CN113019056B - 一种转轮式烟气脱白装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种转轮式烟气脱白装置及工艺，属于烟气脱白技术领域。该装置包括从上至下依次设置顶盖、可绕中心轴自转的柱状主体、底座，其中主体包括多个大小相同的填料腔，每个填料腔内均填充有蓄热材料；顶盖上设有进烟口、排烟口和冷却介质入口；底座包括排液腔、集气腔和冷却腔，排液腔底部设有排液孔，冷却腔底部设有冷却介质出口，排液腔和集气腔之间开设有通道。该装置利用转轮式蓄热结构，通过蓄热材料使得排放烟气其具有一定过热度，从而避免在其排放过程中形成白烟现象，还可将高湿烟气的热量用于采暖。因此，本发明在烟气脱白等场合具有重大节能环保意义。

Description

一种转轮式烟气脱白装置及工艺
技术领域
本发明涉及烟气脱白技术领域，特别是指一种转轮式烟气脱白装置及工艺。
背景技术
近年我国雾霾频发，白色烟羽的关注度越来越高。湿烟气直接排放产生的白色烟羽是雾霾污染的主要成因之一，雾霾的形成需要“雾”的环境，而雾是指大量细微液滴在大气中形成的悬浮体，湿烟气直接排放后与大气混合产生的白色烟羽为雾霾天气的形成创造了条件。因此，有效治理白烟、开发烟气脱白技术具有多重意义,符合我国节能减排的能源发展战略。
脱白技术目前尚处于研发起步阶段，现有的脱白技术存在设备体积庞大、对换热设备防腐蚀要求高、能源综合利用率低等不足之处。
若能够采用转轮式蓄热方法，则可解决上述问题。即：采用转轮式蓄热装置，通过蓄热材料将高湿烟气冷却，使其水蒸气冷凝脱除而变为低湿烟气，并通过转轮实现将前述冷却过程储存的热量用于加热低湿烟气，进而在无需外界热源的情况下使其具有一定过热度，从而避免在其排放过程中形成白烟现象。由于蓄热换热器属于直接接触式换热，换热所需温差小且换热效率高，蓄热材料适合采用非金属材料，因此还可容易的回避酸露点腐蚀问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种转轮式烟气脱白装置及工艺。
该装置包括顶盖、主体、底座，其中，主体的上部覆盖顶盖，主体下部安装在底座上，主体包括填料腔一、填料腔二、填料腔三，顶盖上设有进烟口、排烟口及冷却介质入口，底座包括排液腔、集气腔和冷却腔，排液腔底部设有排液孔，冷却腔底部设有冷却介质出口，排液腔和集气腔之间设有通道。
主体为绕中心轴自转的柱状；主体内沿竖直方向由隔板按扇形均分为填料腔一、填料腔二和填料腔三，顶盖按扇形均分的三个部分分别设置进烟口、排烟口和冷却介质入口，底座上按扇形均分为排液腔、集气腔和冷却腔，顶盖、主体和底座均采用非金属材料加工制造。
填料腔一、填料腔二、填料腔三内均填充有蓄热材料，蓄热材料含多层结构，最上层设有高温相变蓄热材料，其相变温度范围为45℃至85℃；最底层设有低温相变材料，其相变温度范围为5℃至45℃；蓄热材料的填充空隙率小于40％。
具体包括步骤如下：
S1：蓄热步骤：将高湿烟气通过进烟口通入任一个填料腔，并使其穿过该填料腔内的蓄热材料后排出至排液腔，高湿烟气将热量传递给蓄热材料，并由此析出凝结水而变为低湿烟气，其中凝结水经排液孔排出，低湿烟气经通道排出；
S2：放热步骤：通过集气腔回收多个填料腔中处于S1的另一个填料腔排出的低湿烟气，并将低湿烟气通入任一个填料腔，使其通过该填料腔内的蓄热材料后经排烟口排出，蓄热材料将低湿烟气加热以使其具有过热度；
S3：冷却步骤：将冷却介质经冷却介质入口通入任一个填料腔，并使其通过该填料腔内的蓄热材料后排出至冷却腔，冷却介质将蓄热材料冷却以使其恢复蓄热能力，然后经冷却介质出口排出。
其中，该方法每经过一个切换时间后，主体在转动时间内转动一个角度，角度的大小等于360度除以填料腔的个数；且对该装置多个填料腔中的任一个填料腔，均重复执行S1-S3的循环。
上述切换时间是指主体静止的时间，此时主体处于工作阶段，根据实际需要设定，如10分钟等。转动时间是指主体腔体切换的时间，及主体转动120°所需的时间。
转动时间小于切换时间的十分之一。
S3中当环境温度低于5℃时，冷却介质为环境空气。
冷却介质为供暖回水，冷却介质出口排出的水直接送往采暖用户或经锅炉房补热后再送往采暖用户。
进烟口和排烟口的温度之差不大于10℃。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，本发明利用转轮式蓄热结构，通过蓄热材料将高湿烟气冷却，使其水蒸气冷凝脱除而变为低湿烟气，并通过转轮实现将前述冷却过程储存的热量用于加热低湿烟气，进而在无需外界热源的情况下使其具有一定过热度，从而避免在其排放过程中形成白烟现象。其次，本发明采用的转轮式蓄热换热器属于直接接触式换热，换热所需温差小且换热效率高，还可避免酸露点对常规换热器的腐蚀问题。第三，本发明采用了多层相变蓄热材料，对高湿烟气热量进行梯级利用，从而降低装置的外形尺寸。此外，本发明还采取了将高湿烟气热量用于采暖等节能措施。综上所述，本发明提出的技术方案在烟气脱白等场合具有重大节能环保意义。
附图说明
图1为本发明装置的总体外形示意图；
图2为本发明装置的结构部件示意图，其中(a)为顶盖示意图，(b)为主体示意图，(c)为主体仰视图，(d)为底座示意图；
图3为本发明装置的工艺过程示意图。
其中：1-主体，2-顶盖，3-底座，11-填料腔一，12-填料腔二，13-填料腔三，21-进烟口，22-排烟口，23-冷却介质入口，31-排液孔，32-通道，33-冷却介质出口，211-高湿烟气，221-低湿烟气，231-冷却介质，311-凝结水，331-作用后的冷却介质。
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。
本发明提供一种转轮式烟气脱白装置及工艺。
如图1所示，该装置包括从上至下依次放置的顶盖2、可绕中心轴自转的柱状主体1、底座3。
如图2所示，主体1包括大小相同的填料腔一11、填料腔二12、填料腔三13，每个填料腔内均填充有蓄热材料；顶盖2上设有进烟口21、排烟口22和冷却介质入口23；底座3包括排液腔、集气腔和冷却腔，排液腔底部设有排液孔31，冷却腔底部设有冷却介质出口33，排液腔和集气腔之间开设有通道32。
作为优选，蓄热材料可含多层结构，其中最上层设有高温相变蓄热材料，其相变温度范围为45℃至85℃；和/或，最底层设有低温相变材料，其相变温度范围为5℃至45℃。
作为优选，在填料腔中，蓄热材料的填充空隙率小于40％。
作为优选，顶盖2、主体1和底座3均采用非金属材料加工制造。
如图3所示，该装置在具体应用过程中，主要采用以下工艺：每经过一个切换时间后，主体1在转动时间内转动一个角度，该角度的取值等于360度除以填料腔的个数；同时，对该装置多个填料腔中的任一个填料腔，均重复执行包括以下步骤的循环，
S1.蓄热步骤：将高湿烟气211通过进烟口21通入任一个填料腔，并使其穿过该填料腔内的蓄热材料后排出至排液腔，高湿烟气将热量传递给蓄热材料，并由此析出凝结水而变为低湿烟气，其中凝结水311经排液孔31排出，低湿烟气经通道32排出；
S2.放热步骤：通过集气腔回收多个填料腔中处于步骤S1的另一个填料腔排出的低湿烟气，并将低湿烟气221通入任一个填料腔，使其通过该填料腔内的蓄热材料后经排烟口22排出，蓄热材料将低湿烟气加热以使其具有过热度；
S3.冷却步骤：将冷却介质231经冷却介质入口23通入任一个填料腔，并使其通过该填料腔内的蓄热材料后排出至冷却腔，冷却介质将蓄热材料冷却以使其恢复蓄热能力，然后作用后的冷却介质331经冷却介质出口33排出。
进一步地，转动时间小于切换时间的十分之一。
进一步地，当环境温度低于5℃时，所述冷却介质为环境空气。
进一步地，所述冷却介质为供暖回水，冷却介质出口33排出的水直接送往采暖用户或经锅炉房补热后再送往采暖用户。
进一步地，进烟口21和排烟口22的温度之差不大于10℃。
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)

1.一种转轮式烟气脱白装置，其特征在于：包括顶盖(2)、主体(1)和底座(3)，其中，主体(1)的上部覆盖顶盖(2)，主体(1)下部安装在底座(3)上，主体(1)包括填料腔一(11)、填料腔二(12)和填料腔三(13)，顶盖(2)上设有进烟口(21)、排烟口(22)及冷却介质入口(23)，底座(3)包括排液腔、集气腔和冷却腔，排液腔底部设有排液孔(31)，冷却腔底部设有冷却介质出口(33)，排液腔和集气腔之间设有通道(32)；
所述主体(1)为绕中心轴自转的柱状；主体(1)内沿竖直方向由隔板按扇形均分为填料腔一(11)、填料腔二(12)和填料腔三(13)，顶盖(2)按扇形均分的三个部分分别设置进烟口(21)、排烟口(22)和冷却介质入口(23)，底座(3)上按扇形均分为排液腔、集气腔和冷却腔；
所述填料腔一(11)、填料腔二(12)、填料腔三(13)内均填充有蓄热材料，蓄热材料含多层结构，最上层设有高温相变蓄热材料，其相变温度范围为45℃至85℃；最底层设有低温相变材料，其相变温度范围为5℃至45℃；蓄热材料的填充空隙率小于40％。
2.根据权利要求1所述的转轮式烟气脱白装置，其特征在于：所述顶盖(2)、主体(1)和底座(3)均采用非金属材料加工制造。
3.应用权利要求1所述的转轮式烟气脱白装置的工艺，其特征在于：包括步骤如下：
S1：蓄热步骤：将高湿烟气通过进烟口(21)通入任一个填料腔，并使其穿过该填料腔内的蓄热材料后排出至排液腔，高湿烟气将热量传递给蓄热材料，并由此析出凝结水而变为低湿烟气，其中凝结水经排液孔(31)排出，低湿烟气经通道(32)排出；
S2：放热步骤：通过集气腔回收多个填料腔中处于S1的另一个填料腔排出的低湿烟气，并将低湿烟气通入任一个填料腔，使其通过该填料腔内的蓄热材料后经排烟口(22)排出，蓄热材料将低湿烟气加热以使其具有过热度；
S3：冷却步骤：将冷却介质经冷却介质入口(23)通入任一个填料腔，并使其通过该填料腔内的蓄热材料后排出至冷却腔，冷却介质将蓄热材料冷却以使其恢复蓄热能力，然后经冷却介质出口(33)排出。
4.根据权利要求3所述的应用转轮式烟气脱白装置的工艺，其特征在于：该方法每经过一个切换时间后，主体(1)在转动时间内转动一个角度，角度的大小等于360度除以填料腔的个数；且对该装置多个填料腔中的任一个填料腔，均重复执行S1-S3的循环。
5.根据权利要求4所述的应用转轮式烟气脱白装置的工艺，其特征在于：所述转动时间小于切换时间的十分之一。
6.根据权利要求3所述的应用转轮式烟气脱白装置的工艺，其特征在于：所述S3中当环境温度低于5℃时，冷却介质为环境空气。
7.根据权利要求3所述的应用转轮式烟气脱白装置的工艺，其特征在于：所述冷却介质为供暖回水，冷却介质出口(33)排出的水直接送往采暖用户或经锅炉房补热后再送往采暖用户。
8.根据权利要求3所述的应用转轮式烟气脱白装置的工艺，其特征在于：所述进烟口(21)和排烟口(22)的温度之差不大于10℃。
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