CN108397787A - 一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，包括进烟管、进水管、出烟管、排污管、烟气洗涤分离器、循环泵、一回水泵以及至少一喷射器，所述喷射器设于烟气洗涤分离器的顶部，喷射器的进水口通过进水支管连接所述进水管，喷射器的进口烟口通过一进烟支管连接进烟管，出烟管的一端口与烟气洗涤分离器顶部的出烟口相连，烟气洗涤分离器的底部与排污管连通；循环泵的出水口与所述进水管相连，循环泵的进水口通过一连接管连接烟气洗涤分离器；烟气洗涤分离器的侧壁上还连通一工艺冷却水给水管和一热水回流管。本发明集气体传输、除尘、冷却、吸收于一体，实现烟气收水、余热回收，节约能源，且设计简单而且紧凑。

Description

一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统
技术领域
本发明涉及一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，属于烟气净化处理领域。
背景技术
燃煤电厂锅炉、氢氧化铝焙烧炉等设备的排烟温度高，并含有大量水分、热量和粉尘，其中，烟气含水在30%以上，排烟温度在125℃以上，粉尘含量在10mg/NM3以上。为了使这些携带水分、热量和粉尘的高温烟气达标排放或热量回收利用，传统的净化除尘方法是：1、经过静电除尘器和湿塔加湿电除尘器进行超细颗粒除尘；2、布袋除尘，但是由于锅炉设备排放的烟气中含水大、烟气温度高，布袋除尘器不能直接使用。
采用传统的静电除尘器和湿塔加湿电除尘器方法，虽能达到国家新环保排放要求，但系统和设备相对投资要高，性价比低，而且烟气余热不能回收，更不能回收烟气中的水分。如要回收烟气中的热量和收水，还需要增加独立的换热和吸收设备，投资成本高，回收效益不好，所以一般都是除尘后直接排入大气，能源白白浪费。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，将喷射技术引入烟气净化系统，实现喷射洗涤、冷却、混合分离、烟气收水以及余热回收利用的一体化结构设计，其排放的烟气满足国家环境排放标准粉尘小于10mg/NM3的要求，并引入一定量的外部工艺冷却水，将其从30℃左右的温度加热到60℃到75℃，可用于冬季采暖、生产或民用使用热水；同时烟气中的水分得到回收利用，补充烟气净化系统所需的循环冷却水，还可以通过热水回流管向外提供热水。
本发明技术方案如下：
一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，包括一进烟管、一进水管、一出烟管、一排污管、一烟气洗涤分离器、一循环泵、一回水泵以及至少一喷射器，所述喷射器设于所述烟气洗涤分离器的顶部，所述喷射器的进水口通过一进水支管连接所述进水管，所述喷射器的进烟口通过一进烟支管连接所述进烟管，所述出烟管的一端口与所述烟气洗涤分离器顶部的出烟口相连，所述烟气洗涤分离器的底部与所述排污管连通；所述循环泵的出水口与所述进水管相连，所述循环泵的进水口通过一连接管连接所述烟气洗涤分离器，所述连接管的端部设于所述烟气洗涤分离器的下部侧壁上；所述烟气洗涤分离器的侧壁上还连通一工艺冷却水给水管和一热水回流管，所述回水泵设于所述热水回流管上。
更优地，所述排污管上还设置一排污泵。
更优地，所述出烟管上设置一出口烟气挡板门，所述进烟管上设置一进口烟气挡板门。
更优地，各所述进烟支管上均设置一挡板阀，各所述进水支管上均设置一调节阀。
更优地，所述循环泵和烟气洗涤分离器之间的进水管上设置一截止阀。
更优地，设于所述烟气洗涤分离器的侧壁的连接管端部距离所述烟气洗涤分离器底部的高度为H，所述高度H的取值范围为所述烟气洗涤分离器整体高度的1/5至1/3。
更优地，所述工艺冷却水给水管和热水回流管均设于所述连接管的下方。
本发明具有如下有益效果：
（1）在烟气洗涤分离器顶部设置喷射器，高温烟气在循环冷却水的引射下进入烟气洗涤分离器，对高温烟气进行彻底地冷却、洗涤、分离，除尘效率高；
（2）将工艺冷却水引入烟气洗涤分离器中，降低冷却水温度，实现循环冷却水的再利用，回收并充分利用烟气中的水分和热量，将热交换后的热水提供生产或生活使用，节能环保；
（3）本发明烟气收水及热量回收利用的烟气净化系统，由循环冷却水作为动力源在喷射器的喉部进烟口处形成负压区，使进烟管入口处的烟气被喷射器引射到该系统中，从而实现无需新增设增压风机，可克服烟气在净化系统内的阻力；
（4）喷射器和烟气洗涤分离器结合形成一体化结构，结构简单而且紧凑，投资小且占地面积小；
（5）稳定性和可靠性高，基本无须维护，维护成本低。
附图说明
图1为本发明一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统的结构示意图。
图中附图标记表示为：
1、进烟管；2、进水管；3、出烟管；4、排污管；5、烟气洗涤分离器；6、循环泵；7、回水泵；8、喷射器；9、连接管；11、进烟支管；12、进口烟气挡板门；14、挡板阀；21、进水支管；22、调节阀；31、出口烟气挡板门；41、排污泵；51、工艺冷却水给水管；52、热水回流管；61、截止阀。
具体实施方式
下面结合附图图1和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，包括一进烟管1、一进水管2、一出烟管3、一排污管4、一烟气洗涤分离器5、一循环泵6、一回水泵7以及至少一喷射器8，所述喷射器8设于所述烟气洗涤分离器5的顶部，所述喷射器8的进水口通过一进水支管21连接所述进水管2，所述喷射器8的进烟口通过一进烟支管11连接所述进烟管1，所述出烟管3的一端口与所述烟气洗涤分离器5顶部的出烟口相连，所述烟气洗涤分离器5的底部与所述排污管4连通；所述循环泵6的出水口与所述进水管2相连，所述循环泵6的进水口通过一连接管9连接所述烟气洗涤分离器5，所述连接管9的端部设于所述烟气洗涤分离器5的下部侧壁上；所述烟气洗涤分离器5的侧壁上还连通一工艺冷却水给水管51和一热水回流管52，所述回水泵7设于所述热水回流管52上。所述排污管4上还可设置排污泵41，能够更好地提升排污速度和排污效果。
如图1所示，在本实施例中，以两喷射器8为例，当需要设置更多喷射器8时，各喷射器8可均匀布置于所述烟气洗涤分离器5的顶部。所述烟气洗涤分离器5完成烟气的洗涤和分离，其分离的方式可采用旋流液滴分离法。
来自燃煤电厂引风机后或氢氧化铝焙烧炉引风机出口后的高温烟气在循环冷却水的“引射力”作用下进入喷射器8；在喷射器8中，高温烟气和循环冷却水接触混合，高温烟气中的水气经过循环冷却水的冷却降温，形成液滴，与循环冷却水混合在一起，经过喷射器8的喉管后，烟气和循环冷却水的相对速度迅速增加，并很快达到一定速度，强大的剪切力导致循环冷却水的液滴变成为很小的微滴；这些微滴夹杂在烟气中，一起进入烟气洗涤分离器5。
在烟气洗涤分离器5中，由于惯性，粉尘颗粒将被甩下，和循环冷却水的微滴一起，最终被分离，滴落至烟气洗涤分离器5的底部，烟气中的水分得到回收，同时，高温烟气中携带的细颗粒粉尘彻底清洗干净，且高温烟气被冷却。粉尘颗粒不断沉淀到烟气洗涤分离器5底部，再由排污管4排入污水处理厂进行处理，净化后的烟气由烟气洗涤分离器5顶部的出烟口进入出烟管3，排入烟囱，最后排向大气。
高温烟气中的水分、循环冷却水与高温烟气混合后，烟气中的水分被与循环冷却水热交换后，形成液滴融入循环冷却水中，循环冷却水升温，不断聚集在烟气洗涤分离器5的底部，形成一定的稳定液位，此时，将工艺冷却水通过工艺冷却水给水管51流入烟气洗涤分离器5，与聚集在烟气洗涤分离器5底部的高温液体充分混合，通过热交换降低液体的温度，同时加热工艺冷却水。降温后的液体作为循环冷却水经所述连接管9和循环泵6引出，重新流入喷射器8，进行下一轮的烟气洗涤。所述加热后的工艺冷却水从30℃左右的温度加热到60℃到75℃，通过热水回流管52对外提供热水，可作为冬季采暖、生产或民用使用热水。高温烟气中携带的水气融入循环冷却水后，既可以补充烟气净化系统所需的循环冷却水，也可以作为热水通过热水回流管52向外提供热水，从而实现烟气中水分和热量的回收利用，即烟气收水和热量回收，以及充分利用。
由于升温后的冷却水被工艺冷却水有效冷却，并在循环泵6剩余压力的作用下，进入喷射器8，从喷射器8的入口到喉部，因此，该将冷却水被称之为循环冷却水。循环冷却水的压力能不断转换成动能，即循环冷却水在喉部形成负压区，以此对烟气产生一定的“引射力”，一方面可以为高温烟气进入喷射器8提供动力，另一方面有利于高温烟气与循环冷却水充分混合；完成冷却和除尘任务的冷却水、烟气中的部分水分、粉尘液滴落到烟气洗涤分离器5的底部，完成一次循环。
为了更好地控制烟气以及循环冷却水的工作状态，所述出烟管3上设置一出口烟气挡板门31，所述进烟管1上设置一进口烟气挡板门12。各所述进烟支管11上均设置一挡板阀14，各所述进水支管21上均设置一调节阀22。
所述循环泵6和烟气洗涤分离器5之间的进水管2上设置一截止阀61，通过截止阀61控制循环冷却水的工作状态。
设于所述烟气洗涤分离器5的侧壁的连接管9端部距离所述烟气洗涤分离器5底部的高度为H，所述高度H的取值范围为所述烟气洗涤分离器5整体高度的1/5至1/3，其目的是使烟气洗涤分离器5的底部保持一定水位。
较佳地，工艺冷却水给水管51和一热水回流管52设于所述连接管9的下方，保证工艺冷却水与循环冷却水的充分混合及热交换，降低循环冷却水的温度。根据高温烟气排放量的大小以及排烟温度的高低，控制回水泵7的启闭，确保循环冷却水充分冷却以及循环冷却水的用水需求。
本发明烟气收水及热量回收的烟气净化系统，冷却水从喷射器8的入口到喉部，冷却水的压力能不断转换成动能，从而在喉部形成负压区，而来自燃煤电厂或氢氧化铝焙烧炉引风机后的烟气直接被本发明的喷射器8形成一定的引射力，将烟气抽入进烟管1，很好地克服了烟气在收水及热量回收的烟气净化系统内的阻力。因此，本发明在烟气收水及热量回收的烟气净化系统内无需新设置增压风机增加出口压力，仅利用原系统的引风机或从原烟囱上直接引入烟气，达到节约电能的效果。
本发明一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，在喷射器8内利用高速的循环冷却水引射含有大量水分和粉尘颗粒的高温烟气，然后由烟气洗涤分离器5进行彻底冷却、分离、传输，烟气除尘净化后排入大气。同时，将冷却工艺水引入烟气洗涤分离器5中，不断置换烟气中的热量和水分，达到能量和资源的回收，基本实现零排放，不仅节约了能源也有效的保护了环境。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，其特征在于：包括一进烟管(1)、一进水管(2)、一出烟管(3)、一排污管(4)、一烟气洗涤分离器(5)、一循环泵(6)、一回水泵(7)以及至少一喷射器(8)，所述喷射器(8)的喷嘴设于所述烟气洗涤分离器(5)的顶部，所述喷射器(8)的进水口通过一进水支管(21)连接所述进水管(2)，所述喷射器(8)的进烟口通过一进烟支管(11)连接所述进烟管(1)，所述出烟管(3)的一端口与所述烟气洗涤分离器(5)顶部的出烟口相连，所述烟气洗涤分离器(5)的底部与所述排污管(4)连通；所述循环泵(6)的出水口与所述进水管(2)相连，所述循环泵(6)的进水口通过一连接管(9)连接所述烟气洗涤分离器(5)，所述连接管(9)的端部设于所述烟气洗涤分离器(5)的下部侧壁；所述烟气洗涤分离器(5)的侧壁上还连通一工艺冷却水给水管(51)和一热水回流管(52)，所述回水泵(7)设于所述热水回流管(52)上。
2.根据权利要求1所述的一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，其特征在于：所述排污管(4)上还设置一排污泵(41)。
3.根据权利要求1所述的一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，其特征在于：所述出烟管(3)上设置一出口烟气挡板门(31)，所述进烟管(1)上设置一进口烟气挡板门(12)。
4.根据权利要求1所述的一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，其特征在于：各所述进烟支管(11)上均设置一挡板阀(14)，各所述进水支管(21)上均设置一调节阀(22)。
5.根据权利要求1所述的一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，其特征在于：所述循环泵(6)和烟气洗涤分离器(5)之间的进水管(2)上设置一截止阀(61)。
6.根据权利要求1所述的一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，其特征在于：设于所述烟气洗涤分离器(5)的侧壁的连接管(9)端部距离所述烟气洗涤分离器(5)底部的高度为H，所述高度H的取值范围为所述烟气洗涤分离器(5)整体高度的1/5至1/3。
7.根据权利要求1所述的一种将烟气收水及热量回收的烟气净化系统，其特征在于：所述工艺冷却水给水管(51)和热水回流管(52)均设于所述连接管(9)的下方。
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