤膜管16安全工作的温差阈值，如果高温烟气瞬间吸入旋流器，高温烟气先是被预热交换器21降温，控制器如果检测到T1-T2＞ΔT，则说明超过了陶瓷过滤膜管16的热传导能力，而且陶瓷过滤膜管16也处于剧烈的温度变化中，此时降低变频泵的的供水量，延长预热交换器21内水的热交换时间，此时主热交换器22的温度也随之提高，陶瓷过滤膜管16内外温差会减少，陶瓷过滤膜管16将快速置于安全的温差工作环境中。

如果高温烟气停止供入烟气净化及余热回收系统，变频泵以低流速供水达预定时间后停止工作，这也是一个保温的过程，防止冷水大量进入主热交换器22而快速降温，出现大的陶瓷过滤膜管16内外温差。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种烟气净化及余热回收的方法，其使用烟气净化及余热回收系统，该系统包括旋流器(1)，旋流器的壳体包括上圆柱桶体(14)，下锥体(15)，在壳体内壁贴附的保温隔热层，在壳体内还设有隔板，将壳体的内部分为集尘室和净气室，旋流器的溢流口(12)位于净气室上方，旋流器的排杂口(13)位于集尘室的下方，在隔板上设有陶瓷过滤膜管(16)，陶瓷过滤膜管向集尘室延伸，在旋流器的进气口(11)内设有预热交换器(21)，在陶瓷过滤膜管(16)内设有主热交换器(22)，进水管(23)、预热交换器(21)、连接管(24)、主热交换器(22)和出水管(25)依次连接，预热交换器(21)与主热交换器(22)串联，进水管(23)串连有变频泵，进风口(11)处设有第一温度传感器，主热交换器(22)上设有第二温度传感器，第一温度传感器、第二温度传感器、变频泵均与控制器相连，烟气净化及余热回收的方法步骤如下：

1)启动变频泵向预热交换器(21)和主热交换器(22)供水；

2)向旋流器的进气口(11)供风，

3)第一温度传感器采集进风口(11)的即时温度值T1，第二温度传感器采集主热交换器(22)的即时温度值T2，

4)控制器内预设有温差ΔT，如果T1-T2＞ΔT，变频泵以低流速供水达预定时间后，重复执行步骤3)；如果T1-T2≦ΔT，则变频泵以正常流速供水，并实时检测T1；

5)当在预定时间内，连续两次检测T1值均小于预定停机温度时，则变频泵以低流速供水达预定时间后停止工作，并实时检测T1值，当T1超过预定启动温度时，重复步骤1)。

2.根据权利要求1所述的烟气净化及余热回收的方法，其特征在于：旋流器的壳体上固定有对陶瓷过滤膜管(16)的反吹清灰组件。

3.根据权利要求2所述的烟气净化及余热回收的方法，其特征在于：陶瓷过滤膜管为锥台形，与隔板连接的一端的直径大于另一端。

4.根据权利要求3所述的烟气净化及余热回收的方法，其特征在于：预热交换器具有翅片，所述翅片延旋流器的进气口的进气方向延伸，并引起气流在旋流器内的旋转，而且翅片长度与上圆柱桶体的内壁弧度相适应。

5.根据权利要求4所述的烟气净化及余热回收的方法，其特征在于：旋流器的集灰室内壁上设有导流板，所述导流板(17)呈螺旋状布置。