CN110812980A - 一种炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含复杂成份炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置，属于烟气净化技术领域。该装置包括滤料料斗、滤料分离床、床层连接段、多级滤料过滤床、滤料控制装置、滤料收集与输运装置、热回收器和焦油收集器，滤料料斗下部连接滤料分离床，滤料分离床和过滤床之间设置床层连接段，过滤床下方设置滤料控制装置和滤料收集与输运装置，滤料分离床和过滤床平行处设置热回收器，热回收器下方为焦油收集器。采用多组份混合滤料，滤料经过分离床流动分离后，在过滤床内自动形成大颗粒在前、细颗粒在后的分级过滤。在过滤床内烟气被过滤，在热回收器内热量、气态焦油被冷凝回收。该装置结构简单、操作容易，可同时实现净化、热回收、资源化。

Description

一种炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，特别是指一种含复杂成份粉尘的炉窑高温烟气净化与资源化综合利用装置。
背景技术
冶金、化工、能源等工业生产中，高温烟气中粉尘成份非常复杂，不仅有固态粉尘、甚至还有凝结性粘性粉尘、气态粉尘，如焦油气、含低熔点金属粉尘废气等。目前常采用两种处理方式，一种是先降低温度后除尘，这种方式散失大量的高温热量，余热回收率极低；另一种是先余热回收后除尘，烟气中含有复杂成份的粉尘会粘结在换热器中，大大影响换热器的寿命。颗粒层过滤技术兼顾了除尘效率与余热回收率，并保障了换热器的良好运行。
目前常见的颗粒床过滤除尘方式有固定床和移动床。固定床过滤器需采用置换法或反吹法对滤料进行清灰，不利于连续运行；移动床过滤器适用于连续运行，但颗粒移动过程中造成颗粒间错位，空隙率增大使过滤效率的降低。多组份颗粒滤层过滤可保证过滤效率并有效降低过滤阻力。
采用倾斜床保证了高的过滤效率与连续运行，但从颗粒床排出的气体中仍含有气态的有机物，仍不是洁净的气体，而且经过换热器后凝结成液态有机物粘结下游设备影响运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置。
该装置包括滤料料斗、滤料分离床、床层连接段、多级滤料过滤床、滤料控制装置、滤料收集与输运装置、热回收器和焦油收集器，滤料料斗下部连接滤料分离床，滤料分离床和多级滤料过滤床之间设置床层连接段，多级滤料过滤床下方设置滤料控制装置和滤料收集与输运装置，滤料分离床和多级滤料过滤床平行处设置热回收器，热回收器下方为焦油收集器。
滤料由滤料料斗进入滤料分离床，在滤料分离床流动分离后进入过滤床；烟气经过滤床进入热回收器后经滤料分离床排出。
滤料为宽分布、多组份混合滤料，材质为冶炼炉融渣或其它耐高温耐腐蚀陶瓷材料。
滤料分离床采用倾斜床层，倾斜角度为滤料休止角，滤料在倾斜床流动过程中实现分离，大颗粒滤料在表层而小颗粒滤料在底层。
热回收器的换热管内的介质流量能够独立控制和调节，通过介质流量控制改变换热管管壁温度，实现管壁粘附焦油的脱落。
该装置中，高温烟气依次通过多级滤料过滤床、热回收器和滤料分离床。本发明采用多组份、宽分布耐高温滤料，滤料在滤料分离床内分离后进入过滤床，分级滤料可提高床层过滤效率、减少滤料带走热损失。过滤床为分级颗粒滤料，过滤固态、粘性粉尘；热回收器回收烟气热量，同时通过冷凝回收气态焦油；分离床起滤料分离、烟气余热回收以及烟气二次过滤净化作用。
具体的，烟气先进入过滤床，与热回收器进行热量交换后，再通过滤料分离床。烟气中的固态和粘性粉尘被过滤床过滤，随滤料带出床层。烟气中的气态焦油在换热过程中凝结于热回收器的换热管，最后流入焦油收集器中，得以回收利用。烟气中的热量与热回收器进行热交换，将冷却水加热得到高温水蒸汽，得以回收利用。
滤料控制装置位于过滤床下部，用于控制床层内滤料的置换速率。热回收器位于过滤床后侧，冷却介质流量根据烟气温度以及焦油凝结厚度控制。焦油收集器位于热回收器下侧，凝结于换热管上的焦油在重力作用下下落到焦油收集器内。
在滤料分离床和过滤床之间装有床层连接段，防止烟气短路，即防止烟气直接从过滤床流入分离床。
分离床采用倾斜床层，倾斜角度为滤料休止角，多组分滤料在倾斜床内流动过程中实现分离，大颗粒在表层而小颗粒在底层。
滤料可选用空心滤料方式，以减少滤料带走热损失。
滤料控制装置采用输送带和振动床组合方式，实现对滤料的有效清灰和再生。
热回收器为单根冷凝管或不同排布方式的冷凝管束。
热回收器内的介质为空气、水、载热油或其他冷却介质。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，该装置可同时实现对高温复杂烟气的过滤，高温余热的回收以及对气态焦油的回收。其结构简单，操作方便，可适应不同工况，排出干净气体，同时可以保护下游装置。
附图说明
图1为本发明的炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置结构示意图。
其中：1-滤料料斗；2-滤料分离床；3-床层连接段；4-多级滤料过滤床；5-滤料控制装置；6-滤料收集与输运装置；7-热回收器；8-焦油收集器。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置。
如图1所示，该装置包括滤料料斗1、滤料分离床2、床层连接段3、多级滤料过滤床4、滤料控制装置5、滤料收集与输运装置6、热回收器7和焦油收集器8，滤料料斗1下部连接滤料分离床2，滤料分离床2和多级滤料过滤床4之间设置床层连接段3，多级滤料过滤床4下方设置滤料控制装置5和滤料收集与输运装置6，滤料分离床2和多级滤料过滤床4平行处设置热回收器7，热回收器7下方为焦油收集器8。
该装置工作过程：将炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置安装于高温烟气管道上。多组份滤料从滤料料斗1依次进入滤料分离床2、床层连接段3和多级滤料过滤床4，高温含尘烟气在多级滤料过滤床4初步净化，固体和粘性粉尘被捕集，滤料控制装置5将带有粉尘的滤料清灰和再生后，输送到滤料收集与输运装置6供循环使用。初步净化后的烟气进入热回收器7进行热量交换，冷却水被加热得到高温蒸汽供动力或市政使用；初步净化后的烟气中有机物(如焦油)被冷却凝结于换热管表面，在重力作用下流入焦油收集器8中，可作为化工原料使用。经过冷却的烟气再次进入滤料分离床2进一步净化和余热回收，排入环境中。
经由实践测试与分析，本发明装置具有以下优点：
1)结构简单，体积小，在高温烟气净化除尘同时实现有机物和高温蒸汽的回收利用。
2)过滤床大颗粒在表层，小颗粒在底部的滤料分布可以实现高的过滤效率和较低的压降。
3)烟气的两次过滤可保证高的净化效果。
4)输送装置速度可调，冷凝装置内冷却介质和冷却介质流量可调，可以适应不同工况。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置，其特征在于：包括滤料料斗(1)、滤料分离床(2)、床层连接段(3)、多级滤料过滤床(4)、滤料控制装置(5)、滤料收集与输运装置(6)、热回收器(7)和焦油收集器(8)，滤料料斗(1)下部连接滤料分离床(2)，滤料分离床(2)和多级滤料过滤床(4)之间设置床层连接段(3)，多级滤料过滤床(4)下方设置滤料控制装置(5)和滤料收集与输运装置(6)，滤料分离床(2)和多级滤料过滤床(4)平行处设置热回收器(7)，热回收器(7)下方为焦油收集器(8)。
2.根据权利要求1所述的炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置，其特征在于：滤料由滤料料斗(1)进入滤料分离床(2)，在滤料分离床(2)流动分离后进入多级滤料过滤床(4)；烟气经多级滤料过滤床(4)进入热回收器(7)后经滤料分离床(2)排出。
3.根据权利要求2所述的炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置，其特征在于：所述滤料为宽分布、多组份实心或空心滤料，滤料材质为冶炼炉融渣或其它耐高温耐腐蚀陶瓷材料。
4.根据权利要求1所述的炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置，其特征在于：所述滤料分离床(2)采用倾斜床层，倾斜角度为滤料休止角，滤料在倾斜床流动过程中实现分离，大颗粒滤料在表层而小颗粒滤料在底层。
5.根据权利要求1所述的炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置，其特征在于：所述滤料控制装置(5)采用输送带和振动床组合方式，实现对滤料颗粒的有效清灰和再生。
6.根据权利要求1所述的炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置，其特征在于：所述热回收器(7)为单根冷凝管或冷凝管束。
7.根据权利要求1所述的炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置，其特征在于：所述热回收器(7)内的介质为冷却介质，包括水、空气、载热油。
8.根据权利要求1所述的炉窑高温烟气的净化与资源化综合利用装置，其特征在于：所述热回收器(7)的换热管内的介质流量能够独立控制和调节，通过介质流量控制改变换热管管壁温度，实现管壁粘附焦油的脱落。
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