CN115400517A - 一种高温烟气除尘系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温烟气除尘系统，包括上箱体、中箱体、除尘管、下箱体、灰仓、热交换系统、喷吹系统、吸潮系统、花板，热交换系统包括冷媒箱、冷媒泵、冷媒主管、冷媒支管、热媒支管、热媒主管、热媒泵、热媒箱，冷媒箱与冷媒泵位于上箱体外部，冷媒泵入口与冷媒箱相连，出口与冷媒主管相连，冷媒主管伸入上箱体内部，冷媒支管上部与冷媒主管连接，下部伸入到除尘管内的底部，热媒箱与热媒泵位于上箱体外部，热媒主管伸入到上箱体内部，热媒泵入口与热媒主管连接，出口与热媒箱连接，热媒支管上端与热媒主管连接，下端伸入到除尘管内的底部，与冷媒支管连接。本发明的高温烟气除尘系统及工艺，可回收高温烟气中的热量，防止除尘换热设备堵塞。

Description

一种高温烟气除尘系统及工艺
技术领域
本发明属于烟气净化技术领域，尤其涉及一种高温烟气除尘系统及工艺。
背景技术
烟气处理是工业生产过程或环保行业重要的工艺过程，温度超过300℃的烟气一般成为高温烟气，高温烟气中成分复杂，除含有大量粉尘外，还含有硫氧化物、氮氧化物等腐蚀性气体成分，此外，高温烟气中含有大量热量，是目前节能减排过程中重点关注领域，如何在高温烟气处理过程中回收热量，是目前人们关注的重点，高温烟气直接进换热器回收热量，烟气中的粉尘容易堵塞换热器管路，且换热后烟气温度降低，烟气中的水蒸气及油性成分容易冷凝，附着在换热器内壁上，降低换热效率，腐蚀换热器，无法长时间稳定运行。如果先进行高温除尘再进行换热，虽然解决了粉尘堵塞换热器管路问题，但是无法解决高温烟气换热后烟气中的水或油性成分冷凝问题，且先除尘再烟气处理工艺较长，设备占地面积大，不利于现场操作。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明公开了一种高温烟气除尘系统及工艺，可在除尘的同时对高温烟气进行换热，回收高温烟气中的热量，达到节能减排降碳的目的，换热过程中可同时防止烟气冷凝造成的水或油性成分冷凝造成除尘设备或换热设备堵塞。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种高温烟气除尘系统，包括上箱体、中箱体、除尘管、下箱体、灰仓、热交换系统、喷吹系统、吸潮系统、花板，所述花板开有花板孔，花板位于上箱体和中箱体之间，所述的除尘管底部为盲端，上部设有膨胀端，所述的除尘管通过上部的膨胀端悬挂于花板孔上，所述的下箱体为锥形，位于中箱体下部，所述的灰仓安装于下箱体下部，所述的下箱体侧部开有高温烟气入口，所述的热交换系统包括冷媒箱、冷媒泵、冷媒主管、冷媒支管、热媒支管、热媒主管、热媒泵、热媒箱，所述的冷媒箱与冷媒泵位于上箱体外部，冷媒泵入口与冷媒箱相连，出口与冷媒主管相连，所述的冷媒主管伸入上箱体内部，所述的冷媒支管上部与冷媒主管连接，下部伸入到除尘管内的底部，所述的热媒箱与热媒泵位于上箱体外部，所述的热媒主管伸入到上箱体内部，热媒泵入口与热媒主管连接，出口与热媒箱连接，所述的热媒支管上端与热媒主管连接，下端伸入到除尘管内的底部，与冷媒支管连接，所述的喷吹系统包括压缩气箱、脉冲阀、喷吹主管、喷吹支管，所述的压缩气箱、脉冲阀位于上箱体外部，喷吹主管伸入上箱体内部，脉冲阀安装在喷吹主管上，所述的喷吹支管上端与喷吹主管连接，下端伸入到除尘管内的中部，所述吸潮系统包括石灰储罐、螺旋加料器，所述螺旋加料器进料口与石灰储罐连接，出料口与高温烟气入口连接。
进一步的，所述上箱体顶部开有洁净烟气出口，所述洁净烟气出口上设有出口烟气温度传感器。
进一步的，所述中箱体侧壁安装有中箱体压力传感器、中箱体温度传感器、中箱体湿度传感器。
进一步的，所述下箱体在高温烟气入口下部设有吹扫口，所述的高温烟气入口伸入下箱体内，在端部设有向上弯折的烟气引流管，在所述的高温烟气入口上设有入口烟气温度传感器，所述的吹扫口伸入下箱体内，在端部设有向下弯折的吹扫气引流管，所述的下箱体底部设有卸灰口，卸灰口上安装有星型卸灰阀。
进一步的，所述灰仓上部与星型卸灰阀连接，侧面设有灰仓吹扫口，底部设有排灰口，所述排灰口上设有插板阀。
进一步的，所述的除尘管为无机材料制成，优选陶瓷膜管、陶瓷纤维管或金属管。
进一步的，所述的热交换系统在冷媒主管上安装有冷媒流量控制显示器，在冷媒箱上设有冷媒温度传感器，在热媒箱上设有热媒温度传感器，所述的除尘管中可同时装入一套或多套冷媒体管及热媒支管。
采用权上述的高温烟气除尘系统进行烟气除尘的工艺，包括以下步骤：
步骤一：高温烟气由高温烟气入口进入下箱体，在烟气引流管进入中箱体，开启吸潮系统，石灰储罐中的石灰通过螺旋加料器加入到高温烟气入口内，随高温烟气进入除尘系统；
步骤二：开启热交换系统的冷媒泵和热媒泵，冷媒由冷媒在冷媒泵作用下进入冷媒主管，并通过冷媒流量控制显示器控制流量，由冷媒主管进入到除尘管内的冷媒支管，冷媒吸热后在热媒泵作用下进入热媒支管，由热媒主管汇集后进入热媒箱；
步骤三：开启喷吹系统，压缩空气通过脉冲阀控制由压缩气箱进入喷吹主管，然后由喷吹支管进入除尘管内的中部，对除尘管进行反向脉冲喷吹。
进一步的，步骤一中，所述的石灰加入量为20-80g/h，所用石灰粒径为10-50μm，步骤二中，所述的冷媒体流量为10-50kg/h，所述的冷媒为水或导热油。
进一步的，步骤三中所述的压缩空气压力为0.3-0.5Mpa，所述的脉冲时间为0.1-0.8s。
本发明的高温烟气除尘系统，将热交换与除尘紧密结合，热交换的冷媒支管和热媒支管在除尘管内部与除尘后的高温烟气完成换热，除尘管同时起到去除烟气中粉尘和换热的作用，为了解决烟气降温造成的水或油性成分冷凝，本发明设置了吸潮系统，通过向除尘系统内喷入石灰粉的方法将烟气降温造成的水或油性成分冷凝成的液滴吸收吸附，保证换热后的烟气干燥，防止除尘管外壁粉尘板结堵塞除尘管。本发明烟气除尘系统中箱体设有温度、压力、湿度传感器，烟气入口设有入口烟气温度传感器，烟气出口设有出口烟气温度传感器，可随时监控系统工作参数，热交换系统的冷媒流量控制显示器调控冷媒流量，从而调整换热效率，通过设于冷媒箱和热媒箱的温度传感器直观显示换热效率。本系统下箱体设置的高温烟气入口端部向上弯折，便于烟气直接进入中箱体进行除尘换热，高温烟气入口下部设有吹扫口，可定时通过吹扫口通入吹扫气，防止下箱体内的粉尘板结堵塞，箱箱体底部设置的星型卸料器可实时的将除尘管拦截下的粉尘输送至灰仓，灰仓内的粉尘积聚到一定的量时，打开底部插板阀将灰排出，整个过程密封进行，防止外部空气进入系统内部。系统运行一段时间后，采用喷吹系统对除尘管内部进行喷吹，由于冷媒支管及热媒支管均安装在除尘管内，减小了除尘管内部体积，较小气量即可产生较好的喷出效果，减少了喷吹气体用量。
附图说明
图1为本发明所述的一种高温烟气吃醋很系统结构示意图；
图2为本发明所述的花板的结构示意图；
图3为本发明所述的除尘管的结构示意图；
图4为本发明所述的除尘管的横截面图。
其中，1-上箱体，2-中箱体，3-除尘管，4-下箱体，5-灰仓，6-热交换系统，7-喷吹系统，8-吸潮系统，9-花板，101-洁净烟气出口，201-中箱体压力传感器，202-中箱体温度传感器，203-中箱体湿度传感器，301-盲端，302-膨胀端，401-高温烟气入口，402-吹扫口，4011-气引流管，4012-入口烟气温度传感器，403-卸灰口，404-星型卸灰阀，501-灰仓吹扫口，502-排灰口，503-插板阀，601-冷媒箱，602-冷媒泵，603-冷媒主管，604-冷媒支管，605-热媒支管，606-热媒主管，607-热媒泵，608-热媒箱，609-冷媒流量控制显示器，610-冷媒温度传感器，701-压缩气箱，702-脉冲阀，703-喷吹主管，704-喷吹支管，801-石灰储罐，802-螺旋加料器，901-花板孔。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
一种高温烟气除尘系统，包括上箱体1、中箱体2、除尘管3、下箱体4、灰仓5、热交换系统6、喷吹系统7、吸潮系统8、花板9，所述花板9开有花板孔901，花板9位于上箱体1和中箱体2之间；所述上箱体1顶部开有洁净烟气出口101，所述洁净烟气出口101上设有出口烟气温度传感器1011，所述中箱体2侧壁安装有中箱体压力传感器201、中箱体温度传感器202、中箱体湿度传感器203，所述除尘管3底部为盲端301，上部设有膨胀端302，所述除尘管3通过上部的膨胀端302悬挂于花板孔901上，所述下箱体4为锥形，位于中箱体2下部，所述灰仓5安装于下箱体4下部，所述下箱体4侧部开有高温烟气入口401，下箱体4在高温烟气入口401下部设有吹扫口402，所述高温烟气入口401伸入下箱体4内，在端部设有向上弯折的烟气引流管4011，在所述高温烟气入口401上设有入口烟气温度传感器4012，所述吹扫口伸入下箱体4内，在端部设有向下弯折的吹扫气引流管4021，所述下箱体4底部设有卸灰口403，卸灰口403上安装有星型卸灰阀404；灰仓5上部与星型卸灰阀404连接，侧面设有灰仓吹扫口501，底部设有排灰口502，所述排灰口502上设有插板阀503。
所述热交换系统6包括冷媒箱601、冷媒泵602、冷媒主管603、冷媒支管604、热媒支管605、热媒主管606、热媒泵607、热媒箱608，所述冷媒箱601与冷媒泵602位于上箱体1外部，冷媒泵602入口与冷媒箱601相连，出口与冷媒主管603相连，所述冷媒主管603伸入上箱体1内部，所述冷媒支管604上部与冷媒主管603连接，下部伸入到除尘管3内的底部，所述热媒箱608与热媒泵607位于上箱体1外部，所述热媒主管606伸入到上箱体1内部，热媒泵607入口与热媒主管606连接，出口与热媒箱608连接，所述热媒支管605上端与热媒主管605连接，下端伸入到除尘管3内的底部，与冷媒支管604连接，热交换系统6在冷媒主管603上安装有冷媒流量控制显示器609，在冷媒箱601上设有冷媒温度传感器610，在热媒箱608上设有热媒温度传感器611，所述的除尘管3中可同时装入一套或多套冷媒体管604及热媒支管605。
所述喷吹系统7包括压缩气箱701、脉冲阀702、喷吹主管703、喷吹支管704，所述压缩气箱701、脉冲阀702位于上箱体外部，喷吹主管703伸入上箱体内部，脉冲阀702安装在喷吹主管703上，所述喷吹支管704上端与喷吹主管703连接，下端伸入到除尘管3内的中部，所述吸潮系统8包括石灰储罐801、螺旋加料器802，所述螺旋加料器802进料口与石灰储罐801连接，出料口与高温烟气入口401连接。
所述除尘管3为无机材料制成，优选陶瓷膜管、陶瓷纤维管或金属管。
实施例2
采用实施例1所述的高温烟气除尘系统进行烟气除尘的工艺，包括以下步骤：
步骤一：高温烟气由高温烟气入口401进入下箱体4，在烟气引流管4011进入中箱体2，开启吸潮系统8，石灰储罐801中的石灰通过螺旋加料器802加入到高温烟气入口401内，随高温烟气进入除尘系统，其中，石灰加入量为22g/h，所用石灰粒径为35μm；
步骤二：开启热交换系统6的冷媒泵602和热媒泵607，冷媒由冷媒箱601在冷媒泵602作用下进入冷媒主管603，并通过冷媒流量控制显示器609控制流量，由冷媒主管603进入到除尘管3内的冷媒支管，冷媒体流量为30kg/h，所述的冷媒为水或导热油；冷媒吸热后在热媒泵607作用下进入热媒支管605，由热媒主管606汇集后进入热媒箱608；除尘管3陶瓷膜管；
步骤三：开启喷吹系统7，压缩空气通过脉冲阀702控制由压缩气箱701进入喷吹主管703，然后由喷吹支管704进入除尘管3内的中部，对除尘管3进行反向脉冲喷吹，压缩空气压力为0.3Mpa，脉冲时间为0.8s。
实施例3
采用实施例1所述的高温烟气除尘系统进行烟气除尘的工艺，包括以下步骤：
步骤一：高温烟气由高温烟气入口401进入下箱体4，在烟气引流管4011进入中箱体2，开启吸潮系统8，石灰储罐801中的石灰通过螺旋加料器802加入到高温烟气入口401内，随高温烟气进入除尘系统，其中，石灰加入量为53g/h，所用石灰粒径为11μm，；
步骤二：开启热交换系统6的冷媒泵602和热媒泵607，冷媒由冷媒箱601在冷媒泵602作用下进入冷媒主管603，并通过冷媒流量控制显示器609控制流量，由冷媒主管603进入到除尘管3内的冷媒支管，冷媒体流量为49kg/h，所述的冷媒为水或导热油；冷媒吸热后在热媒泵607作用下进入热媒支管605，由热媒主管606汇集后进入热媒箱608；所述除尘管3陶瓷纤维管；
步骤三：开启喷吹系统7，压缩空气通过脉冲阀702控制由压缩气箱701进入喷吹主管703，然后由喷吹支管704进入除尘管3内的中部，对除尘管3进行反向脉冲喷吹，压缩空气压力为0.5Mpa，所述的脉冲时间为0.5s。
实施例4
采用实施例1所述的高温烟气除尘系统进行烟气除尘的工艺，包括以下步骤：
步骤一：高温烟气由高温烟气入口401进入下箱体4，在烟气引流管4011进入中箱体2，开启吸潮系统8，石灰储罐801中的石灰通过螺旋加料器802加入到高温烟气入口401内，随高温烟气进入除尘系统，其中，石灰加入量为80g/h，所用石灰粒径为50μm；
步骤二：开启热交换系统6的冷媒泵602和热媒泵607，冷媒由冷媒箱601在冷媒泵602作用下进入冷媒主管603，并通过冷媒流量控制显示器609控制流量，由冷媒主管603进入到除尘管3内的冷媒支管，冷媒体流量为10kg/h，所述的冷媒为水或导热油；冷媒吸热后在热媒泵607作用下进入热媒支管605，由热媒主管606汇集后进入热媒箱608；除尘管3为金属管；
步骤三：开启喷吹系统7，压缩空气通过脉冲阀702控制由压缩气箱701进入喷吹主管703，然后由喷吹支管704进入除尘管3内的中部，对除尘管3进行反向脉冲喷吹，压缩空气压力为0.4Mpa，脉冲时间为0.8s。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高温烟气除尘系统，其特征在于，包括上箱体、中箱体、除尘管、下箱体、灰仓、热交换系统、喷吹系统、吸潮系统、花板，所述花板开有花板孔，花板位于上箱体和中箱体之间，所述的除尘管底部为盲端，上部设有膨胀端，所述的除尘管通过上部的膨胀端悬挂于花板孔上，所述的下箱体为锥形，位于中箱体下部，所述的灰仓安装于下箱体下部，所述的下箱体侧部开有高温烟气入口，所述的热交换系统包括冷媒箱、冷媒泵、冷媒主管、冷媒支管、热媒支管、热媒主管、热媒泵、热媒箱，所述的冷媒箱与冷媒泵位于上箱体外部，冷媒泵入口与冷媒箱相连，出口与冷媒主管相连，所述的冷媒主管伸入上箱体内部，所述的冷媒支管上部与冷媒主管连接，下部伸入到除尘管内的底部，所述的热媒箱与热媒泵位于上箱体外部，所述的热媒主管伸入到上箱体内部，热媒泵入口与热媒主管连接，出口与热媒箱连接，所述的热媒支管上端与热媒主管连接，下端伸入到除尘管内的底部，与冷媒支管连接，所述的喷吹系统包括压缩气箱、脉冲阀、喷吹主管、喷吹支管，所述的压缩气箱、脉冲阀位于上箱体外部，喷吹主管伸入上箱体内部，脉冲阀安装在喷吹主管上，所述的喷吹支管上端与喷吹主管连接，下端伸入到除尘管内的中部，所述吸潮系统包括石灰储罐、螺旋加料器，所述螺旋加料器进料口与石灰储罐连接，出料口与高温烟气入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘系统，其特征在于，所述上箱体顶部开有洁净烟气出口，所述洁净烟气出口上设有出口烟气温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘系统，其特征在于，所述中箱体侧壁安装有中箱体压力传感器、中箱体温度传感器、中箱体湿度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘系统，其特征在于，所述下箱体在高温烟气入口下部设有吹扫口，所述的高温烟气入口伸入下箱体内，在端部设有向上弯折的烟气引流管，在所述的高温烟气入口上设有入口烟气温度传感器，所述的吹扫口伸入下箱体内，在端部设有向下弯折的吹扫气引流管，所述的下箱体底部设有卸灰口，卸灰口上安装有星型卸灰阀。
5.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘系统，其特征在于，所述灰仓上部与星型卸灰阀连接，侧面设有灰仓吹扫口，底部设有排灰口，所述排灰口上设有插板阀。
6.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘系统，其特征在于，所述的除尘管为无机材料制成，优选陶瓷膜管、陶瓷纤维管或金属管。
7.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘系统，其特征在于，所述的热交换系统在冷媒主管上安装有冷媒流量控制显示器，在冷媒箱上设有冷媒温度传感器，在热媒箱上设有热媒温度传感器，所述的除尘管中可同时装入一套或多套冷媒体管及热媒支管。
8.采用权利要求1-7任一项所述的高温烟气除尘系统进行烟气除尘的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：高温烟气由高温烟气入口进入下箱体，在烟气引流管进入中箱体，开启吸潮系统，石灰储罐中的石灰通过螺旋加料器加入到高温烟气入口内，随高温烟气进入除尘系统；
步骤二：开启热交换系统的冷媒泵和热媒泵，冷媒由冷媒在冷媒泵作用下进入冷媒主管，并通过冷媒流量控制显示器控制流量，由冷媒主管进入到除尘管内的冷媒支管，冷媒吸热后在热媒泵作用下进入热媒支管，由热媒主管汇集后进入热媒箱；
步骤三：开启喷吹系统，压缩空气通过脉冲阀控制由压缩气箱进入喷吹主管，然后由喷吹支管进入除尘管内的中部，对除尘管进行反向脉冲喷吹。
9.根据权利要求8所述的一种高温烟气除尘工艺，其特征在于，步骤一中，所述的石灰加入量为20-80g/h，所用石灰粒径为10-50μm，步骤二中，所述的冷媒体流量为10-50 kg /h，所述的冷媒为水或导热油。
10.根据权利要求8所述的一种高温烟气除尘工艺，其特征在于，步骤三中所述的压缩空气压力为0.3-0.5Mpa，所述的脉冲时间为0.1-0.8s。
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