CN110368794B - 一种烟气多段式消白装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟气多段式消白装置，包括除雾部，喷淋部，超净化部和换热部，换热部的排气管连接烟囱；除雾部前端连接有进烟管道，除雾部对烟气进行除雾处理，去除烟气中的水雾和烟尘；喷淋部对经过除雾部处理的烟气进行脱硫处理，去除烟气中的有害物质，包括二氧化硫、一氧化硫、一氧化氮、二氧化氮和烟尘，同时对烟气进行降温；超净化部进一步去除烟气中的水雾和烟尘等有害物质，并且将烟尘含量降低至不大于每立方米4mg；换热部和进烟管道进行热交换，对烟气进行加热，以降低相对含湿量。与现有技术相比，本发明具有优秀的消白功能，能耗低，需要耗费的资源也少，从而提高了性价比，适于大范围内推广使用，保护环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气多段式消白装置。
背景技术
目前国内绝大多数钢铁、焦化、化工行业的烟气在排放前大都进行了喷淋或湿法脱硫，温度降至45℃-55℃，此时的烟气通常是饱和湿烟气，烟气中含有大量水蒸汽，水蒸汽中含有较多的溶解性盐、二氧化硫、一氧化硫、三氧化硫等硫化物和凝胶粉尘、微尘等杂质（都是雾霾的主要成分)。如果烟气由烟囱直接排出，进入温度较低的环境空气中，由于环境空气的饱和湿度比较低，在烟气温度降低过程中，烟气中的水蒸汽会凝结形成湿烟羽。
对于烟气消白，首先我们要明确一个观念，烟气消白消除的不是视觉上的污染，而是比较彻底的消除烟气中的氮氧化物，硫化物，各种烟尘颗粒物，气溶胶，各种结晶盐颗粒物质。这才是环保烟气消白所真正面临的困难。消白最准确的说法，应该叫有色烟羽治理。
湿烟羽的形成机理：湿烟气在排出时，其湿度和温度较高，其与环境空气的相对含湿量均小于100%，处于未饱和状。在与环境空气混合后，温度逐渐降低，从而变为饱和湿烟气。再和环境空气混合后，温度经一步降低，随着湿烟气温度的降低，饱和湿烟气的绝对含湿量降低，湿烟气中过饱和的水蒸气凝结成液态小水滴，小水滴对光线产生折射、散射作用，从而使烟囱出口的烟羽呈现白色或者灰色，从而形成湿烟羽。
现在企业消白一般先对烟气进行降温冷凝（间接换热降温或冷源热换热降温），再对烟气进行加热（蒸汽加热、电加热、热泵、热二次风）。
优点：1、技术成熟，容易操作，使用范围较广；2、有效降低烟气中的绝对含湿量，能够真正消除部分有害的物质。
缺点：1、设备造价成本较高，易出现腐蚀现象；2、能耗和运行费用较高；3、换热效率低。
根据湿烟羽形成及消散的机理，目前常用的方法归纳为：烟气加热技术、烟气冷凝技术、烟气先冷凝再热技术及各种方法的组合技术。这些技术的组合总的来讲，其达到的目的是消白、节能、投资低，即“性能/投资=性价比”高。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了一种烟气多段式消白装置，具有优秀的消白功能，能耗低，需要耗费的资源也少，从而提高了性价比，适于大范围内推广使用，保护环境。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种烟气多段式消白装置，包括除雾部，喷淋部，超净化部和换热部，所述换热部的排气管连接烟囱；所述除雾部前端连接有进烟管道，所述除雾部对烟气进行除雾处理，去除烟气中的水雾和烟尘；所述喷淋部对经过除雾部处理的烟气进行脱硫处理，去除烟气中的有害物质，包括二氧化硫、一氧化硫、一氧化氮、二氧化氮和烟尘，同时对烟气进行降温；所述超净化部进一步去除烟气中的水雾和烟尘等有害物质，并且将烟尘含量降低至不大于每立方米4mg；所述换热部和所述进烟管道进行热交换，对烟气进行加热，以降低相对含湿量。
上述技术方案中，优选地，所述除雾部内设置有冷却部，所述冷却部将所述除雾部内腔分为上部的电气腔和下部的湿腔，所述电气腔设置有电气设备用于驱使冷却部温度下降；所述湿腔内设置有水液，所述水液内设置有气液混合部，所述气液混合部连接有第一进气管，所述第一进气管连接所述进烟管道；所述冷却部内设置有两道冷却风道，所述冷却风道弯曲螺旋向上延伸，并且在上下两端相互汇合，所述冷却风道将烟气进行冷却使得水雾配合烟尘凝结成水滴，从而和烟气相脱离；所述冷却风道上端连接有第一排气管，所述第一排气管端部设置有连接法兰；所述湿腔侧壁设置有进水管，所述湿腔底部设置有排水管，所述排水管端部设置有密封盖板。
上述技术方案中，优选地，所述气液混合部外表面设置有若干个透气孔，从透气孔排出的烟气充分和所述水液接触混合提高除尘效果；所述气液混合部和所述第一进气管为转动连接，烟气流通时使得所述气液混合部转动。
上述技术方案中，优选地，所述冷却风道底端汇合为连通口；所述冷却部底部设置有向上拱起的底面，所述底面顶部设置有所述连通口。
上述技术方案中，优选地，所述喷淋部设置有倾斜的顶部，所述顶部正中设置有平板，所述平板上设置有泵；所述喷淋部底部设置有两根第二进气管，所述第二进气管开口朝上设置，并且和竖直线呈45度至60度夹角；所述第二进气管上方各设置有一根第一喷淋管，所述第一喷淋管作用于所述第二进气管喷出的烟气；所述泵设置有支撑杆，所述支撑杆伸入所述喷淋部内部并且端部设置有电机部，所述电机部底部转动设置有回转头，所述回转头设置有若干片叶片，所述叶片底部设置有喷淋口，所述支撑杆内设置有水路管道并且连接至所述叶片上的喷淋口，所述喷淋口喷射雾化反应液，使其和烟气中的有害物质进行化学反应；所述喷淋部内位于所述电机部的上方设置有反应催化部，所述反应催化部上方设置有第二喷淋管，所述第二喷淋管朝向反应催化部喷洒反应液；所述喷淋部底端设置有回液口，所述回液口将反应液回收循环利用。
上述技术方案中，优选地，所述泵顶部设置有进液口，所述进液口通过管路连接外接反应液仓；所述反应液仓设置有降温装置；所述反应液和所述烟气中的有害物质进行反应，从而将其从烟气中去除。
上述技术方案中，优选地，所述第一喷淋管前端设置有向下倾斜的可调节方向的喷淋面板，所述喷淋面板的方向调节为垂直所述第二进气管的轴线。
上述技术方案中，优选地，所述喷淋部顶部设置有横杆，所述横杆端部设置有弹性拉绳，所述弹性拉绳底端连接有水斗，所述顶部设置有斜向下伸出的扁平的探杆，所述探杆设置有互相弯曲朝下的前端，所述前端位于所述水斗上方，烟气流经所述探杆的位置发生便宜而水汽在探杆上残留，最终汇集成水珠从前端离开所述探杆；所述喷淋部内壁上位于所述水斗下方设置有斜向上3-10度的斜平台，所述斜平台上设置有斜挡板，所述斜平台的低处设置有漏水孔，所述喷淋部侧壁插入有检测pH的检测头，所述检测头的端部盖在所述漏水孔上且所述漏水孔依旧有漏水的间隙。
上述技术方案中，优选地，所述水斗底部朝向所述斜挡板一面设置有弧形外壁，另一侧面设置有斜外壁；所述水斗下移至所述斜挡板上，在弧形外壁的作用下使得水斗倾倒从而其内部积攒的液体流出。
上述技术方案中，优选地，所述顶部设置有排烟管，所述排烟管设置有三通头，所述三通头另一通连接所述超净化部，最后一通连接所述第二进气管。
本发明具有优秀的消白功能，能耗低，需要耗费的资源也少，从而提高了性价比，适于大范围内推广使用，保护环境。
附图说明
图1是本发明的除雾部结构示意图。
图2是本发明的喷淋部结构示意图。
图3是图2中A处结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：如图1至图3所示，一种烟气多段式消白装置，包括除雾部1，喷淋部5，超净化部和换热部，所述换热部的排气管连接烟囱；所述除雾部1前端连接有进烟管道，所述除雾部1对烟气进行除雾处理，去除烟气中的水雾和烟尘；所述喷淋部5对经过除雾部处理的烟气进行脱硫处理，去除烟气中的有害物质，包括二氧化硫、一氧化硫、一氧化氮、二氧化氮和烟尘，同时对烟气进行降温；所述超净化部进一步去除烟气中的水雾和烟尘等有害物质，并且将烟尘含量降低至不大于每立方米4mg；所述换热部和所述进烟管道进行热交换，对烟气进行加热，以降低相对含湿量。
所述除雾部1内设置有冷却部3，所述冷却部3将所述除雾部1内腔分为上部的电气腔12和下部的湿腔11，所述电气腔12设置有电气设备用于驱使冷却部3温度下降；所述湿腔11内设置有水液10，所述水液10内设置有气液混合部2，所述气液混合部2连接有第一进气管21，所述第一进气管21连接所述进烟管道；所述冷却部3内设置有两道冷却风道33，所述冷却风道33弯曲螺旋向上延伸，并且在上下两端相互汇合，所述冷却风道33将烟气进行冷却使得水雾配合烟尘凝结成水滴，从而和烟气相脱离；所述冷却风道33上端连接有第一排气管15，所述第一排气管15端部设置有连接法兰151；所述湿腔11侧壁设置有进水管13，所述湿腔11底部设置有排水管14，所述排水管14端部设置有密封盖板141。
所述气液混合部2外表面设置有若干个透气孔，从透气孔排出的烟气充分和所述水液接触混合提高除尘效果；所述气液混合部2和所述第一进气管21为转动连接，烟气流通时使得所述气液混合部2转动。
所述冷却风道33底端汇合为连通口32；所述冷却部3底部设置有向上拱起的底面31，所述底面31顶部设置有所述连通口32。
所述喷淋部5设置有倾斜的顶部51，所述顶部51正中设置有平板52，所述平板52上设置有泵7；所述喷淋部5底部设置有两根第二进气管54，所述第二进气管54开口朝上设置，并且和竖直线呈45度至60度夹角；所述第二进气管54上方各设置有一根第一喷淋管55，所述第一喷淋管55作用于所述第二进气管54喷出的烟气；所述泵7设置有支撑杆71，所述支撑杆71伸入所述喷淋部5内部并且端部设置有电机部6，所述电机部6底部转动设置有回转头61，所述回转头61设置有若干片叶片62，所述叶片62底部设置有喷淋口63，所述支撑杆71内设置有水路管道并且连接至所述叶片62上的喷淋口63，所述喷淋口63喷射雾化反应液，使其和烟气中的有害物质进行化学反应；所述喷淋部5内位于所述电机部6的上方设置有反应催化部8，所述反应催化部8上方设置有第二喷淋管81，所述第二喷淋管81朝向反应催化部8喷洒反应液；所述喷淋部5底端设置有回液口56，所述回液口56将反应液回收循环利用。反应催化部8帮助反应液和烟气内的有害物质进行反应，加快其速度，减少烟气循环次数，从而提升效率。第二进气管54开口朝上喷烟气，从而使其能够尽快接触反应液，加快反应速度。此外，两股烟气互相撞击摩擦，能够促进分子的运动，从而提升反应速度。叶片62工作时，一边转动，一边喷淋出反应液。转动使其能够在单位时间内，和更多的烟气接触，并且其内部流经的时温度较低的反应液，和烟气接触时，能够吸附水汽形成水珠。
所述泵7顶部设置有进液口72，所述进液口72通过管路连接外接反应液仓；所述反应液仓设置有降温装置；所述反应液和所述烟气中的有害物质进行反应，从而将其从烟气中去除。降温装置将反应液进行降温。
所述第一喷淋管55前端设置有向下倾斜的可调节方向的喷淋面板551，所述喷淋面板551的方向调节为垂直所述第二进气管54的轴线。这样设置，能够初步将烟气和反应液混合时，提高混合效果，从而加快反应速度，减少循环次数。
所述喷淋部5顶部设置有横杆57，所述横杆57端部设置有弹性拉绳571，所述弹性拉绳571底端连接有水斗9，所述顶部51设置有斜向下伸出的扁平的探杆511，所述探杆511设置有互相弯曲朝下的前端，所述前端位于所述水斗9上方，烟气流经所述探杆511的位置发生便宜而水汽在探杆511上残留，最终汇集成水珠从前端离开所述探杆511；所述喷淋部5内壁上位于所述水斗9下方设置有斜向上3-10度的斜平台58，所述斜平台58上设置有斜挡板59，所述斜平台58的低处设置有漏水孔581，所述喷淋部5侧壁插入有检测pH的检测头93，所述检测头93的端部盖在所述漏水孔581上且所述漏水孔581依旧有漏水的间隙。
所述水斗9底部朝向所述斜挡板59一面设置有弧形外壁91，另一侧面设置有斜外壁92；所述水斗9下移至所述斜挡板59上，在弧形外壁91的作用下使得水斗9倾倒从而其内部积攒的液体流出。
所述顶部51设置有排烟管，所述排烟管设置有三通头53，所述三通头53另一通连接所述超净化部，最后一通连接所述第二进气管54。
本装置的水斗9内的液体，来自于探杆511上凝结的水汽。在水斗9内的液体逐渐增加的时候，水斗9也逐渐地下移。当水斗9的弧形外壁91碰到斜挡板59后，如果水斗9内液体再增加，则其会发生倾斜，从而破坏了平衡。这就使得其盛放的液体流出，倾倒在斜平台58上。斜平台58上的液体，再从漏水孔581流出。在漏水孔581上设置了检测pH的检测头93，检测水斗9流出的液体的pH，从而判断烟气内的有害物质是否已经处理完成，符合排放标准。如果还不符合，则排出的烟气经过排烟管53后，再次导向进入第二进气管54内继续进行处理。如果检测到符合排放标准了，则排出的烟气经过排烟管53后，通过三通头53的导向，进入至超净化部工作，然后第二进气管54内输入新的烟气进行工作。
本装置的工作消白流程：
第一步：将烟气接入除雾部，去除烟气中的水雾和烟尘。
第二步：将除雾部出来的烟气接入喷淋部，去除烟气中的剩余的硫、氮和烟尘等有害物质，同时对烟气进行初步降温，喷淋水可以循环利用；同时检测烟气的pH，不达标的话，则再次输入喷淋部继续进行作用；达标后，将烟气输入至超净化部。
第三步：烟气输入至超净化部后，进一步去除烟气中的水雾和烟尘等有害物质，烟尘含量将小于4mg每立方米。
第四步：将烟气接入换热部，对烟气进行加热，以降低相对含湿量；换热部的热量来源之原始的烟气。
本装置工作时消耗的能量较低，换热部利用热烟气与冷烟气进行换热，不需要其它热源。
本装置设置有喷淋管，并且工作时，加叶片旋转喷淋。叶轮内流通有低温的反应液，使其表面能够进行降温，温度低，容易吸附水汽形成水珠。喷淋加快作用，从而除硫。
本装置具有检测pH的检测头，检测PH工作并不是一直进行，而是水杯满了，倒出，再检测。从而能够测一定时间内的平均值。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。
本发明具有优秀的消白功能，能耗低，需要耗费的资源也少，从而提高了性价比，适于大范围内推广使用，保护环境。
Claims (7)
1.一种烟气多段式消白装置，其特征在于：包括除雾部（1），喷淋部（5），超净化部和换热部，所述换热部的排气管连接烟囱；所述除雾部（1）前端连接有进烟管道，所述除雾部（1）对烟气进行除雾处理，去除烟气中的水雾和烟尘；所述喷淋部（5）对经过除雾部处理的烟气进行脱硫处理，去除烟气中的有害物质，包括二氧化硫、一氧化硫、一氧化氮、二氧化氮和烟尘，同时对烟气进行降温；所述超净化部进一步去除烟气中的水雾和烟尘有害物质，并且将烟尘含量降低至不大于每立方米4mg；所述换热部和所述进烟管道进行热交换，对烟气进行加热，以降低相对含湿量；
所述喷淋部（5）顶部设置有横杆（57），所述横杆（57）端部设置有弹性拉绳（571），所述弹性拉绳（571）底端连接有水斗（9），所述顶部（51）设置有斜向下伸出的扁平的探杆（511），所述探杆（511）设置有互相弯曲朝下的前端，所述前端位于所述水斗（9）上方，烟气流经所述探杆（511）的位置发生便宜而水汽在探杆（511）上残留，最终汇集成水珠从前端离开所述探杆（511）；所述喷淋部（5）内壁上位于所述水斗（9）下方设置有斜向上3-10度的斜平台（58），所述斜平台（58）上设置有斜挡板（59），所述斜平台（58）的低处设置有漏水孔（581），所述喷淋部（5）侧壁插入有检测pH的检测头（93），所述检测头（93）的端部盖在所述漏水孔（581）上且所述漏水孔（581）依旧有漏水的间隙；
所述除雾部（1）内设置有冷却部（3），所述冷却部（3）将所述除雾部（1）内腔分为上部的电气腔（12）和下部的湿腔（11），所述电气腔（12）设置有电气设备用于驱使冷却部（3）温度下降；所述湿腔（11）内设置有水液（10），所述水液（10）内设置有气液混合部（2），所述气液混合部（2）连接有第一进气管（21），所述第一进气管（21）连接所述进烟管道；所述冷却部（3）内设置有两道冷却风道（33），所述冷却风道（33）弯曲螺旋向上延伸，并且在上下两端相互汇合，所述冷却风道（33）将烟气进行冷却使得水雾配合烟尘凝结成水滴，从而和烟气相脱离；所述冷却风道（33）上端连接有第一排气管（15），所述第一排气管（15）端部设置有连接法兰（151）；所述湿腔（11）侧壁设置有进水管（13），所述湿腔（11）底部设置有排水管（14），所述排水管（14）端部设置有密封盖板（141）；
所述气液混合部（2）外表面设置有若干个透气孔，从透气孔排出的烟气充分和所述水液接触混合提高除尘效果；所述气液混合部（2）和所述第一进气管（21）为转动连接，烟气流通时使得所述气液混合部（2）转动。
2.根据权利要求1所述的一种烟气多段式消白装置，其特征在于：所述冷却风道（33）底端汇合为连通口（32）；所述冷却部（3）底部设置有向上拱起的底面（31），所述底面（31）顶部设置有所述连通口（32）。
3.根据权利要求1所述的一种烟气多段式消白装置，其特征在于：所述喷淋部（5）设置有倾斜的顶部（51），所述顶部（51）正中设置有平板（52），所述平板（52）上设置有泵（7）；所述喷淋部（5）底部设置有两根第二进气管（54），所述第二进气管（54）开口朝上设置，并且和竖直线呈45度至60度夹角；所述第二进气管（54）上方各设置有一根第一喷淋管（55），所述第一喷淋管（55）作用于所述第二进气管（54）喷出的烟气；所述泵（7）设置有支撑杆（71），所述支撑杆（71）伸入所述喷淋部（5）内部并且端部设置有电机部（6），所述电机部（6）底部转动设置有回转头（61），所述回转头（61）设置有若干片叶片（62），所述叶片（62）底部设置有喷淋口（63），所述支撑杆（71）内设置有水路管道并且连接至所述叶片（62）上的喷淋口（63），所述喷淋口（63）喷射雾化反应液，使其和烟气中的有害物质进行化学反应；所述喷淋部（5）内位于所述电机部（6）的上方设置有反应催化部（8），所述反应催化部（8）上方设置有第二喷淋管（81），所述第二喷淋管（81）朝向反应催化部（8）喷洒反应液；所述喷淋部（5）底端设置有回液口（56），所述回液口（56）将反应液回收循环利用。
4.根据权利要求3所述的一种烟气多段式消白装置，其特征在于：所述泵（7）顶部设置有进液口（72），所述进液口（72）通过管路连接外接反应液仓；所述反应液仓设置有降温装置；所述反应液和所述烟气中的有害物质进行反应，从而将其从烟气中去除。
5.根据权利要求3所述的一种烟气多段式消白装置，其特征在于：所述第一喷淋管（55）前端设置有向下倾斜的可调节方向的喷淋面板（551），所述喷淋面板（551）的方向调节为垂直所述第二进气管（54）的轴线。
6.根据权利要求1所述的一种烟气多段式消白装置，其特征在于：所述水斗（9）底部朝向所述斜挡板（59）一面设置有弧形外壁（91），另一侧面设置有斜外壁（92）；所述水斗（9）下移至所述斜挡板（59）上，在弧形外壁（91）的作用下使得水斗（9）倾倒从而其内部积攒的液体流出。
7.根据权利要求3所述的一种烟气多段式消白装置，其特征在于：所述顶部（51）设置有排烟管，所述排烟管设置有三通头（53），所述三通头（53）另一通连接所述超净化部，最后一通连接所述第二进气管（54）。
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