CN110368765A - 一种高效节能的废气除雾降湿工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保处理技术领域，具体是一种高效节能的废气除雾降湿装置，包括折流板除雾器、填料除雾层、一级换热器、一级冷凝器、引风装置和冷水机组，所述折流板除雾器通过废气管道与填料除雾层连接，所述填料除雾层通过废气管道与一级换热器连接，所述一级换热器通过废气管道分别连接有一级冷凝器和引风装置，所述一级冷凝器通过冷媒管道与冷水机组循环连接。还包括一种高效节能的废气除雾降湿工艺，本发明涉及的方法，采用多级除雾降湿方法进行组合，可实现废气中液态水和气态水的去除，不仅能够有效去除废气中的水雾，还可以降低废气的相对湿度。

Description

一种高效节能的废气除雾降湿工艺及装置

技术领域

本发明涉及环保处理技术领域，具体是一种高效节能的废气除雾降湿工艺及装置。

背景技术

一些特定的废气处理工艺要求进气相对湿度不能过高，因此一些含水蒸气或高湿度废气就要通过不同的方式进行除雾降湿预处理，为了清除气体中的雾沫和夹带的液相，工业生产中一般采用除雾器。除雾器是一种在工业生产和环保产业中广泛使用的气--液分离必不可少的装置。早在上世纪三十年代，人们为了工业生产的需要就发明了除雾器。根据除雾器的用途或结构可以分为许多种类，如百叶窗式分离器、重力沉降型分离器和旋流板分离器。

但这些分离器分离效率不高，而且不易分离较小粒径的雾沫；丝网除雾器虽然能分离一般的雾沫，但要求雾沫清洁，气流流速较小，且阻力降大，使用周期短，设备投资大。因此，研究和生产分离效率高、阻力降小、允许气流速度大、防堵功能强的新型高效除雾工艺成为工业生产中迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效节能的废气除雾降湿工艺及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高效节能的废气除雾降湿装置，包括折流板除雾器、填料除雾层、一级换热器、一级冷凝器、引风装置和冷水机组，所述折流板除雾器通过废气管道与填料除雾层连接，所述填料除雾层通过废气管道与一级换热器连接，所述一级换热器通过废气管道分别连接有一级冷凝器和引风装置，所述一级冷凝器通过冷媒管道与冷水机组循环连接，一级冷凝器通过废气管道与一级换热器连接，一级换热器、一级冷凝器、折流板除雾器和填料除雾层均连接排水管道，所述一级换热器、一级冷凝器、折流板除雾器和填料除雾层生产过程中的污水经管道排至外部的污水处理系统或污水管网。

一种高效节能的废气除雾降湿工艺，包括以下步骤：

1)未经处理的废气经引风装置进入折流板除雾器，通过折流板除雾器初步降低废气中水汽含量；

2)然后带有雾沫的气体上升通过填料除雾层，利用填料除雾层对废气中雾沫进行捕集处理；

3)废气经过两级除雾后进入一级换热器，经过与一级换热器的冷媒进行热交换，降低废气的温度，将有部分气态水分子在换热器表面液化成液滴，降低废气中水的含量，所述一级换热器的冷媒为经过一级冷凝器后降温的废气；

4)经过一级换热器降温的废气经过一级冷凝器，废气与一级冷凝器表面接触，废气被冷却，温度降低，同时，废气中的气态水变成凝结水析出，经过冷凝后的废气，经引风装置引入一级换热器，与进入一级冷凝器之前的相对高温废气热交换，提升气体温度，进一步降低废气的相对湿度。

作为本发明进一步的方案：一级换热器的冷媒为经过一级冷凝器冷却后的废气，一级冷凝器的冷媒为冷水机组产生的冷冻水。

作为本发明进一步的方案：所述折流板除雾器的折流板折弯数量为2-5层，折流板板间距为18-75mm，折流板除雾器的表面风速为1.8-4.8m/s。

作为本发明进一步的方案：填料除雾层对应的气流方向为垂直安装，气流自下往上流动，填料种类包括但不限于粒状填料、蜂窝状、丝网状填料、球形填料、不规则多孔填料，比表面积大于200m/m，孔隙率大于95％。

作为本发明进一步的方案：一级换热器为板式换热器或管壳式换热器，一级换热器设置有排液口，热侧气流方向为垂直或具备倾斜角度水平安装，倾斜角度大于5度。

作为本发明进一步的方案：一级冷凝器的表面冷却面为金属材质，一级冷凝器的底板设置有坡度，并设置排液口，坡度大于2‰。

作为本发明进一步的方案：冷水机组的冷冻水出水温度为3～7℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明涉及的方法，采用多级除雾降湿方法进行组合，可实现废气中液态水和气态水的去除，不仅能够有效去除废气中的水雾，还可以降低废气的相对湿度。

本发明涉及的方法，采用间壁式换热器对经过冷凝除湿的废气进行升温，即有效利用了废气原有的温度和热能，提升了最终废气的温度以降低了废气相对湿度，同时利用冷凝后的冷测废气对经过初步除雾的热侧废气进行冷凝，亦可一定程度降低热侧废气含水量，具有节能且高效的优势。

本发明涉及的方法，采用阶梯式的除雾方法组合，从初步去除大液滴水雾，到去除亚微级水雾，最终去除气态水分子(纳米级)，该形式可大大提升除雾效果，增强系统的运行可靠性，节省运行成本和投资成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

(1)-折流板除雾器、(2)-填料除雾层、(3)-一级换热器、(4)-一级冷凝器、(5)-引风装置、(6)-冷水机组。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

案例背景：废气来源于地埋式污水池液位以上空间的换气废气，废气流量为1000m3/h，温度为55～60℃，由于污水温度较高，导致污水池上空雾气弥漫，换气废气的含湿量很高，需进行除雾降湿。

参阅图1，本发明实施例中一种高效节能的废气除雾降湿装置，包括折流板除雾器1)、填料除雾层2、一级换热器3、一级冷凝器4、引风装置5和冷水机组6，所述折流板除雾器1通过废气管道与填料除雾层2连接，所述填料除雾层2通过废气管道与一级换热器3连接，所述一级换热器3通过废气管道分别连接有一级冷凝器4和引风装置5，所述一级冷凝器4通过冷媒管道与冷水机组6循环连接，一级冷凝器4通过废气管道与一级换热器3连接，一级换热器3、一级冷凝器4、折流板除雾器1和填料除雾层2均连接排水管道，所述一级换热器3、一级冷凝器4、折流板除雾器1和填料除雾层2生产过程中的污水经管道排至外部的污水处理系统或污水管网。

一种高效节能的废气除雾降湿工艺，包括以下步骤：1)、未经处理的废气经引风装置5进入折流板除雾器1，由于大颗粒雾粒比重较大，当气流运动至折流板转弯处时被捕集到折流板表面，通过折流板除雾器1的惯性除雾原理，达到初步降低废气中水汽含量。折流板除雾器1；2)、然后带有雾沫的气体上升通过填料除雾层2，利用填料除雾层2对废气中雾沫进行捕集处理；3)、废气经过两级除雾后进入一级换热器3，经过与一级换热器3的冷媒进行热交换，降低废气的温度，将有部分气态水分子在换热器表面液化成液滴，降低废气中水的含量；4)、经过降温的废气经过一级冷凝器4，废气与一级冷凝器4表面接触，废气被冷却，温度降低，同时，废气中的气态水变成凝结水析出，经过冷凝后的废气，经引风装置引入一级换热器3，与进入一级冷凝器4之前的相对高温废气热交换，提升气体温度，进一步降低废气的相对湿度，一级换热器3的冷媒为经过一级冷凝器4冷却后的废气，一级冷凝器4的冷媒为冷水机组6产生的冷冻水。

本案例中所述折流板除雾器1的折流板折弯数量为2层，折流板板间距为40mm，折流板除雾器1的表面风速为3m/s，填料除雾层2对应的气流方向为垂直安装，气流自下往上流动，填料采用1英寸多面空心球填料，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与填料表面相碰撞而被附着在填料表面上。填料表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降，使雾沫形成较大的液滴沿着填料形成水膜。填料的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，可以捕集废气中液滴，使得同时填料表面水膜局部形成液滴并越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从填料上分离下落，确保填料系统不堵塞。气体通过填料除雾层后，基本上不含雾沫，但是相对湿度仍大于100％，需进一步降低。废气经过两级除雾后进入一级换热器3，进入一级换热器3的热端废气温度为55℃，一级换热器3冷媒为经过一级冷凝器4冷却后的废气，冷媒的温度为20℃，经过与冷媒的热交换，废气的温度降低到45℃，一级换热器3为板式换热器，一级换热器3设置有排液口，热侧气流方向为垂直或具备倾斜角度水平安装，倾斜角度5度。经过降温的废气将经过一级冷凝器4，一级冷凝器4的冷媒为冷水机组5的冷冻水，冷冻水温度为7℃。废气与一级冷凝器4表面接触，由于冷凝器的表面温度低于废气的温度，于是废气被冷却，温度降低；同时，废气中的水份变成凝结水析出，经过冷凝后的废气，废气温度为20℃，绝对含湿量低，经引风装置5引入第一级换热器3，与进入第一级冷凝器4前的相对高温废气热交换，提升温度至30℃，进一步降低废气的相对湿度。此时相对湿度为30％以下，达到后端工艺对废气的要求。一级冷凝器4的表面冷却面为金属材质，一级冷凝器4的底板设置有坡度，并设置排液口，坡度5‰。

本发明涉及的方法是用多种工艺组合，以实现节能高效除雾降湿的目的。经过以上流程后，可去除废气中的液态可见水分子，同时去除了废气中的部分气态水，最终得到低相对湿度的废气，以达到废气预处理的目的。

本发明涉及的方法，采用多级除雾降湿方法进行组合，可实现废气中液态水和气态水的去除，不仅能够有效去除废气中的水雾，还可以降低废气的绝对含水量和相对湿度。

本发明涉及的方法，采用间壁式换热器对经过冷凝除湿的废气进行升温，有效利用了废气原有的温度和热能，提升了最终废气的温度，降低了废气的相对湿度，具有节能且高效的优势。

本发明涉及的方法，采用阶梯式的除雾方法组合，从初步去除大液滴水雾，到去除亚微级水雾，最终去除气态水分子纳米级，该形式可大大提升除雾效果，增强系统的运行可靠性，节省运行成本和投资成本。

实施例二

在实施例二的基础上，冷水机组6的冷冻水出水温度为3℃。可以保证冷却的效果和效率。

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 (8)

1.一种高效节能的废气除雾降湿装置，包括折流板除雾器(1)、填料除雾层(2)、一级换热器(3)、一级冷凝器(4)、引风装置(5)和冷水机组(6)，所述折流板除雾器(1)通过废气管道与填料除雾层(2)连接，所述填料除雾层(2)通过废气管道与一级换热器(3)连接，其特征在于，所述一级换热器(3)通过废气管道分别连接有一级冷凝器(4)和引风装置(5)，所述一级冷凝器(4)通过冷媒管道与冷水机组(6)循环连接，一级冷凝器(4)通过废气管道与一级换热器(3)连接，一级换热器(3)、一级冷凝器(4)、折流板除雾器(1)和填料除雾层(2)均连接排水管道，所述一级换热器(3)、一级冷凝器(4)、折流板除雾器(1)和填料除雾层(2)生产过程中的污水经管道排至外部的污水处理系统或污水管网。

2.如权利要求1所述的一种高效节能的废气除雾降湿工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)未经处理的废气经引风装置(5)进入折流板除雾器(1)，通过折流板除雾器(1)初步降低废气中水汽含量；

2)然后带有雾沫的气体上升通过填料除雾层(2)，利用填料除雾层(2)对废气中雾沫进行捕集处理；

3)废气经过两级除雾后进入一级换热器(3)，经过与一级换热器(3)的冷媒进行热交换，降低废气的温度，将有部分气态水分子在换热器表面液化成液滴，降低废气中水的含量，所述一级换热器(3)的冷媒为经过一级冷凝器(4)后降温的废气；

4)经过一级换热器(3)降温的废气经过一级冷凝器(4)，废气与一级冷凝器(4)表面接触，废气被冷却，温度降低，同时，废气中的气态水变成凝结水析出，经过冷凝后的废气，经引风装置引入一级换热器(3)，与进入一级冷凝器(4)之前的相对高温废气热交换，提升气体温度，进一步降低废气的相对湿度。

3.根据权利要求2所述的一种高效节能的废气除雾降湿工艺，其特征在于，一级换热器(3)的冷媒为经过一级冷凝器(4)冷却后的废气，一级冷凝器(4)的冷媒为冷水机组(6)产生的冷冻水。

4.根据权利要求2或3所述的一种高效节能的废气除雾降湿工艺，其特征在于，所述折流板除雾器(1)的折流板折弯数量为2-5层，折流板板间距为18-75mm，折流板除雾器(1)的表面风速为1.8-4.8m/s。

5.根据权利要求2所述的一种高效节能的废气除雾降湿工艺，其特征在于，填料除雾层(2)对应的气流方向为垂直安装，气流自下往上流动，填料种类包括但不限于粒状填料、蜂窝状、丝网状填料、球形填料、不规则多孔填料，比表面积大于200m/m，孔隙率大于95％。

6.根据权利要求2所述的一种高效节能的废气除雾降湿工艺，其特征在于，一级换热器(3)为板式换热器或管壳式换热器，一级换热器(3)设置有排液口，热侧气流方向为垂直或具备倾斜角度水平安装，倾斜角度大于5度。

7.根据权利要求2所述的一种高效节能的废气除雾降湿工艺，其特征在于，一级冷凝器(4)的表面冷却面为金属材质，一级冷凝器(4)的底板设置有坡度，并设置排液口，坡度大于2‰。

8.根据权利要求2所述的一种高效节能的废气除雾降湿工艺，其特征在于，冷水机组(6)的冷冻水出水温度为3～7℃。