CN207662215U - 包含尾气处理系统的窑炉系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了包含尾气处理系统的窑炉系统，包括窑炉、用于对窑炉的尾气进行除尘处理的除尘装置、至少一个用于对除尘处理后的尾气进行吸热降温处理的热泵系统以及用于对热泵系统处理过的尾气进行除尘处理的湿法除尘装置，除尘装置的出风口连接热泵系统的吸热单元进风口，热泵系统的吸热单元出风口连通湿法除尘装置的进风口。尾气通过除尘装置进行一次除尘之后通入热泵系统的吸热单元，在热泵系统的吸热单元尾气中的热量被大量吸走而骤然降温，尾气温度能够被降至55°C以下，避免湿法除尘阶段除尘水蒸发，有利于尾气中的粉尘沉降且被湿法除尘的水分吸收，消除雾霾现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及包含尾气处理系统的窑炉系统。
背景技术
近年来，部分地区雾霾现象严重，环境问题上升到新的高度，已经对国计民生造成严重负面影响，节能减排、根除雾霾已经成为重要的民生工程成为国家、企业倡导的重要举措。随着工业发展，工业尾气排放较为严重，通常情况下大部分工业尾气只经过简单的处理就直接排放，远不能达到环保要求。常见的工业尾气有锅炉尾气、物料预热尾气等，这些排放尾气温度较高，能达几百度，直接排放不仅造成热量浪费，还对大气有较大的污染。
针对这样的问题，目前也存在各种对尾气进行处理的处理工艺。例如申请号为201620779902.4、申请日为2016.07.25的中国实用新型专利就公开了锅炉尾气脱硫除尘余热利用系统，该尾气处理系统将锅炉排放的尾气经过换热管换热、经过布袋除尘器除尘，然后经过脱硫塔和脱水器处理后排放。这种尾气处理系统虽然经过换热实现了热量回收，但是采用水冷换热效果有限，尾气还具有较高的温度，那么尾气高出常温部分的热量就白白浪费。而且，这样具有较高温度的尾气在经过布袋除尘进行除尘处理时，仅仅消除了尾气中粒径较大的粉尘颗粒，并不能消除排放尾气中的PM2.5颗粒，除尘效果有限，对于消除雾霾没有作用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种除尘效果好、消除雾霾的包含尾气处理系统的窑炉系统。
为实现上述目的，本实用新型的包含尾气处理系统的窑炉系统的技术方案一：包括窑炉、用于对窑炉的干热尾气进行除尘处理的除尘装置、至少一个用于对除尘处理后的尾气进行吸热降温处理的热泵系统以及用于对热泵系统处理过的尾气进行除尘处理的湿法除尘装置，除尘装置的出风口连接热泵系统的吸热单元进风口，热泵系统的吸热单元出风口连通湿法除尘装置的进风口。
采用本实用新型的尾气处理设备进行尾气处理时，尾气通过除尘装置进行一次除尘，能够将其中的大颗粒灰尘进行过滤；之后尾气通入热泵系统的吸热单元，在热泵系统的吸热单元尾气中的热量被大量吸走而骤然降温，实现尾气热量的充分回收，经过这样的过程，尾气温度能够被降至55°C以下，此后尾气在通过湿法除尘进行二次降温除尘时，由于尾气余温较低，不会造成湿法除尘的水分蒸发，基本不会造成湿法除尘的水分损失，而且尾气余温较低使得空气分子的运动减弱、流速降低、体积缩减，更有利于尾气中粉尘的沉降和冷凝水的吸收，能够消除排放的尾气中的PM2.5。
在上述包含尾气处理系统的窑炉系统的技术方案一的基础上，能够优化得到技术方案二，所述除尘装置可以采用布袋除尘器或电除尘装置或电袋混合除尘装置或旋风除尘装置。
在上述包含尾气处理系统的窑炉系统的技术方案一的基础上，能够优化得到技术方案三，所述热泵系统有两个以上，两个以上热泵系统中，有至少两个热泵系统的吸热单元沿气体流动路径并列设置，或者有至少两个热泵系统的吸热单元在尾气输送管路的周向上并列设置，这样可以将尾气的温度降至更低的温度。
在上述包含尾气处理系统的窑炉系统的技术方案三的基础上，能够进一步优化得到技术方案四，即所述热泵系统有两个以上，各个热泵系统的吸热单元沿气体流动路径并列设置，这种布置方式最为简单，节省空间。
在上述各个技术方案的基础上，所述湿法除尘装置为喷淋装置，所述喷淋装置的回收水槽与沉淀池连通而能够使喷淋后的水流入沉淀池中。
进一步地，包含尾气处理系统的窑炉系统还包括与沉淀池连通并供沉淀池内的上层清水流出的清水池，清水池与喷淋装置连通并通过供水管路向喷淋装置供水。
附图说明
图1为本实用新型的窑炉系统的实施例一在使用时的原理图；
图2为本实用新型的窑炉系统的实施例二在使用时的原理图；
图3为尾气沿除尘装置、热泵系统以及湿法除尘装置流动的示意图；
图4为本实用新型的窑炉系统的实施例一中热泵系统的布置方式示意图；
图5为本实用新型的窑炉系统的实施例二中热泵系统的布置方式示意图。
图中：1、窑炉；10、干热尾气；2、除尘装置；3、粉尘收集装置；4、热泵系统；6、湿法除尘装置；7、沉淀池；8、清水池；9、排空尾气；11、冷空气；12、高温气体；13、发电站；14、锅炉；40、电力做功单元；41、吸热单元；42散热单元。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
本实用新型的包含尾气处理系统的窑炉系统的实施例一，如图1、4所示，具体包括窑炉1、用于对窑炉的干热尾气10进行除尘处理的除尘装置2，还包括对除尘处理后的尾气进行吸热、降温处理的热泵系统4以及用于对热泵系统4处理过的尾气进行二次降温除尘处理的湿法除尘装置6，除尘装置2的出风口连接热泵系统4的吸热单元进风口，热泵系统4的吸热单元出风口连通湿法除尘装置6的进风口，湿法除尘装置6连通有用于回收除尘水的沉淀池7，沉淀池7连通有清水池8，清水池8用于供沉淀池7中的上层清水流入，清水池7中的水能够再次用于湿法除尘过程。
考虑到窑炉的尾气排放量以及现有热泵系统的功率，热泵系统可以设置n个，其中n≥2，如图4所示，各个热泵系统的吸热单元41沿气体流动路径并列设置。
使用时，将窑炉1所排放的干热尾气10通过除尘装置2进行一级除尘，能够将尾气中的大颗粒粉尘过滤，并有粉尘收集装置3收集；在尾气经过一级除尘后，引入热泵系统4的吸热单元41内，热泵系统4通过电力做功单元40做功将经过吸热单元41的干热尾气热量吸收而使其骤然降温并降至55°C以下，此时尾气温度从几百度骤降至接近常温，这个过程实现了对干热尾气的吸热、降温；吸热单元41将热量传输至散热单元42后，外界的冷空气11与散热单元42发生热交换并提值升温形成高温气体12，高温气体12可以后续利用，例如用于窑炉预热，也可以用在锅炉14中节省锅炉燃料；再之后，降低至较低温度的尾气再通过湿法除尘装置6进行二次降温除尘处理，就能够实现对尾气的高度除尘和对热量的充分回收。
本实用新型的窑炉系统的主要特点是，通过热泵系统能够最大化的吸收尾气中的热量、最大化的降低尾气的温度，通过热泵系统的作用进行升温提值后将热量后续利用，这样实现了热量的有效回收利用。而且尾气温度最大化的降低之后，为后续的湿法除尘过程提供了有利条件，因为在尾气温度较高时进行湿法除尘处理，尾气中的热量会在湿法除尘时造成湿法除尘的水分蒸发，加剧了湿法除尘用水消耗量，而且尾气温度较高时，空气分子运动距离、流速较高，尾气中含有的细微颗粒，如PM2.5颗粒，活动剧烈，不易沉降，在湿法除尘过程中也不容易被吸收。而通过热泵系统将尾气温度降低后，空气分子运动减弱、流速降低，尾气中含有的细微颗粒活动减弱，便于沉降，而且在湿法除尘过程中也便于被水分吸收，且不会造成水分蒸发，不仅优化了除尘效果，而且节省了除尘用水。
通过上述的分析可知，尾气在通过热泵系统时温度降得越低，就越有利于后续的湿法除尘，因此，考虑到电能损耗和除尘效果，优选地在尾气通过热泵系统之后将其温度降至40℃以下甚至降至常温（25℃）以下。
本实用新型的窑炉系统还通过沉淀池7回收湿法除尘过程的除尘水，这样除尘水在沉淀池7中沉淀后上层清水可以引入清水池8中，并再次利用在湿法除尘过程中，节约水源。
本实用新型还提供了窑炉系统的实施例二，如图2、5所示，经过热泵系统生成的高温气体12用于发电站13的发电所用热泵系统有四个，且各个热泵系统的吸热单元41绕尾气输送管路的周向均匀布置。当然，在其他实施方式中，热泵系统可以有三个或五个或六个以上。在热泵系统的功率足以满足降温要求时，热泵系统甚至可以为一个。
上述两种窑炉系统的实施例中，除尘装置为布袋除尘器，湿法除尘装置为喷淋装置，当然，在其他实施方式中，除尘装置也可以为旋风除尘器或者为电除尘装置或者为电袋除尘装置，湿法除尘装置可以为通过沉降池过滤或者为洗涤除尘装置。
采用本实用新型的包含尾气处理系统的窑炉系统能够有效的将尾气中热量回收，同时在湿法除尘之前将尾气温度降低到55°C以下甚至更低，这样在湿法除尘过程有利于节省水源、有效除尘、有效治霾。
Claims (6)
1.包含尾气处理系统的窑炉系统，其特征在于，包括窑炉、用于对窑炉的干热尾气进行除尘处理的除尘装置、至少一个用于对除尘处理后的尾气进行吸热降温处理的热泵系统以及用于对热泵系统处理过的尾气进行除尘处理的湿法除尘装置，除尘装置的出风口连接热泵系统的吸热单元进风口，热泵系统的吸热单元出风口连通湿法除尘装置的进风口，热泵系统还包括电力做功单元和散热单元，使用时，窑炉所排放的干热尾气通过除尘装置进行一级除尘，在尾气经过一级除尘后，引入热泵系统的吸热单元内，热泵系统通过电力做功单元做功将经过吸热单元的干热尾气热量吸收而使其骤然降温并降至55°C以下，吸热单元将热量传输至散热单元后，外界的冷空气与散热单元发生热交换并提值升温。
2.根据权利要求1所述的包含尾气处理系统的窑炉系统，其特征在于，所述除尘装置为布袋除尘器或电除尘装置或电袋混合除尘装置或旋风除尘装置。
3.根据权利要求1所述的包含尾气处理系统的窑炉系统，其特征在于，所述热泵系统有两个以上，两个以上热泵系统中，有至少两个热泵系统的吸热单元沿气体流动路径并列设置，或者有至少两个热泵系统的吸热单元在尾气输送管路的周向上并列设置。
4.根据权利要求3所述的包含尾气处理系统的窑炉系统，其特征在于，所述热泵系统有两个以上，各个热泵系统的吸热单元沿气体流动路径并列设置。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的包含尾气处理系统的窑炉系统，其特征在于，所述湿法除尘装置为喷淋装置，所述喷淋装置的回收水槽与沉淀池连通而能够使喷淋后的水流入沉淀池中。
6.根据权利要求5所述的包含尾气处理系统的窑炉系统，其特征在于，包含尾气处理系统的窑炉系统还包括与沉淀池连通并供沉淀池内的上层清水流出的清水池，清水池与喷淋装置连通并通过供水管路向喷淋装置供水。
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