CN108939837A - 一种气体脱水除灰排放消白烟方法和装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气体脱水除灰排放消白烟装置和方法，该装置包括从下至上依次连接设置的水收集器、气体均布板、气体冷却净化器、除雾器、气体加热器、从下至上依次连接设置的除灰装置、水处理装置、水冷却器及连接管路，水收集器通过出水管路连接除灰装置的进口端，水冷却器的出水端通过出水管路与气体冷却净化器的循环水进口相连；气体冷却净化器的气体出口通过管路与除雾器的气体进口相连，除雾器的气体出口连接气体加热器的气体进口。本发明可用于火电、钢铁或水泥等行业，能降低气体含尘、消除烟囱白烟，从根本上减少由于火电、钢铁等行业脱硫向大气排放石膏雨、白烟等现象，减少气溶胶排放量，降低烟囱防腐要求，环境减排效益显著。

Description

一种气体脱水除灰排放消白烟方法和装置和方法
技术领域
本发明涉及一种气体脱水除灰排放消白烟方法和装置和方法，用于火电、钢铁或水泥等行业气体排放系统，属于气体处理技术领域。
背景技术
锅炉尾气中含有大量的灰分、二氧化碳、硫化物及其他杂质；由烟囱排出的气体不仅造成热能的损失，而且对环境产生很大污染。因此现有技术中对于锅炉尾气重在解决尾气的污染问题，但对尾气中含有湿热气体如何处理很少有相关的技术方案提出，饱和气体由于温度低，湿度大，排出烟囱后与冷空气混合，不能有效抬升、扩散，导致气体中的水汽骤然凝结形成白烟，尤其是在冬天，白烟较多时会对周围的环境产生较大的影响。
气体中的细颗粒物主要包括不完全燃烧的碳粒、燃烧过程中产生的飞灰以及其他固体物质，会在烟囱排烟口形成气溶胶污染以及石膏雨。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种实现深度除尘、超净排放的目的，消除烟囱出口的石膏雨及气溶胶污染，环境效益显著的气体脱水除灰排放消白烟装置，用于进一步处理火电、钢铁或水泥等行业烟囱的出口气体，除灰除水，实现超净排放，可以有效降低烟囱防腐的等级。本发明同时提供一种气体脱水除灰排放消白烟方法。
本发明的气体脱水除灰排放消白烟装置，包括从下至上依次连接设置的水收集器、气体均布板、气体冷却净化器、除雾器、气体加热器、从下至上依次连接设置的除灰装置、水处理装置、水冷却器及连接管路，所述水收集器通过出水管路连接除灰装置的进口端，水冷却器的出水端通过出水管路与气体冷却净化器的循环水进口相连；气体冷却净化器的气体出口通过管路与除雾器的气体进口相连，除雾器的气体出口连接气体加热器的气体进口。
进一步的，本发明装置中，水收集器下端设置有水收集器，所述除灰装置设置有固体颗粒出口，所述水处理器设置有分离水出口，所述气体加热器上部设置有气体加热器气体出口，侧面设置有热媒进口以及热媒出口。
进一步的，本发明装置中，气体冷却净化器为降膜冷却器或填料塔。
进一步的，本发明装置中，降膜冷却器内布置多层密布的气体冷却管，所述气体冷却管错列布置，管外为储水腔。
进一步的，本发明装置中，降膜冷却器内的气体冷却管的顶面圆周阵列设有三个或四个开口槽。
进一步的，本发明装置中，填料塔结构选用波纹板填料、米字格填料、田字格填料或格栅填料。
进一步的，本发明装置中，填料塔上部设有循环水分布器，气体均布板设置在水收集器上端。
进一步的，本发明装置中，气体加热器的热媒为热水或蒸汽。
本发明装置中的降膜冷却器内布置若干层密布的气体冷却管，气体冷却管错列布置，管外为储水腔。
本发明装置中的降膜冷却器内的气体冷却管的顶面圆周阵列设有三个或四个开口槽，当储水腔液面达到开口槽最低高度的时候，开口槽可以辅助循环水下落，在烟气冷却管内壁形成水膜，保证冷却除尘过程的稳定性。
本发明装置中的填料塔上部设有循环水分布器，使水在填料中均匀下降。
本发明的一种气体脱水除灰排放消白烟方法，包括：
高水蒸气分压含灰气体首先进入水收集器，经水收集器上端的气体均布板进入气体冷却净化器，所述气体冷却净化器为降膜冷却器或填料塔，循环水从上部进入气体冷却净化器，高水蒸气分压含灰气体在气体冷却净化器内与循环水逆向进行热质交换，气体上行温度降低，其中的水蒸气得到冷凝，气体中的灰由于洗涤、凝聚，溶入循环水中，冷却洗涤后的气体水蒸气分压和含灰量下降，净化后的气体进入除雾器清除水滴，再进入气体加热器再热，最终通过烟囱排入大气；
循环水经气体冷却净化器吸收气体热量，合并了气体中的冷凝水，溶入了气体中的灰，进入水收集器，再经过除灰装置脱除水中的微小固体颗粒，进入水处理装置排出部分分离水，处理后的循环水最后进入水冷却器将循环水冷却到气体冷却净化器的循环水进口温度，进入气体冷却净化器。
进一步的，本发明方法中，水收集器气体进口温度为40-60℃，气体冷却净化器的气体出口温度为25-45℃，气体加热器气体出口温度为65-75℃，气体冷却净化器的循环水进口温度为20-40℃，水收集器循环水出口温度为35-45℃。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明中，饱和气体经过冷凝、吸收、再热，由饱和气体变为不饱和气体，烟囱出口出的气体和环境混合温度高于水露点温度，可以消除白烟，同时回收气体中大量的水分；
(2)本发明中，气体与水传热传质过程中，气体中的水蒸气大量凝结，同时将气体中的不完全燃烧的碳粒、飞灰以及其他固体物质携带、脱析出来，实现深度除尘、超净排放的目的，消除烟囱出口的石膏雨及气溶胶污染，环境效益显著；
(3)实现气体脱水除尘，可以有效降低烟囱防腐的等级。
附图说明
图1为本发明通过降膜冷却方法实现气体脱水除灰排放消白烟的装置示意图。
图2为本发明通过填料冷却方法实现气体脱水除灰排放消白烟的装置示意图。
其中，1-水收集器、2-气体均布板、3-1-降膜冷却器、3-2-填料塔、4-除雾器、5-气体加热器、6-除灰装置、7-水处理装置、8-水冷却器。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
实施例1
如图1所示，一种针对高水蒸气分压含灰气体通过降膜冷却方法实现气体脱水除灰排放消白烟的装置，具体操作过程如下：高水蒸气分压含灰气体首先进入水收集器1，经水收集器1上端的气体均布板2进入降膜冷却器3-1，循环水从上部进入降膜冷却器3-1，降膜冷却器3-1储水腔中的水超过开口槽下边缘时，在重力作用下，成均匀膜状沿气体冷却管内壁均匀自上而下流动，高水蒸气分压含灰气体在降膜冷却器3-1内与循环水逆向逐级进行热质交换，气体上行温度降低，其中的水蒸气得到冷凝，气体中的灰由于洗涤、凝聚，溶入循环水中，冷却洗涤后的气体水蒸气分压和含灰量下降，净化后的气体进入除雾器4清除水滴，再进入气体加热器5再热，最终通过烟囱排入大气；循环水经降膜冷却器3-1吸收气体热量，合并了气体中的冷凝水，溶入了气体中的灰，进入水收集器1，再经过除灰装置6脱除水中的灰渣等微小固体颗粒，进入水处理装置7排出部分水，最后进入水冷却器8将水冷却到降膜冷却器3-1水进口温度，进入降膜冷却器3-1。
实施例2
如图2所示，一种针对高水蒸气分压含灰气体通过填料冷却方法实现气体脱水除灰排放消白烟的装置，具体操作过程如下：高水蒸气分压含灰气体首先进入水收集器1，经水收集器1上端的气体均布板2进入填料塔3-2，循环水从上部进入填料塔3-2，高水蒸气分压含灰气体在填料塔3-2内与循环水逆向逐级进行热质交换，气体上行温度降低，其中的水蒸气得到冷凝，气体中的灰由于洗涤、凝聚，溶入循环水中，冷却洗涤后的气体水蒸气分压和含灰量下降，净化后的气体进入除雾器4清除水滴，再进入气体加热器5再热，最终通过烟囱排入大气；循环水经填料塔3-2吸收气体热量，合并了气体中的冷凝水，溶入了气体中的灰，进入水收集器1，再经过除灰装置6脱除水中的灰渣等微小固体颗粒，进入水处理装置7排出部分水，最后进入水冷却器8将水冷却到填料塔3-2水进口温度，进入填料塔3-2。
实施例3
如图1所示，火电锅炉排放的烟气，尤其是脱硫岛出口烟气，温度大约50℃，属于含水蒸气高、含有大量的细微粉尘灰颗粒，直接排放，对大气造成大量污染，并有白烟产生。一种针对高水蒸气含量含灰烟气通过降膜冷却方法实现气体脱水除灰排放消白烟的装置，具体操作过程如下：高水蒸气分压含灰气体首先进入水收集器1，经水收集器1上端的气体均布板2进入降膜冷却器3-1，循环水从上部进入降膜冷却器3-1，降膜冷却器3-1储水腔中的水超过开口槽下边缘时，在重力作用下，成均匀膜状沿气体冷却管内壁均匀自上而下流动，高水蒸气分压含灰气体在降膜冷却器3-1内与循环水逆向逐级进行热质交换，气体上行温度降低，其中的水蒸气得到冷凝，气体中的灰由于洗涤、凝聚，溶入循环水中，冷却洗涤后的气体水蒸气分压和含灰量下降，净化后的气体进入除雾器4清除水滴，再进入气体加热器5再热，最终通过烟囱排入大气；循环水经降膜冷却器3-1吸收气体热量，合并了气体中的冷凝水，溶入了气体中的灰，进入水收集器1，再经过除灰装置6脱除水中的灰渣等微小固体颗粒，进入水处理装置7排出部分水，最后进入水冷却器8将水冷却到降膜冷却器3-1水进口温度，进入降膜冷却器3-1。
实施例4
如图2所示，火电锅炉排放的烟气，尤其是脱硫岛出口烟气，温度大约50℃，属于含水蒸气高、含有大量的细微粉尘灰颗粒，直接排放，对大气造成大量污染，并有白烟产生。一种针对高水蒸气含量含灰烟气通过填料冷却方法实现气体脱水除灰排放消白烟的装置，具体操作过程如下：高水蒸气分压含灰气体首先进入水收集器1，经水收集器1上端的气体均布板2进入填料塔3-2，循环水从上部进入填料塔3-2，高水蒸气分压含灰气体在填料塔3-2内与循环水逆向逐级进行热质交换，气体上行温度降低，其中的水蒸气得到冷凝，气体中的灰由于洗涤、凝聚，溶入循环水中，冷却洗涤后的气体水蒸气分压和含灰量下降，净化后的气体进入除雾器4清除水滴，再进入气体加热器5再热，最终通过烟囱排入大气；循环水经填料塔3-2吸收气体热量，合并了气体中的冷凝水，溶入了气体中的灰，进入水收集器1，再经过除灰装置6脱除水中的灰渣等微小固体颗粒，进入水处理装置7排出部分水，最后进入水冷却器8将水冷却到填料塔3-2水进口温度，进入填料塔3-2。
实施例5
如图1所示，水泥窑炉排放的烟气，尤其是脱硫岛出口烟气，温度大约50℃，属于含水蒸气高、含有大量的细微粉尘灰颗粒，直接排放，对大气造成大量污染，并有白烟产生。一种针对高水蒸气含量含灰烟气通过降膜冷却方法实现气体脱水除灰排放消白烟的装置，具体操作过程如下：高水蒸气分压含灰气体首先进入水收集器1，经水收集器1上端的气体均布板2进入降膜冷却器3-1，循环水从上部进入降膜冷却器3-1，降膜冷却器3-1储水腔中的水超过开口槽下边缘时，在重力作用下，成均匀膜状沿气体冷却管内壁均匀自上而下流动，高水蒸气分压含灰气体在降膜冷却器3-1内与循环水逆向逐级进行热质交换，气体上行温度降低，其中的水蒸气得到冷凝，气体中的灰由于洗涤、凝聚，溶入循环水中，冷却洗涤后的气体水蒸气分压和含灰量下降，净化后的气体进入除雾器4清除水滴，再进入气体加热器5再热，最终通过烟囱排入大气；循环水经降膜冷却器3-1吸收气体热量，合并了气体中的冷凝水，溶入了气体中的灰，进入水收集器1，再经过除灰装置6脱除水中的灰渣等微小固体颗粒，进入水处理装置7排出部分水，最后进入水冷却器8将水冷却到降膜冷却器3-1水进口温度，进入降膜冷却器3-1。
实施例6
如图2所示，水泥窑炉排放的烟气，尤其是脱硫岛出口烟气，温度大约50℃，属于含水蒸气高、含有大量的细微粉尘灰颗粒，直接排放，对大气造成大量污染，并有白烟产生。一种针对高水蒸气含量含灰烟气通过填料冷却方法实现气体脱水除灰排放消白烟的装置，具体操作过程如下：高水蒸气分压含灰气体首先进入水收集器1，经水收集器1上端的气体均布板2进入填料塔3-2，循环水从上部进入填料塔3-2，高水蒸气分压含灰气体在填料塔3-2内与循环水逆向逐级进行热质交换，气体上行温度降低，其中的水蒸气得到冷凝，气体中的灰由于洗涤、凝聚，溶入循环水中，冷却洗涤后的气体水蒸气分压和含灰量下降，净化后的气体进入除雾器4清除水滴，再进入气体加热器5再热，最终通过烟囱排入大气；循环水经填料塔3-2吸收气体热量，合并了气体中的冷凝水，溶入了气体中的灰，进入水收集器1，再经过除灰装置6脱除水中的灰渣等微小固体颗粒，进入水处理装置7排出部分水，最后进入水冷却器8将水冷却到填料塔3-2水进口温度，进入填料塔3-2。
实施例7
如图1所示，钢铁行业烧结炉等排放的烟气，尤其是脱硫岛出口烟气，温度大约50℃，属于含水蒸气高、含有大量的细微粉尘灰颗粒，直接排放，对大气造成大量污染，并有白烟产生。一种针对高水蒸气含量含灰烟气通过降膜冷却方法实现气体脱水除灰排放消白烟的装置，具体操作过程如下：高水蒸气分压含灰气体首先进入水收集器1，经水收集器1上端的气体均布板2进入降膜冷却器3-1，循环水从上部进入降膜冷却器3-1，降膜冷却器3-1储水腔中的水超过开口槽下边缘时，在重力作用下，成均匀膜状沿气体冷却管内壁均匀自上而下流动，高水蒸气分压含灰气体在降膜冷却器3-1内与循环水逆向逐级进行热质交换，气体上行温度降低，其中的水蒸气得到冷凝，气体中的灰由于洗涤、凝聚，溶入循环水中，冷却洗涤后的气体水蒸气分压和含灰量下降，净化后的气体进入除雾器4清除水滴，再进入气体加热器5再热，最终通过烟囱排入大气；循环水经降膜冷却器3-1吸收气体热量，合并了气体中的冷凝水，溶入了气体中的灰，进入水收集器1，再经过除灰装置6脱除水中的灰渣等微小固体颗粒，进入水处理装置7排出部分水，最后进入水冷却器8将水冷却到降膜冷却器3-1水进口温度，进入降膜冷却器3-1。
实施例8
如图2所示，钢铁行业烧结炉等排放的烟气，尤其是脱硫岛出口烟气，温度大约50℃，属于含水蒸气高、含有大量的细微粉尘灰颗粒，直接排放，对大气造成大量污染，并有白烟产生。一种针对高水蒸气含量含灰烟气通过填料冷却方法实现气体脱水除灰排放消白烟的装置，具体操作过程如下：高水蒸气分压含灰气体首先进入水收集器1，经水收集器1上端的气体均布板2进入填料塔3-2，循环水从上部进入填料塔3-2，高水蒸气分压含灰气体在填料塔3-2内与循环水逆向逐级进行热质交换，气体上行温度降低，其中的水蒸气得到冷凝，气体中的灰由于洗涤、凝聚，溶入循环水中，冷却洗涤后的气体水蒸气分压和含灰量下降，净化后的气体进入除雾器4清除水滴，再进入气体加热器5再热，最终通过烟囱排入大气；循环水经填料塔3-2吸收气体热量，合并了气体中的冷凝水，溶入了气体中的灰，进入水收集器1，再经过除灰装置6脱除水中的灰渣等微小固体颗粒，进入水处理装置7排出部分水，最后进入水冷却器8将水冷却到填料塔3-2水进口温度，进入填料塔3-2。

Claims (10)

1.一种气体脱水除灰排放消白烟装置，其特征在于，该装置包括从下至上依次连接设置的水收集器(1)、气体均布板(2)、气体冷却净化器、除雾器(4)、气体加热器(5)、从下至上依次连接设置的除灰装置(6)、水处理装置(7)、水冷却器(8)及连接管路，所述水收集器(1)通过出水管路连接除灰装置(6)的进口端，水冷却器(8)的出水端通过出水管路与气体冷却净化器的循环水进口相连；气体冷却净化器的气体出口通过管路与除雾器(4)的气体进口相连，除雾器(4)的气体出口连接气体加热器(5)的气体进口。
2.根据权利要求1所述的一种气体脱水除灰排放消白烟装置，其特征在于，所述水收集器(1)下端设置有水收集器气体进口(A)，所述除灰装置(6)设置有固体颗粒出口(B)，所述水处理器(7)设置有分离水出口(C)，所述气体加热器(5)上部设置有气体加热器气体出口(D)，侧面设置有热媒进口(E)以及热媒出口(F)。
3.根据权利要求1所述的一种气体脱水除灰排放消白烟装置，其特征在于，所述气体冷却净化器为降膜冷却器(3-1)或填料塔(3-2)。
4.根据权利要求3所述的一种气体脱水除灰排放消白烟装置，其特征在于，所述降膜冷却器(3-1)内布置多层密布的气体冷却管，所述气体冷却管错列布置，管外为储水腔。
5.根据权利要求4所述的一种气体脱水除灰排放消白烟装置，其特征在于，所述降膜冷却器(3-1)内的气体冷却管的顶面圆周阵列设有三个或四个开口槽。
6.根据权利要求3所述的一种气体脱水除灰排放消白烟装置，其特征在于，所述填料塔(3-2)结构选用波纹板填料、米字格填料、田字格填料或格栅填料。
7.根据权利要求3所述的一种气体脱水除灰排放消白烟装置，其特征在于，所述填料塔(3-2)上部设有循环水分布器，所述气体均布板(2)设置在水收集器(1)上端。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的一种气体脱水除灰排放消白烟装置，其特征在于，所述气体加热器(5)的热媒为热水或蒸汽。
9.一种气体脱水除灰排放消白烟方法，其特征在于，该方法包括：
高水蒸气分压含灰气体首先进入水收集器(1)，经水收集器(1)上端的气体均布板(2)进入气体冷却净化器，所述气体冷却净化器为降膜冷却器(3-1)或填料塔(3-2)，循环水从上部进入气体冷却净化器，高水蒸气分压含灰气体在气体冷却净化器内与循环水逆向进行热质交换，气体上行温度降低，其中的水蒸气得到冷凝，气体中的灰由于洗涤、凝聚，溶入循环水中，冷却洗涤后的气体水蒸气分压和含灰量下降，净化后的气体进入除雾器(4)清除水滴，再进入气体加热器(5)再热，最终通过烟囱排入大气；
循环水经气体冷却净化器吸收气体热量，合并了气体中的冷凝水，溶入了气体中的灰，进入水收集器(1)，再经过除灰装置(6)脱除水中的微小固体颗粒，进入水处理装置(7)排出部分分离水，处理后的循环水最后进入水冷却器(8)将循环水冷却到气体冷却净化器的循环水进口温度，进入气体冷却净化器。
10.根据权利要求9所述的一种气体脱水除灰排放消白烟方法，其特征在于，所述水收集器气体进口(A)温度为40-60℃，气体冷却净化器的气体出口温度为25-45℃，气体加热器气体出口(D)温度为65-75℃，气体冷却净化器的循环水进口温度为20-40℃，水收集器(1)循环水出口温度为35-45℃。
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