CN208025546U - 一种用于湿烟气除白的热虹吸换热器 - Google Patents

一种用于湿烟气除白的热虹吸换热器 Download PDF

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王研
李常青
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王先鹏
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Abstract

本实用新型公开一种用于湿烟气除白的热虹吸换热器,包括蒸发器和冷凝器,蒸发器的管程的入口与冷凝器的管程的出口连通,蒸发器的管程的出口与冷凝器的管程的入口连通,蒸发器的壳程的出气口与湿法处理装置的入气口连通,冷凝器的壳程的入气口与湿法处理装置的出气口连通。本实用新型用于湿烟气除白的热虹吸换热器应用于湿法处理烟气中的白雾,能够充分利用高温烟气的热量,并避免湿法处理后的饱和烟气对环境造成污染;通过中间介质在冷凝液与蒸汽间的相变来实现高温烟气的降温以及湿法处理后的饱和烟气的升温,高温烟气流经蒸发器,湿法处理后的饱和烟气流经冷凝器,不存在高温烟气与湿法处理后的饱和烟气之间的漏气、串气等难题。

Description

一种用于湿烟气除白的热虹吸换热器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及烟气处理设备技术领域,特别是涉及一种用于湿烟气除白的热虹 吸换热器。
背景技术 _
[0002] 随着国家和地方对于工业废气的污染物排放指标控制日趋严格,国内石油石化行 业、金属冶炼行业等的高盐废水污染物的处理问题越来越突出,化工厂、冶炼厂等生产过程 中会产生含有二氧化硫、氮氧化物、粉尘(PM10、PM2.5)、汞、二恶英等污染物的高温烟气,对 这些高温烟气有超过70%采用的是湿法处理方法。而湿法脱硫、脱硝、除尘、脱汞等净化处 理时,均是通过喷淋水或喷淋碱液等使烟气水饱和后进行处理,净化后的烟气通过烟囱排 入大气时会携带一定量的游离态的液滴,这部分液滴可通过安装除雾器去除;水饱和后的 烟气温度为60°C左右,该温度维持至排入大气前,当烟气排入大气后受到环境影响会快速 降温,直至与环境温度相同;在快速降温的过程中,大量的水蒸气冷凝成液滴从烟气中析 出,烟气携带大量的水汽使烟气看起来为一股白色的烟羽。
[0003]另外还有一种湿烟气产生白色烟羽的工况,即冶炼厂的钢铁冶炼过程中的淬火, 将大量的水浇在热熔融的金属流体上,使其快速降温,该过程也会产生大量的水汽,且外排 烟气温度约60-8(TC,使外排烟气携带大量的水汽,形成白色烟羽。
[0004]烟气携带大量的水汽外排的危害主要有:
[0005] (1)烟囱排放出的白烟不但会造成不良的社会公众影响;
[0006] (2)凝结出的液态水与烟气中残留(或周围环境中的)的酸性气体会形成酸液;
[0007] (3)在烟囱内形成的酸液会对烟囱构成露点腐蚀,缩短烟囱的使用寿命;
[0008] ⑷在烟囱外部,形成的酸液降落到地面会对周围设备和动植物造成损害;
[0009] (5)湿法脱硫脱硝过程中,循环浆液中溶解了大量的亚硫酸盐和硝酸盐,因此外排 烟气中携带的液滴还会溶解无机盐,这些无机盐随着外排烟气飘散并滴落到厂区、甚至生 活区,为人们工作和生活造成困扰。
[0010] 现存成熟的物化处理技术以及一般的生化处理技术均无法满足高盐废水的处理 需求。比如现有气气换热器的形式多采用板式换热器,气对气板式换热器其内部是由一系 列具有一定波纹形状的金属片冲压经由积光焊接叠装而成,各种板片之间形成薄矩形通 道,通过板片进行热量交换;板式换热器存在由于板片被烟气腐蚀而引起的漏气的问题,出 现气体短路情况,即未处理的热烟气漏到处理后的烟气中,大大降低了S〇2的处理效率,造 成排烟S〇2含量不达标。 实用新型内容
[0011]本实用新型的目的是提供一种用于湿烟气除白的热虹吸换热器,以解决上述现有 技术存在的问题,防止烟气换热时出现漏气、串气问题,提高烟气处理的效率。
[0012]为实现上述目的,本实用新型提供了如下方案:本实用新型提供一种用于湿烟气 除白的热虹吸换热器,包括蒸发器和冷凝器,所述蒸友器的管程的入口与所述冷凝器的官 程的出口连通,所述蒸发器的管程的出口与所述冷凝器的管程的入口连通,所述蒸发器的 壳程的出气口与湿法处理装置的入气口连通,所述冷凝器的壳程的入气口与所述湿法处理 装置的出气口连通。
[0013] 优选地,所述冷凝器的水平高度高于所述蒸发器的水平高度。
[0014] 优选地,所述蒸发器的管程的入口与所述冷凝器的管程的出口通过冷凝液管连 通;所述蒸发器的管程的出口与所述冷凝器的管程的入口通过蒸汽管连通。
[0015] 优选地,所述蒸发器的管程、所述冷凝器的管程、所述冷凝液管以及所述蒸汽管组 成的密闭回路内设置有冷凝液。
[0016] 优选地,所述蒸汽管上设置有安全泄压阀,所述蒸发器的壳程、所述冷凝器的壳 程、所述蒸汽管及所述冷凝液管上均设置有排污阀。
[0017] 优选地,所述蒸发器的壳程外部和所述冷凝器的壳程外部均包裹有保温棉,所述 保温棉的材料为岩棉或硅酸铝。
[0018] 优选地,所述蒸发器的壳程的入气口处和所述冷凝器的壳程的入气口处均设置有 导流筒。
[0019] 优选地,所述蒸发器和所述冷凝器中换热管的长度与壳径的比均为4:6。
[0020] 优选地,所述蒸发器呈立式或卧式设置,所述冷凝器呈立式或卧式设置。
[0021] 本实用新型用于湿烟气除白的热虹吸换热器相对于现有技术取得了以下技术效 果:
[0022] 本实用新型用于湿烟气除白的热虹吸换热器应用于湿法处理烟气中的白雾,能够 充分利用高温烟气的热量,并避免湿法处理后的饱和烟气对环境造成污染;通过中间介质 在冷凝液与蒸汽间的相变来实现高温烟气的降温以及湿法处理后的饱和烟气的升温,高温 烟气流经蒸发器,湿法处理后的饱和烟气流经冷凝器,不存在高温烟气与湿法处理后的饱 和烟气之间的漏气、串气等难题。蒸发器的壳程外和冷凝器的壳程外均包裹可拆卸的保温 棉能够减少烟气与外界环境的热交换,减少了热损失,从而提高了换热效率;蒸汽管上设置 安全泄压阀,使得在使用过程中能够根据测量的压力进行调节,实现防爆功能;蒸发器壳程 和冷凝器壳程上的排污阀,能够避免管线结垢、堵塞;冷凝液管上的排污阀可用于加注中间 介质即冷凝液,蒸发器的壳程的入气口处和冷凝器的壳程的入气口处均设置的导流筒能够 减少烟气进入本实用新型用于湿烟气除白的热虹吸换热器所产生的气流扰动,减少压降和 热量损失。
附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例 中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的 一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据 这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1为本实用新型用于湿烟气除白的热虹吸换热器实施例一的结构示意图;
[0025] 图2为本实用新型用于湿烟气除白的热虹吸换热器实施例二的结构示意图;
[0026]其中,1-蒸发器,2-蒸汽管,3-安全泄压阀,4-冷凝器壳程,5-蒸发器管程,6-蒸发 器壳程,7-冷凝液管,8-冷凝器管程,9-湿法处理装置,i〇-待处理高温含硫烟气,i卜反洗 水,12-洁净烟气,13-排污阀,14-冷凝器。
具体实施方式
[0027]下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0028]本实用新型的目的是提供一种用于湿烟气除白的热虹吸换热器,以解决现有技术 存在的问题,防止烟气换热时出现漏气、串气问题,提高烟气处理的效率。
[0029]本实用新型提供一种用于湿烟气除白的热虹吸换热器,包括蒸发器和冷凝器,所 述蒸发器的管程的入口与所述冷凝器的管程的出口连通,所述蒸发器的管程的出口与所述 冷凝器的管程的入口连通,所述蒸发器的壳程的出气口与湿法处理装置的入气口连通,所 述冷凝器的壳程的入气口与所述湿法处理装置的出气口连通。
[0030]本实用新型用于湿烟气除白的热虹吸换热器应用于湿法处理烟气中的白雾,能够 充分利用高温烟气的热量,并避免湿法处理后的饱和烟气对环境造成污染;通过中间介质 冷凝液的相变来实现高温烟气的降温以及湿法处理后的饱和烟气的升温,高温烟气流经蒸 发器,湿法处理后的饱和烟气流经冷凝器,不存在高温烟气与湿法处理后的饱和烟气之间 的漏气、串气等难题。
[0031] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具 体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0032] 实施例一
[0033]如图1所示,本实施例用于湿烟气除白的热虹吸换热器包括均呈立式设置的蒸发 器1和冷凝器14,蒸发器管程5的入口与冷凝器管程8的出口通过冷凝液管7连通;蒸发器管 程5的出口与冷凝器管程8的入口通过蒸汽管2连通;蒸发器管程5、冷凝器管程8、冷凝液管7 以及蒸汽管2组成的密闭回路内设置有冷凝液;蒸发器壳程6的出气口与湿法处理装置9的 入气口连通,冷凝器壳程4的入气口与湿法处理装置9的出气口连通;蒸发器壳程6的入气口 处和冷凝器壳程4的入气口处均设置有导流筒,导流筒的设置能够减少烟气进入蒸发器1和 冷凝器14所产生的气流扰动,减少压降和热量损失。
[0034] 本实施例用于湿烟气除白的热虹吸换热器在使用时,首先将作为中间介质的冷凝 液通过冷凝液管7或蒸汽管2上的排污阀13注入到由蒸发器管程5、蒸汽管2、冷凝器管程8和 冷凝液管7组成的循环回路内;然后将温度为2〇〇_5〇〇°C的待处理高温含硫烟气10通过蒸发 器壳程6的入气口通入蒸发器壳程6中,待处理尚温含硫烟气1〇进入黑发器冗程6中与蒸发 器管程5中的冷凝液换热,蒸发器管程5中的冷凝液被高温烟气加热后气化为蒸汽,蒸汽在 虹吸动力的作用下通过蒸汽管2进入冷凝器管程8中;待处理高温含硫烟气1〇换热后降温形 成90-12(TC的饱和烟气,并通入到湿法处理装置9中进行喷淋降温到水饱和温度以下,并同 时进行脱硫形成饱和低温烟气(温度不高于6〇°C)通过冷凝器壳程4的入气口进入冷凝器壳 程4,在冷凝器壳程4中的饱和低温烟气与冷凝器管程8中的蒸汽换热,饱和低温烟气被加热 至丨J15(TC以上形成不饱和的洁净烟气12后排出冷凝器壳程4进入大气中,洁净烟气12温度处 于15(TC以上,不仅能够保证洁净烟气12能够飘升至远离近地面层500m外,不会在短时间内 降温析出大量的游离水,不会对附近环境造成影响,还能够使排烟温度高于酸漏点腐蚀温 度,保证了烟气中不形成白雾。
[0035]本实施例中初期加注的冷凝液的量根据其相变所能产生的潜热进行计算,设计余 量为20%-30%;此外,冷凝液的循环比即冷凝液的总量与一次反应转换为蒸汽的冷凝液的 量的比由蒸发器1内换热管的管径决定,在本实施例中为了避免蒸发器1中出现干烧区,适 当增大了冷凝液的循环比。
[0036]蒸发器壳程6和冷凝器壳程4内烟气流速通常在8-15m/s,以降低烟气流动的阻力。 [0037]蒸汽管2上设置有安全泄压阀3,得在使用过程中能够根据测量的压力进行调节, 实现防爆功能;蒸发器壳程6、冷凝器壳程4、蒸汽管2及冷凝液管7上均设置有排污阀13,能 够避免管线结垢、堵塞,蒸汽管2和冷凝液管7上的排污阀13还可用于加注中间介质即冷凝 液。
[0038]蒸发器壳程6外部和冷凝器壳程4外部均包裹有保温棉,保温棉的材料为岩棉或硅 酸铝,保温棉的设置能够减少烟气与外界环境的热交换,减少了热损失,从而提高了换热效 率。
[0039]本实施例中蒸发器1和冷凝器14中换热管的长度与壳径的比均为4:6;且蒸发器1 和冷凝器14中的换热管均采用角钢焊接进行加固,避免烟气冲撞而造成换热管的松动甚至 脱落。当需要对冷凝器14进行清洗时,可以在冷凝器壳程4入气口处冲入反洗水11对冷凝器 14进行清洗。
[0040]值得注意的是本实施例中冷凝器14的水平高度需高于蒸发器1的水平高度,以保 证冷凝液气化后形成的蒸汽能够快速通过蒸汽管2进入到冷凝器管程8中,提高本实施例用 于湿烟气除白的热虹吸换热器的工作效率;另外,本实施例中由蒸发器管程5、蒸汽管2、冷 凝器管程8和冷凝液管7组成的循环回路内的压强超过常压,故冷凝液气化后形成的蒸汽的 温度能够高于10(TC而处于210°C左右,从而保证能够将湿化处理后的饱和低温烟气加热到 150°C以上;本实用新型用于湿烟气除白的热虹吸换热器可以实现撬块化设计,能够长周期 稳定运行。
[0041] 实施例二
[0042] 如图2所示,本实施例所提供的用于湿烟气除白的热虹吸换热器与实施例一所提 供的用于湿烟气除白的热虹吸换热器在结构上基本相同,不同之处仅在于,本实施例中蒸 发器1和冷凝器14均呈卧式设置。
[0043]需要说明的是,本实用新型中用于湿烟气除白的热虹吸换热器中蒸发器1和冷凝 器14的具体设置不以本实用新型实施例一和实施例二为限,为了便于放置、使用等,将蒸发 器1和冷凝器14 一个设置为立式,另一个设置为卧式也是可以的。
[0044] 本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上 实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一 般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上 所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种用于湿烟气除白的热虹吸换热器,其特征在于:包括蒸发器和冷凝器,所述蒸发 器的管程的入口与所述冷凝器的管程的出口连通,所述蒸发器的管程的出口与所述冷凝器 的管程的入口连通,所述蒸发器的壳程的出气口与湿法处理装置的入气口连通,所述冷凝 器的壳程的入气口与所述湿法处理装置的出气口连通。
2.根据权利要求1所述的用于湿烟气除白的热虹吸换热器,其特征在于:所述冷凝器的 水平高度高于所述蒸发器的水平高度。
3.根据权利要求2所述的用于湿烟气除白的热虹吸换热器,其特征在于:所述蒸发器的 管程的入口与所述冷凝器的管程的出口通过冷凝液管连通;所述蒸发器的管程的出口与所 述冷凝器的管程的入口通过蒸汽管连通。
4. 根据权利要求3所述的用于湿烟气除白的热虹吸换热器,其特征在于:所述蒸发器的 管程、所述冷凝器的管程、所述冷凝液管以及所述蒸汽管组成的密闭回路内设置有冷凝液。
5. 根据权利要求4所述的用于湿烟气除白的热虹吸换热器,其特征在于:所述蒸汽管上 设置有安全泄压阀,所述蒸发器的壳程、所述冷凝器的壳程、所述蒸汽管及所述冷凝液管上 均设置有排污阀。
6. 根据权利要求5所述的用于湿烟气除白的热虹吸换热器,其特征在于:所述蒸发器的 壳程外部和所述冷凝器的壳程外部均包裹有保温棉,所述保温棉的材料为岩棉或硅酸铝。
7. 根据权利要求6所述的用于湿烟气除白的热虹吸换热器,其特征在于:所述蒸发器的 壳程的入气口处和所述冷凝器的壳程的入气口处均设置有导流筒。
8.根据权利要求7所述的用于湿烟气除白的热虹吸换热器,其特征在于:所述蒸发器和 所述冷凝器中换热管的长度与壳径的比均为4:6。w純A 減狀工阳
9.根据权利要求卜8任意一项所述的用于湿烟气除白的热虹吸换热器,其特征在于:所 述蒸发器呈立式或卧式设置,所述冷凝器呈立式或卧式设置。
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CN109668463A (zh) * 2018-12-26 2019-04-23 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 船舶废气洗涤系统及轮船
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