CN110772938A - 一种集约式烟羽治理净化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集约式烟羽治理净化系统及方法，包括第一换热器和第二换热器，第一换热器与第二换热器连通；第一换热器包括管体和包裹于管体外的壳体，管体用于烟气流通，壳体用于尾气流通，管体的温度高于壳体的温度；第二换热器包括管体和包裹于管体外的壳体，管体用于冷风流通，壳体用于烟气流通，壳体的温度高于管体的温度；第一换热器的壳体出口用于烟气的排出。本发明可通过合理的设备设计及巧妙的系统设计实现对烟羽的综合治理，尤其对于改造项目，可利用极省的占地有效的解决烟羽治理实施难度大，治理效果差的问题。

Description

一种集约式烟羽治理净化系统及方法

技术领域

本发明涉及废弃物处理领域，具体的，涉及一种集约式烟羽治理净化系统及方法。

背景技术

在钢铁行业各个生产单元的排烟过程中，经常出现高湿度烟气“白羽”现象，由于我国钢铁企业普遍体量巨大，因此这种“白羽”不但对环境造成了一定的影响，还加重了空气中雾霾的形成，更是造成了大量的水蒸汽浪费。随着国内超净排放的大力推进，空气含尘得到了有效控制，但一直以来大面积的雾霾天气并没有得到抑制和缓解，随着环保力度的加大和对雾霾成因的大量调研，烟羽排放是产生雾霾的重要因素之一，因此消除烟羽成为了解决雾霾的必要环节，所以提供一种集约高效切实可行的烟羽治理方案显得尤为重要。

发明人认为，治理烟羽现象，需要综合考虑场地、烟羽消除及净化效果、能耗等方面的因素，而形成一套集约高效的烟羽治理净化系统，尤其对于改造项目，需要考虑其占地情况、适用情况、达标情况，以有效的解决烟羽治理实施难度大，治理效果差的问题。

发明内容

针对现有对于烟羽的治理不力的不足，本发明旨在提供一种集约式烟羽治理净化系统及方法，本发明可通过合理的设备设计及巧妙的系统设计实现对烟羽的综合治理，尤其对于改造项目，可利用极省的占地有效的解决烟羽治理实施难度大，治理效果差的问题，尤其适用于较洁净湿烟气如连铸二冷排蒸汽、锅炉蒸汽放散等场合的烟羽治理。

本发明的第一目的，是提供一种集约式烟羽治理净化系统。

本发明的第二目的，是提供一种集约式烟羽治理净化方法。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先本发明公开了一种集约式烟羽治理净化系统，包括第一换热器和第二换热器，第一换热器与第二换热器连通；第一换热器包括管体和包裹于管体外的壳体，管体用于烟气流通，壳体用于尾气流通，管体的温度高于壳体的温度；第二换热器包括管体和包裹于管体外的壳体，管体用于送入的冷风流通，壳体用于烟气流通，管体的温度低于壳体的温度；第二换热器的出口用于烟气的排出。烟气先在第一换热器中与经过第一换热器和第二换热器处理的烟气进行初步的换热，降低温度，再在第二换热器中经过和冷风的较为深度的换热，进一步降低温度，最后经过第一换热器和第二换热器处理的烟气在经过第一换热器升温后排出。

进一步，所述第一换热器与所述第二换热器通过中部联箱连接，中部联箱能够存储来自于第一换热器的冷凝水。

进一步，所述第一换热器的出口处安装有斜向板件，尾气经过第一换热管后能够通过斜向板件冷凝产生冷凝水，冷凝水能够通过斜向板件回流至第一换热器与第二换热器连接处，也即中部联箱。

进一步，所述中部联箱设有检查孔和冲洗装置。

进一步，所述第二换热器连接第一风机，以获得冷风。

进一步，还包括第二风机，第二风机连通第二换热器的壳体的出口和第一换热器的壳体的入口，第二风机能够将来经过第二换热器处理的烟气输送至第一换热器作为尾气。

进一步，所述第一换热器和所述第二换热器均采用列管式换热器，第二换热器的管件采用错位布置。

进一步，第二换热器的管件水平倾斜坡向空气出口。

进一步，第二换热器的出口连通集气脱水器，集气脱水器内安装环形挡板，以分隔进风口和出风口，改变风向；

集气脱水器和第二风机底部安装冷凝水回收机构。

进一步的，所述第一换热器、中部联箱、第二换热器、集气脱水器、第二风机等设备为由上至下纵向布置于支撑框架内，设备尾气排放烟囱直接布置于顶部框架上部，最大限度减少占地。

其次本发明公开了一种集约式烟羽治理净化方法，原烟气流通经过第一换热器的管体和第二换热器的壳体，在第一换热器经过初步降温后再于第二换热器进行深度降温冷凝，冷凝除湿后的烟气经过脱水经风机送入第一换热器的壳体，与原烟气换热升温后排入大气。

进一步，经过第一换热器和第二换热器的烟气能够通过原烟囱排放。

进一步的，所述的集约式烟羽治理净化方法具体包括以下步骤：

1)烟气经过第一换热器的管件内，尾气经过第一换热器的壳体内，保证管件内维持较高温度，同时有效提升尾气温度，降低烟气的温度；

2)经过第一换热器处理的烟气通入第二换热器的壳体内，第二换热器的管件内输入冷风，利用冷风对烟气进行冷却；

3)经过第二换热器处理的烟气冷凝脱水，烟气脱水后进入第一换热器作为尾气；

4)尾气经过第一换热器出口时再次脱水并排出。

进一步，当第二管热器的管件内降温不足时，可在冷风入口侧增加雾化喷嘴进一步降低冷风温度。

进一步，经过第二换热器处理的烟气进入集气脱水器，集气脱水器能够对经过第二换热器处理的烟气进行脱水。

进一步，第一换热器的底部设置有斜隔板，尾气经过第一换热器时脱水，脱除的水通过斜隔板设置回流到中部联箱中。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

1)本发明中，对烟气采用了先降温再升温的烟羽治理技术路线，即烟气先在第一换热器中与经过第一换热器和第二换热器处理的烟气进行初步的换热，降低温度，再在第二换热器中经过和冷风的较为深度的换热，进一步降低温度，最后经过第一换热器和第二换热器处理的原烟气再经过第一换热器升温后排出，有效利用了原烟气、经过第一换热器和第二换热器处理后的烟气之间的温差进行换热，实现了能源循环利用，有效减少运行能耗并减少系统附加设备。

2)本发明中第一换热器和第二换热器均采用列管式换热器，其中第一换热器管件纵向布置以增大原烟气的流通速度，使其保持较高温度以提升排放烟气的温度，并提升换热效率；换热器底部设置有斜隔板，可集中收集排放烟气中脱除的夹带水，通过隔板将收集的烟气夹带水送回至凝水收集系统。

3)本发明中第二换热器采用风机驱动自然风与原烟气进行间接换热，将原烟气冷却，第二换热器的管件水平布置，保证管件内冷风温度波动小；同时第二换热器的管件采用错位布置，提高烟气接触时间以实现对原烟气的高效降温冷凝，同时错位布置的换热器结构还可起到对冷凝水的脱水作用。

4)本发明中集气脱水器采用分隔设计，使冷却后的烟羽带水气体通过静置、沉降、折返等方式脱水，同时采用进出风口分隔设计改变风向，加强脱水效果。

5)本发明中第一换热器底部设置斜隔板，脱除的水可通过斜隔板回流至中部联箱，有效脱除烟气水分。

6)本发明的中部联箱设有检查孔和冲洗机构，充分考虑了系统检修维护的需要和检修维护的有效性。

7)本发明中各设备由上至下纵向布置于支撑框架内，最大限度减少占地。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例1系统构成图。

图中，1、切断阀，2、烟羽排放烟囱，3、烟气接出管道，4、第一换热器，5、尾气排放烟囱，6、中部联箱，7、第二换热器，8、集气脱水器，9、冷凝水回收机构，10、第二风机，11、风机前联通管，12、风机后联通管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所述，针对现有对于烟羽的治理力度的不足，本发明旨在提供一种集约式烟羽治理净化系统及方法，本发明可通过合理的设备设计及巧妙的系统设计实现对烟羽的综合治理，尤其对于改造项目，可利用极省的占地有效的解决烟羽治理实施难度大，治理效果差的问题，尤其适用于较洁净湿烟气如连铸二冷排蒸汽等场合的烟羽治理，现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。

实施例1

如图1所示，本发明的一种集约式高效烟羽治理净化系统包括第一换热器4、中部联箱6、第二换热器7、集气脱水器8、冷凝水回收机构9、第一风机和第二风机10，第一换热器4通过中部联箱6连通第二换热器7，第二换热器7连通集气脱水器8，第二换热器7的管侧入口连通第一风机以获得冷风，在第二换热器7中的烟气能够与冷风换热，集气脱水器8和风机底部安装冷凝水回收机构9；第二换热器7壳侧的出口连通第二风机10的入口，第二风机10的出口连通第一换热器4的壳侧入口，来自于第二换热器7的经过处理的烟气通过第二风机10的循环能够继续排入第一换热器4，将经过第二换热器7处理过的烟气送入第一换热器4中，与来自于高温烟羽排放烟囱2的烟气换热升温后，经尾气排放烟囱5排入大气，此时的排放气体经过冷却、脱水、升温实现无白排放。

在本实施例以下的描述中，将经过第二换热器7处理得到的相对低温的烟气称为尾气。

通过第一换热器4将高温的原烟气与降温脱水后的尾气换热，使尾气升温，使原烟气初步降温，原烟气通过第一换热器4，降温后进入中部联箱6，由于经过了初步的降温，烟气中的水蒸气有一部分凝结，在中部联箱6中积沉。中部联箱6上设置检查孔和冲洗装置，便于设备检修维护。

本实施例中的高温烟气的来源是高温烟羽排放烟囱2，本实施例中的尾气的来源是尾气排放烟囱5，高温烟羽排放烟囱2通过烟气接出管道3连通第一换热器4的管侧入口，尾气排放烟囱5通过尾气排放管道连通第一换热器4的壳侧出口；在高温烟羽排放烟囱2顶部和烟囱接出管道加设切断阀门1，防止烟羽直接排放。

可以理解的是，请参考图1，中部联箱6为一具有空腔的箱体，检查孔为在箱体表面开设的孔，冲洗装置则包括阀门、连通阀门的管道和连通管道的水源，冲洗装置的的开口安装于中部联箱6的内部。

在本实施例中，第一换热器4和第二换热器7均使用列管式换热器，其中，第二换热器7的管件水平倾斜坡向空气出口，第二换热器7的管件采用错位布置以提高烟气与冷风的接触时间并起到对冷凝水的脱水作用，具体的，管件水平坡度布置，以3％的角度坡向空气出口，保证空气流通顺畅；当降温不足时可采用在空气入口侧增加水雾化喷嘴形成蒸发冷却环境进一步降低冷风温度。

可以理解的是，由于本实施例所采用的换热器为列管式散热器，因此其管件为列管式散热器的列管；列管的错位设置也即多个列管的端部位于相异的平面的设置。

烟气经过中部联箱6进入第二换热器7，通过第二换热器7，烟气与冷风进行充分换热，将烟气温度最大限度降低，同时实现冷凝水回收，通过第二换热器7的烟气携带冷凝水气进入集气脱水器8，在集气脱水器8内通过静置变向，碰撞等方式将冷凝水从烟气中脱除。

可以理解的是，第二换热器7通过第一风机获得冷风，第一风机连通第二换热器7的管体，使得在第二换热器7壳体的烟气能够与第二换热器7管体的冷风充分换热，烟气的温度进一步降低。

集气脱水器8和风机底部安装冷凝水回收机构9，有效收集冷凝水并将其回收再利用。

可以理解的是，本实施例中冷凝水回收机构9具体为一盒体，盒体的位于集气脱水器8和风机的下方，用于盛装冷凝水。在其他实施例中，冷凝水回收机构9具体还可以采用袋体、集水膜等形式。

冷却脱水后的烟气通过风机前联通管11引入第二风机10，再通过第二风机10及风机后联通管12，将尾气送入第一换热器4中，与原高温烟气换热升温后，经尾气排放烟囱5排入大气，此时的排放气体经过冷却、脱水、升温实现无白排放。

可以理解的是，集气脱水器8是利用系统特殊的结构形式，匹配的一种适合的集气脱水装置，利用气流折返，碰撞，导流的原理，采用双筒夹层设计，有效收集冷凝脱除的水分。

可以理解的是，集气脱水器8为本领域的常用设备，在此不再赘述其具体结构。

可以理解的是，集气脱水器8内设一圈挡板，形成进出风口分隔设计改变风向，加强脱水效果；第二风机10通过风机前联通管11和风机后联通管12分别连通第二换热器7的管体和第一换热器4的壳体。

需要说明的是，所述第一换热器4、中部联箱6、第二换热器7、集气脱水器8、第二风机10等设备为由上至下纵向布置于支撑框架内，设备尾气排放烟囱5直接布置于顶部框架上部，最大限度减少占地。

实施例2

实施例2公开了一种集约式烟羽治理净化方法，烟气流通经过第一换热器4的管体和第二换热器7的壳体，原烟气在第一换热器4经过初步降温后再于第二换热器7深度降温。

经过第一换热器4和第二换热器7两级降温后的烟气再经过与第一换热器4内的高温原烟气换热升温后通过尾气排放烟囱5排放。

具体的，所述的集约式烟羽治理净化方法具体包括以下步骤：

1)烟气经过第一换热器4的管件内，尾气经过第一换热器4的壳体内，保证管件内维持较高温度，同时有效提升排放尾气温度，降低原烟气温度；

2)经过第一换热器4处理的原烟气通入第二换热器7的壳体内，第二换热器7的管件内输入冷风，利用冷风对烟气进行进一步冷却；

3)经过第二换热器7冷却后的烟气经过集气脱水器8脱水，烟气脱水后进入第一换热器4作为尾气升温；

4)尾气经过第一换热器4出口时再次脱水并排出。

进一步，当第二管热器的管件内降温不足时，可在冷风入口侧增加水雾化喷嘴进一步降低冷风温度。

进一步，经过第二换热器7处理的烟气进入集气脱水器8，集气脱水器8能够对经过第二换热器7处理的烟气进行脱水。

进一步，第一换热器4的底部设置有斜隔板，尾气经过第一换热器4时脱水，脱除的水通过斜隔板设置回流到中部联箱6中。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种集约式烟羽治理净化系统，其特征在于，包括第一换热器和第二换热器，第一换热器与第二换热器连通；第一换热器包括管体和包裹于管体外的壳体，管体用于烟气流通，壳体用于尾气流通，管体的温度高于壳体的温度；第二换热器包括管体和包裹于管体外的壳体，管体用于烟气流通，壳体用于送入的冷风流通，管体的温度高于壳体的温度；第二换热器的出口用于烟气的排出。

2.如权利要求1所述的集约式烟羽治理净化系统，其特征在于，所述第一换热器与所述第二换热器通过中部联箱连接，中部联箱能够存储来自于第一换热器的冷凝水。

3.如权利要求1所述的集约式烟羽治理净化系统，其特征在于，所述第一换热器的出口处安装有斜向板件，尾气经过第一换热管后能够通过斜向板件将烟气夹带的冷凝水收集，冷凝水能够通过斜向板件回流至第一换热器与第二换热器连接处。

4.如权利要求1所述的集约式烟羽治理净化系统，其特征在于，所述第一换热器纵向设置，所述第二换热器横向设置。

5.如权利要求1所述的集约式烟羽治理净化系统，其特征在于，还包括第一风机和第二风机，所述第二换热器连接第一风机，以获得冷风；第二风机连通第二换热器的管体的出口和第一换热器的壳体的入口，第二冷风机能够将来经过第二换热器处理的烟气输送至第一换热器作为尾气；

第二换热器的出口连通集气脱水器，集气脱水器内安装环形挡板，以分隔进风口和出风口，改变风向。

6.如权利要求5所述的集约式烟羽治理净化系统，其特征在于，所述集气脱水器和所述第二风机底部安装冷凝水回收机构。

7.如权利要求1所述的集约式烟羽治理净化系统，其特征在于，所述第一换热器和所述第二换热器均采用列管式换热器，第一第二换热器的管件错位布置。

8.如权利要求1所述的集约式烟羽治理净化系统，其特征在于，第二换热器的管件水平倾斜坡向空气出口。

9.如权利要求1～8任意一项所述的一种集约式烟羽治理净化方法，其特征在于，烟气流通经过第一换热器的管体和第二换热器的壳体，在第一换热器经过初步降温后再于第二换热器深度降温。

10.如权利要求9所述的集约式烟羽治理净化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)烟气经过第一换热器的管件内，尾气经过第一换热器的壳体内，保证管件内维持较高温度，同时有效提升尾气温度，降低原烟气的温度；

2)经过第一换热器处理的烟气通入第二换热器的壳体内，第二换热器的管件内输入冷风，利用冷风对烟气进行冷却；

3)经过第二换热器冷却处理的原烟气经过脱水，烟气脱水后进入第一换热器进行升温后排放；

4)尾气经过第一换热器出口时再次脱水并排出。

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