CN110068228A - 一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,包括依次连接设置的一级余热回收换热器、余热深度回收换热器、烟气冷凝器和加热器,一级余热回收换热器,用于回收烟气余热;余热深度回收换热器,用于对烟气余热进行深度回收;烟气冷凝器,用于对烟气进行冷凝消雾处理;加热器,用于对冷凝处理后的烟气进行加热处理;且余热深度回收换热器与加热器传热连接,余热深度回收换热器收集的热量输送至加热器。本发明可实现回收烟气余热以及烟气节水消雾处理,通过利用冷空气对湿烟气进行冷凝,可降低冷凝成本,通过冷凝混合又加热的方式进一步保证了消雾可靠性,在提高节水收益的同时,又能达到一定的环保效益。

Description

一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统
技术领域
本发明涉及炉窑烟气治理及节水节能技术领域,尤其涉及一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统。
背景技术
根据国家环保要求,工业炉窑排烟需经过净化处理才能够排放,目前工业窑炉排放烟气通常为饱和湿烟气,在大气中会出现“白烟”现象,不仅会影响周围居民正常工作还会造成环境污染。我国是水资源最贫乏的国家之一,对湿烟气进行水资源回收,不仅会带来一定的节水收益,也符合我国节能减排战略的需求。因此,对工业窑炉排放烟气进行消雾处理已成为亟待解决的技术问题。
公告号CN109045953A的发明专利公开了一种烟气冷却降温冷凝除湿脱污再热消白系统,该系统由烟气深度冷却器、烟气冷凝换热器、烟气再热器和冷源等组成;烟气深度冷却过程为烟气再热提供热源,加热主凝结水,降低脱硫塔出口烟温;烟气冷凝过程可加热主凝结水,为热泵提供热源,回收水资源,降低烟气含湿量;烟气再热过程降低排烟的相对湿度,从视觉上消除白烟。该系统创新冷凝换热器结构,采用316L代替氟塑料、钛合金等,引入机械通风盐水塔和智能调控系统,降低装置及系统的造价和能耗,在视觉上消除白烟的同时,梯级回收烟气中的余热,脱除50%以上的PM2.5、SO3和15%以上的NOx,兼顾环保效益与经济利益。
但是上述技术方案仍然存在消雾不够彻底、节能和环保效果不好的缺陷。
公告号CN102901397A的发明专利公开一种湿式冷却塔消雾收水装置,该装置设置在冷却塔原收水器以上、风机以下冷却塔风筒下端位置,其集分水室内设置隔板,构成集水室和分水室,上水管连接集水室,集水室连接冷凝通水管一端,冷凝通水管另一端连接回水室上部,回水室下部重新连接冷凝通水管一端,冷凝通水管另一端返回连接集分水室的分水室,构成闭路循环结构,分水室下端连接喷淋管;冷凝通水管与凹凸散热片附着为一体;定位穿管设置于凹凸散热片的上下两端;凹凸散热片内侧凸面上设置阻水片;上水管上端连接积分水室,下端连接加压水泵,进而连接混合水箱,构成消雾收水装置。本发明将饱和湿热雾气冷凝成水,避免了水的蒸发,节约了水资源,避免环境的污染。
但是上述技术方案虽然能一定程度上实现消雾的目的,但是也存在着消雾不够彻底、节能和环保效果不好的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,包括依次连接设置的一级余热回收换热器、余热深度回收换热器、烟气冷凝器和加热器:
其中,一级余热回收换热器,用于回收烟气余热,烟气从炉窑排出之后通过一级余热回收换热器;
余热深度回收换热器,用于对烟气余热进行深度回收;
烟气冷凝器,用于对烟气进行冷凝消雾处理;
加热器,用于对冷凝处理后的烟气进行加热处理;
且余热深度回收换热器与加热器传热连接,余热深度回收换热器收集的热量输送至加热器。
所述烟气冷凝器包括塔体,塔体内由下至上依次设有烟气进口、波纹板部、冷凝换热装置和烟气排口;
由烟气进口进入塔体内的烟气由下至上经波纹板部后进入冷凝换热装置,冷空气由布置在塔体两侧的进风口水平进入冷凝换热装置。
所述冷凝换热装置包括两组相对的间壁式空气换热器以及中间部分的U型空气汇合区;间壁式空气换热器由依次交替排列的水平冷通道和垂直热通道构成;冷空气水平进入冷凝换热装置的水平冷通道内,烟气由下至上垂直进入垂直热通道内,冷热空气在间壁式空气换热器内进行热量交换,换热后冷空气进入冷空气汇合区并向上流动。
所述水平冷通道/垂直热通道均由两块相对的换热板构成,换热板四周设有密封板对水平冷通道/垂直热通道进行密封。
所述塔体两侧的进风口处设有流量控制装置。
两组相对的间壁式空气换热器的中间分区的底部设有中间挡板,从而形成所述U型空气汇合区。
所述波纹板部由多个波纹板排布组成,相邻波纹板间形成由下至上的波纹通道。
它还包括除尘器、脱硫塔和排烟烟囱,其中除尘器和脱硫塔依次设置在一级余热回收换热器和余热深度回收换热器之间,排烟烟囱连接在加热器的烟气出口末端。
所述塔体的底部设塔底水池,塔底水池与脱硫塔回流连接。
本发明的有益效果:
本发明可实现回收烟气余热、烟气除尘脱硫以及烟气节水消雾处理,通过利用冷空气对湿烟气进行冷凝,可降低冷凝成本,通过冷凝混合又加热的方式进一步保证了消雾可靠性,在提高节水收益的同时,又能达到一定的环保效益。
本发明通过对烟气进行余热回收、除尘、脱硫、消雾等处理可以提高炉窑热效率,可完成烟气排放标准,并且可回收烟气中水分,避免烟囱附近“白烟”现象的发生。
本发明采用烟气冷凝器对烟气进行冷凝消雾处理。由于烟气温度较高,通常所用的直接对烟气进行加热进行除雾的方式消雾效果并不明显,且需要对烟气提升较高温度才能达到真正消雾目的,本发明采用对烟气降温冷凝混合之后再加热的处理方式,可保证对烟气白雾的完全消除同时,可降低加热温差,进而降低能耗,并且可达到节水作用。
烟气冷凝器包括塔体,塔体内由下至上依次设有烟气进口、波纹板部、冷凝换热装置和烟气排口。由烟气进口进入塔体内的烟气由下至上经波纹板部后进入冷凝换热装置,冷空气由布置在塔体两侧的进风口水平进入冷凝换热装置,从而通过冷凝换热装置实现了节水消雾目的,并且烟气冷凝器的下游接有加热器,对混合空气进行加热,使混合空气状态点进一步远离饱和曲线,达到深度消雾目的。
其中,冷凝换热装置包括两组相对的间壁式空气换热器以及中间部分的U型空气汇合区;间壁式空气换热器由依次交替排列的水平冷通道和垂直热通道构成;工作时,冷空气从两侧进入水平冷通道与进入垂直热通道的湿热烟气进行换热,湿热空气中水分冷凝,换热后冷空气进入冷空气汇合区并向上流动,使换热后的烟气和冷空气在间壁式空气换热器上方混合,混合后烟气基本为未饱和状态。
本发明中两组相对的间壁式空气换热器的中间分区的底部设有中间挡板,从而形成所述U型空气汇合区,中间挡板作用一方面是防止烟气不经过垂直热通道而直接到达其上方,另一方面在中间挡板上方形成一个冷空气汇合区,使换热后冷空气可以顺利上升。
本发明中波纹板部由多个波纹板排布组成,相邻波纹板间形成由下至上的波纹通道。波纹板部一方面对从脱硫塔中排出的湿烟气所带的飘零水进行收集,另一方面可使上升的烟气更加均匀地进入冷凝换热装置的各个垂直热通道,从而增大了冷凝换热装置的换热量。
本发明中塔体两侧的进风口处设有流量控制装置,对冷空气流量进行控制。塔体的底部设塔底水池,塔底水池与脱硫塔回流连接,使烟气冷凝器中产生的冷凝水被通入到脱硫塔水池中集中处理重新利用。
附图说明
附图1为本发明实施例的系统示意图;
附图2为本发明实施例中的单个间壁式空气换热器结构示意图。
图中个部件的附图标记:1-一级余热回收换热器;2-除尘器;3-余热深度回收换热器;4-脱硫塔;5-烟气冷凝器; 6-加热器;7-排烟烟囱;501-波纹板部;502-冷凝换热装置;503-间壁式空气换热器;504-挡板;505-水平冷通道;506-垂直热通道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
如图1至图2所示,本实施例的一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,包括依次连接设置的一级余热回收换热器1、除尘器2、脱硫塔3、余热深度回收换热器4、烟气冷凝器5、加热器6和排烟烟囱7。
其中,一级余热回收换热器1,用于回收烟气余热,烟气从炉窑排出之后首先通过一级余热回收换热器,回收热量可用于烟气再热系统,也可用于其他系统。
级余热回收换热器1后设置有除尘器2对烟气中的烟尘进行处理,除尘器2为静电除尘或静电布袋混合除尘器。
在除尘器2后设置有余热深度回收换热器3对烟气余热进行深度回收,余热深度回收换热器3与加热器6传热连接,余热深度回收换热器3收集的热量输送至加热器6,可对净化后烟气进行加热处理。
经过余热深度回收换热器3的烟气进入脱硫塔4进行脱硫处理,脱硫塔4采用湿法烟气脱硫。从脱硫塔4出来的烟气进入烟气冷凝器5进行烟气冷凝消雾处理。
由于烟气温度较高,通常所用的直接对烟气进行加热进行除雾的方式消雾效果并不明显,且需要对烟气提升较高温度才能达到真正消雾目的,本实施例采用对烟气降温冷凝混合之后再加热的处理方式,可保证对烟气白雾的完全消除同时,可降低加热温差,进而降低能耗,并且可达到节水作用。
本实施例中,烟气冷凝器包括塔体,塔体内由下至上依次设有烟气进口、波纹板部501、冷凝换热装置502和烟气排口。由烟气进口进入塔体内的烟气由下至上经波纹板部501后进入冷凝换热装置,冷空气由布置在塔体两侧的进风口水平进入冷凝换热装置502。
波纹板部501由多个波纹板排布组成,相邻波纹板间形成由下至上的波纹通道。波纹板部501一方面对从脱硫塔4中排出的湿烟气所带的飘零水进行收集,另一方面可使上升的烟气更加均匀地进入冷凝换热装置502的各个垂直热通道506,从而增大了间壁式空气冷凝装置502的换热量。
冷凝换热装置包括两组相对的间壁式空气换热器503以及中间部分的U型空气汇合区(两组相对的间壁式空气换热器503的中间分区的底部设有中间挡板504,从而形成所述U型空气汇合区)。间壁式空气换热器503由依次交替排列的水平冷通道505和垂直热通道506构成,水平冷通道505/垂直热通道506均由两块相对的换热板构成,换热板四周设有密封板对水平冷通道505/垂直热通道506进行密封。
经过波形板部501的烟气会进入垂直热通道506与水平进入水平冷通道505的冷空气进行换热,湿烟气降温冷凝,有冷凝水产生,冷空气则等湿加热,之后换热后冷空气进入冷空气汇合区并向上流动,使经过换热后的冷空气和烟气会在冷凝换热装置502上方混合,形成未饱和烟气,之后又经过加热器6加热使烟气状态进一步远离饱和状态,达到完全消雾目的,最终通过排烟烟囱7排入大气。
塔体两侧的进风口处设有可调式百叶窗等阻力元件对冷空气流量进行控制,并且烟气冷凝器5中产生的冷凝水被通入到脱硫塔4水池中集中处理重新利用。
本发明的烟气冷凝器采用空气冷却的方式可极大降低冷却成本,并且将换热后的冷空气和烟气进行混合使烟气为未饱和状态,并且最后又通过加热使烟气进一步远离饱和状态,可保证消雾的可靠性。并且还可达到节水目的。
本发明可实现回收烟气余热、烟气除尘脱硫以及烟气节水消雾处理,通过利用冷空气对湿烟气进行冷凝,可降低冷凝成本,通过冷凝混合又加热的方式进一步保证了消雾可靠性,在提高节水收益的同时,又能达到一定的环保效益。
本发明通过对烟气进行余热回收、除尘、脱硫、消雾等处理可以提高炉窑热效率,可完成烟气排放标准,并且可回收烟气中水分,避免烟囱附近“白烟”现象的发生。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,其特征在于:包括依次连接设置的一级余热回收换热器、余热深度回收换热器、烟气冷凝器和加热器:
其中,一级余热回收换热器,用于回收烟气余热,烟气从炉窑排出之后通过一级余热回收换热器;
余热深度回收换热器,用于对烟气余热进行深度回收;
烟气冷凝器,用于对烟气进行冷凝消雾处理;
加热器,用于对冷凝处理后的烟气进行加热处理;
且余热深度回收换热器与加热器传热连接,余热深度回收换热器收集的热量输送至加热器。
2.根据权利要求1所述的一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,其特征在于:所述烟气冷凝器包括塔体,塔体内由下至上依次设有烟气进口、波纹板部、冷凝换热装置和烟气排口;
由烟气进口进入塔体内的烟气由下至上经波纹板部后进入冷凝换热装置,冷空气由布置在塔体两侧的进风口水平进入冷凝换热装置。
3.根据权利要求2所述的一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,其特征在于:所述冷凝换热装置包括两组相对的间壁式空气换热器以及中间部分的U型空气汇合区;间壁式空气换热器由依次交替排列的水平冷通道和垂直热通道构成;冷空气水平进入冷凝换热装置的水平冷通道内,烟气由下至上垂直进入垂直热通道内,冷热空气在间壁式空气换热器内进行热量交换,换热后冷空气进入冷空气汇合区并向上流动。
4.根据权利要求3所述的一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,其特征在于:所述水平冷通道/垂直热通道均由两块相对的换热板构成,换热板四周设有密封板对水平冷通道/垂直热通道进行密封。
5.根据权利要求2所述的一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,其特征在于:所述塔体两侧的进风口处设有流量控制装置。
6.根据权利要求2所述的一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,其特征在于:两组相对的间壁式空气换热器的中间分区的底部设有中间挡板,从而形成所述U型空气汇合区。
7.根据权利要求2所述的一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,其特征在于:所述波纹板部由多个波纹板排布组成,相邻波纹板间形成由下至上的波纹通道。
8.根据权利要求2所述的一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,其特征在于:它还包括除尘器、脱硫塔和排烟烟囱,其中除尘器和脱硫塔依次设置在一级余热回收换热器和余热深度回收换热器之间,排烟烟囱连接在加热器的烟气出口末端。
9.根据权利要求8所述的一种空冷耦合加热炉窑排烟深度凝水消雾系统,其特征在于:所述塔体的底部设塔底水池,塔底水池与脱硫塔回流连接。
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