CN109794133A - 一种烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法及其装置，所述方法包括以下步骤：1）冷却降温：先将待处理烟气进行冷却降温，使得其中的饱和湿烟气相变液化成液滴；2）液滴团聚和除尘：继续将含有液滴的烟气在旋流板的作用下碰撞、团聚，形成的水珠在下落的过程中吸附烟尘；3）除雾消白：将经过步骤（2）处理的烟气与消白气体在进行排烟前充分混合，形成不饱和烟气，接着将经过处理的烟气直接排放即可。本发明有效解决湿法脱硫排烟的除尘消白除雾问题，在解决拖尾视觉感官的同时，回收排放烟气中的水分，节约水资源，实现环保达标、超低近零排放。
Description
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法。
背景技术
目前我国工业脱硫脱硝装置外排烟气绝大部分都设置了除尘装置，其中湿法脱硫装置占全部脱硫装置的90%左右，但是湿法脱硫系统存在的问题主要为：PM2.5微细粉尘、气溶胶粒子脱除效率低；外排烟气拖尾严重，严重影响环境，同时水蒸气的外排也是造成雾霾的因素之一。另外部分处理装置为了消除拖尾现象，在烟筒外排口设置烟气再热器（GGH）消白，但是，再热器投资、能耗与系统故障率高，无GGH时，烟囱附近“石膏雨”飘落，烟羽拖尾距离长，二次污染严重，产生景观污染。氨法脱硫作为烟气脱硫治理的主流方法之一，当烟气SO2含量超过2000mg/m3，工艺本身氨逃逸浓度达标很难实现，普遍存在氨逃逸、“浓白烟”排放问题，烟羽拖尾现象十分明显，大量白色浆滴飘落影响周边群众的正常生活，同时也是很多地区雾霾严重的原因之一。
目前很多外排烟气采用了湿式电除尘和管式除尘进行处理，尽管湿式电除尘等处理过程可以去除部分微细粉尘和气溶胶粒子，但外排烟气的拖尾现象和景观污染依然严重，脱硫脱硝外排烟气上增加了湿式电除尘装置、管束式除尘装置，但是这些技术只能部分解决除尘和雾滴，对于烟气白色烟羽水雾和落雨等没有明显改善，对环境污染依然存在，含大量水分的饱和湿烟气是形成雾霾的重要根源之一。
因此开发既有除雾消白功能又有超洁净除尘效率的一体化烟气处理方法及其装置，已经成为目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法，第二目的在于提供一种烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理装置。
本发明的第一目的是这样实现的，包括以下步骤：
1）冷却降温：先将待处理烟气进行冷却降温，使得其中的饱和湿烟气相变液化成液滴；
2）液滴团聚和除尘：继续将经过步骤（1）处理的烟气在旋流板的作用下碰撞、团聚，形成的水珠在下落的过程中吸附烟尘；
3）除雾消白：将经过步骤（2）处理的烟气与空气在进行排烟前充分混合，形成不饱和烟气，接着将经过处理的烟气直接排放即可。
本发明的第二目的是这样实现的，包括：箱体；进气管，所述进气管的表面贯穿于所述箱体的左侧的底部；冷凝管，所述冷凝管的表面通过固定环固定于所述箱体的内壁的左侧；安装块，所述安装块的左侧固定于所述箱体的右侧；导气框，所述导气框的左侧固定于所述安装块的右侧；蒸发器，所述蒸发器的左侧固定于所述导气框的内壁的左侧，所述蒸发器通过第一导管与所述冷凝管的一端连通；压缩机，所述压缩机的左侧固定于所述导气框的内壁的左侧，所述压缩机通过第二导管与所述冷凝管的一端连通，所述压缩机通过管道与所述蒸发器连接；旋流板，所述旋流板的两侧分别固定于所述箱体的内壁的两侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明有效解决湿法脱硫排烟的除尘消白除雾问题，在解决拖尾视觉感官的同时，回收排放烟气中的水分，节约水资源，实现环保达标、超低近零排放。
2、本发明实现了烧结烟气的一体化处理，通过多个技术过程有机耦合为一个整体，使得多污染物高效协同处理，有效实现除尘的超洁净排放和冷凝水回收消白除雾，技术优势非常显著。
3、本发明通过降低水蒸气饱和度的方式来达到除雾消白的目的，先通过冷却降温让饱和水蒸气凝结成小液滴，以此达到第一次降低水蒸气饱和度的目的；然后在旋流板的作用下将小液滴团聚成大水珠，并吸附烟尘；最后在不饱和水蒸气排出烟管前再次混入大量消白气体，如空气等，达到彻底消除白雾的目的。本方法不仅可达到消白作用，水滴下滑还有深度除尘的作用，可将含尘率降至10mg以下。
4、本发明提供一种烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理装置，利用饱和湿烟气中水蒸气分子与烟气中微细粒子充分融合的特点，压缩机和蒸发器工作，通过冷凝管对饱和湿烟气进行冷却降温，烟气中所含水蒸气降温发生相变液化形成小液滴，以烟气流中的微细粒子作为结晶核凝结团聚成较大粒子，通过旋流板形成旋流多紊态碰撞效果，有利于微细颗粒碰撞、凝聚，通过雾化喷头喷洒云催化剂，形成暖云催化作用强化团聚过程，同时在温度梯度作用下，水蒸气凝聚后团聚的颗粒物向冷凝壁面移动附着，在重力作用下随液膜流动到箱体的底部后收集，在回收水的同时实现气流中超细尘粒子的去除，在此过程中箱体中形成低温冷水吸附膜，因此在微旋流结构耦合作用及温度梯度场作用下，实现气流中超细尘粒子的去除和水分子的回收，打开阀门，即可通过排水管排出，技术采用多管冷凝和气体融合技术较好的实现烟气中水蒸气分子液化并与超细粒子结合成为具有较高去除效率的大尺寸液滴，同时在具有良好气体颗粒去除效果，冷凝水回收过程中，降低了水蒸气含水量，水蒸气由气态凝结成液态，通过蒸发器放出水蒸气液化的热量使环境冷风加热升温，通过导管将热风吹入至箱体内与经过脱湿的烟气在排出口前混合形成不饱和水蒸气，在空气中将不再形成汽雾，达到消除外排烟气白雾目标，将水蒸气回收和除尘与脱硫脱硝深度净化处理融合在一个设备处理过程中，有效提高了设备的适用性和经济性，达到了环境保护目标。
附图说明
图1为本发明提供的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理装置的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为图1所示的A部放大示意图。
图中：1-箱体，2-进气管，3-冷凝管，4-安装块，5-导气框，6-蒸发器，7-第一导管，8-压缩机，9-第二导管，10-旋流板，11-存剂箱，12-增压泵，13-雾化喷头，14-排烟管，15-进剂管，16-电机，17-转动杆，18-扇叶，19-轴承，20-稳定杆，21-通口，22-导流板，23-排水管，24-阀门，25-导气管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法，包括以下步骤：
1）冷却降温：先将待处理烟气进行冷却降温，使得其中的饱和湿烟气相变液化成液滴；
2）液滴团聚和除尘：继续将经过步骤（1）处理的烟气在旋流板的作用下碰撞、团聚，形成的水珠在下落的过程中吸附烟尘；
3）除雾消白：将经过步骤（2）处理的烟气与空气在进行排烟前充分混合，形成不饱和烟气，接着将经过处理的烟气直接排放即可。
进一步的，所述的经过处理后的烟气的含尘率≤10mg /m3。
进一步的，所述的经过处理后的烟气的含湿量≤6%。
进一步的，所述的冷却降温的温度为0~10℃。
进一步的，所述的冷却降温是使用冷凝管进行，所述的冷凝管的材质为205不锈钢，管壁厚0.2~2mm。
如附图1~2所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理装置包括：箱体1；进气管2，所述进气管2的表面贯穿于所述箱体1的左侧的底部；冷凝管3，所述冷凝管3的表面通过固定环固定于所述箱体1的内壁的左侧，冷凝管3内存有制冷剂；安装块4，所述安装块4的左侧固定于所述箱体1的右侧；导气框5，所述导气框5的左侧固定于所述安装块4的右侧；蒸发器6，所述蒸发器6的左侧固定于所述导气框5的内壁的左侧，所述蒸发器6通过第一导管7与所述冷凝管3的一端连通；压缩机8，所述压缩机8的左侧固定于所述导气框5的内壁的左侧，所述压缩机8通过第二导管9与所述冷凝管3的一端连通，所述压缩机8通过管道与所述蒸发器6连接；旋流板10，所述旋流板10的两侧分别固定于所述箱体1的内壁的两侧，旋流板10的数量为两个。
进一步的，所述箱体1的左侧的顶部固定连接有存剂箱11，存剂箱11内存放有云催化剂，所述存剂箱11的内壁的底部的右侧固定连接有增压泵12，所述箱体1的内壁的左侧通过固定架固定连接有雾化喷头13。
进一步的，所述增压泵12的出液端通过直管与所述雾化喷头13的左侧连通，所述存剂箱11的顶部的左侧连通有进剂管15。
进一步的，所述箱体1的顶部连通有排烟管14，所述箱体1的右侧的顶部通过导气管25与所述导气框5的左侧的顶部连通。
进一步的，所述导气框5的内壁的底部固定连接有电机16，电机16通过外接电源线与外界电源连接，所述电机16的输出轴固定连接有转动杆17，所述转动杆17的顶端固定连接有扇叶18。
进一步的，所述转动杆17的表面固定连接有轴承19，所述轴承19的表面的两侧均通过稳定杆20分别与所述导气框5的内壁的两侧固定连接，通过轴承19能够提高转动杆17使用时的稳定性，所述导气框5的底部的两侧均开设有通口21。
进一步的，所述箱体1的内壁的两侧与内壁的底部的两侧之间均固定连接有导流板22，导流板22用于引导水滴，所述箱体1的底部连通有排水管23，所述排水管23的表面开设有阀门24，阀门24为蝶阀。
本发明的工作原理和工作过程如下：
将饱和湿烟气通过进气管2导入至箱体1内，饱和湿烟气中水蒸气分子与烟气中微细粒子充分融合，压缩机8和蒸发器6工作，通过冷凝管3对饱和湿烟气进行冷却降温，烟气中所含水蒸气降温发生相变液化形成小液滴，以烟气流中的微细粒子作为结晶核凝结团聚成较大粒子，通过旋流板10形成旋流多紊态碰撞效果，有利于微细颗粒碰撞、凝聚，通过雾化喷头13喷洒云催化剂，形成暖云催化作用强化团聚过程，同时在温度梯度作用下，水蒸气凝聚后团聚的颗粒物向冷凝壁面移动附着，在重力作用下随液膜流动到箱体1的底部后收集，在回收水的同时实现气流中超细尘粒子的去除，在此过程中箱体1中形成低温冷水吸附膜，因此在微旋流结构耦合作用及温度梯度场作用下，实现气流中超细尘粒子的去除和水分子的回收，打开阀门24，即可通过排水管23排出，技术采用多管冷凝和气体融合技术较好的实现烟气中水蒸气分子液化并与超细粒子结合成为具有较高去除效率的大尺寸液滴，同时在具有良好气体颗粒去除效果，冷凝水回收过程中，降低了水蒸气含水量，水蒸气由气态凝结成液态，通过蒸发器6放出水蒸气液化的热量使环境冷风加热升温，通过导气管25将热风吹入至箱体1内与经过脱湿的烟气在排出口前混合形成不饱和水蒸气，在空气中将不再形成汽雾，达到消除外排烟气白雾目标。
实施例1
一种烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法，包括以下步骤：
1）冷却降温：先将待处理烟气在0℃的温度下进行冷却降温，使得其中的饱和湿烟气相变液化成液滴；所述的冷却降温是使用冷凝管进行，所述的冷凝管的材质为205不锈钢，管壁厚0.2mm；
2）液滴团聚和除尘：继续将经过步骤（1）处理的烟气在旋流板的作用下碰撞、团聚，形成的水珠在下落的过程中吸附烟尘；
3）除雾消白：将经过步骤（2）处理的烟气与空气在进行排烟前充分混合，形成不饱和烟气，接着将经过处理的烟气直接排放即可。
经过本实施例处理的烟气含尘率8mg /m3，含湿量5%。
实施例2
一种烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法，包括以下步骤：
1）冷却降温：先将待处理烟气在10℃的温度下进行冷却降温，使得其中的饱和湿烟气相变液化成液滴；所述的冷却降温是使用冷凝管进行，所述的冷凝管的材质为205不锈钢，管壁厚2mm；
2）液滴团聚和除尘：继续将经过步骤（1）处理的烟气在旋流板的作用下碰撞、团聚，形成的水珠在下落的过程中吸附烟尘；
3）除雾消白：将经过步骤（2）处理的烟气与空气在进行排烟前充分混合，形成不饱和烟气，接着将经过处理的烟气直接排放即可。
经过本实施例处理的烟气含尘率10mg /m3，含湿量6%。
实施例3
一种烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法，包括以下步骤：
1）冷却降温：先将待处理烟气在5℃的温度下进行冷却降温，使得其中的饱和湿烟气相变液化成液滴；所述的冷却降温是使用冷凝管进行，所述的冷凝管的材质为205不锈钢，管壁厚1mm；
2）液滴团聚和除尘：继续将经过步骤（1）处理的烟气在旋流板的作用下碰撞、团聚，形成的水珠在下落的过程中吸附烟尘；
3）除雾消白：将经过步骤（2）处理的烟气与空气在进行排烟前充分混合，形成不饱和烟气，接着将经过处理的烟气直接排放即可。
经过本实施例处理的烟气含尘率9.5mg /m3，含湿量5.5%。
Claims (10)
1.一种烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1）冷却降温：先将待处理烟气进行冷却降温，使得其中的饱和湿烟气相变液化成液滴；
2）液滴团聚和除尘：继续将经过步骤（1）处理的烟气在旋流板的作用下碰撞、团聚，形成的水珠在下落的过程中吸附烟尘；
3）除雾消白：将经过步骤（2）处理的烟气与空气在进行排烟前充分混合，形成不饱和烟气，接着将经过处理的烟气直接排放即可。
2.根据权利要求1所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法，其特征在于所述的经过处理后的烟气的含尘率≤10mg /m3。
3.根据权利要求1所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法，其特征在于所述的经过处理后的烟气的含湿量≤6%。
4.根据权利要求1所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法，其特征在于所述的冷却降温的温度为0~10℃。
5.根据权利要求1所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理方法，其特征在于所述的冷却降温是使用冷凝管进行，所述的冷凝管的材质为205不锈钢，管壁厚0.2~2mm。
6.一种根据权利要求1~5任一所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理装置，其特征在于包括：
箱体；
进气管，所述进气管的表面贯穿于所述箱体的左侧的底部；
冷凝管，所述冷凝管的表面通过固定环固定于所述箱体的内壁的左侧；
安装块，所述安装块的左侧固定于所述箱体的右侧；
导气框，所述导气框的左侧固定于所述安装块的右侧；
蒸发器，所述蒸发器的左侧固定于所述导气框的内壁的左侧，所述蒸发器通过第一导管与所述冷凝管的一端连通；
压缩机，所述压缩机的左侧固定于所述导气框的内壁的左侧，所述压缩机通过第二导管与所述冷凝管的一端连通，所述压缩机通过管道与所述蒸发器连接；
旋流板，所述旋流板的两侧分别固定于所述箱体的内壁的两侧。
7.根据权利要求6所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理装置，其特征在于所述箱体的左侧的顶部固定连接有存剂箱，所述存剂箱的内壁的底部的右侧固定连接有增压泵，所述箱体的内壁的左侧通过固定架固定连接有雾化喷头；所述增压泵的出液端通过直管与所述雾化喷头的左侧连通，所述存剂箱的顶部的左侧连通有进剂管。
8.根据权利要求6所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理装置，其特征在于所述箱体的顶部连通有排烟管，所述箱体的右侧的顶部通过导气管与所述导气框的左侧的顶部连通；所述箱体的内壁的两侧与内壁的底部的两侧之间均固定连接有导流板，所述箱体的底部连通有排水管，所述排水管的表面开设有阀门。
9.根据权利要求6所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理装置，其特征在于所述导气框的内壁的底部固定连接有电机，所述电机的输出轴固定连接有转动杆，所述转动杆的顶端固定连接有扇叶。
10.根据权利要求9所述的烟气湿式相变超净除尘与除雾消白的一体化处理装置，其特征在于所述转动杆的表面固定连接有轴承，所述轴承的表面的两侧均通过稳定杆分别与所述导气框的内壁的两侧固定连接，所述导气框的底部的两侧均开设有通口。
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