CN210097279U - 一种基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，涉及大气污染控制领域。本实用新型包括：除尘箱体，除尘箱体顶部的侧壁上连通有烟气入口烟道，除尘箱体底部的侧壁上连通有烟气出口烟道；除尘箱体内自上而下依次设有相变冷却区和滤网除尘区；相变冷却区包括若干个竖直设置的热管，且热管的蒸发段位于除尘箱体内部，热管的冷凝段位于除尘箱体外部；滤网除尘区包括若干个自上而下分布的滤网除尘单元，滤网除尘单元包括环形框架，该环形框架上铺有滤网；其中，除尘箱体的底面开口设置；以及沉淀池，该沉淀池位于除尘箱体底面开口的下方。本实用新型的目的在于低成本、低能耗条件下对工业烟气进一步除尘达到近零排放并消除白烟。

Description

一种基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置

技术领域

本实用新型涉及大气污染控制领域，更具体地说，涉及一种基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，适用于工业窑炉特别是转炉炼钢末端一次烟气等工业烟气污染物的治理。

背景技术

近些年，随着我国经济实力的逐步增加和环保标准渐趋严格，对主要污染物的排放标准实行近零排放要求。根据国家标准《炼钢工业大气污染物排放标准GB28664-2012》，现有炼钢企业中转炉一次烟气颗粒物排放浓度要求在100mg/m³以下，新建企业和特别排放限值企业要求转炉一次烟气颗粒物排放浓度在50mg/m³以下。目前大型钢铁企业中炼钢一次烟气排放含尘浓度约在50～30mg/m³区间。而随着环保标准的越加严格，一次烟气排放含尘浓度将会要求进一步降低，直至达到近零排放。

目前转炉烟气除尘主要有两种，一种是湿式除尘系统(以OG法为主)，通过喷淋水和环缝文丘里管使烟气降温并除尘，该种方法使烟气充分润湿导致烟气带有饱和水；另一种是干法除尘(以LT法为主)，通过电极形成的强大电晕场使气体电离，粉尘、雾滴粒子等获得电子而荷电，在电场力、水雾碰撞、吸附凝并的共同作用下粒子被捕集到集尘板上，达到除灰的目的。OG法可除去烟气中95％以上含尘量，使烟气含尘量降至30mg/m³以下；LT法能脱除99％的烟气尘量，使烟尘量降低到10mg/m³以下，且节约大量水资源。但目前应用最为广泛的仍是OG法除尘系统，本专利主要针对OG除尘系统后部烟气。虽然目前OG法效果显著，但烟气中仍残余较多粒径在10μm以下的微尘，烟气温度约为80℃左右。目前面对越来越严格的环保要求，对烟气含尘的要求将会越来越高，30mg/m³的含尘浓度仍较高，尚有较大的提升空间。但目前的OG法难以实现烟尘的进一步高效脱除，且消耗大量的水资源和电力资源，投资成本过高，不利于大规模推广应用，还将导致烟气含饱和水(>300g/kg干烟气)，排出烟囱后造成白烟(烟气冷凝、水汽析出导致)，白烟虽对环境无害但却影响市容市貌。

现有技术中关于烟气除尘系统及除尘方法的技术方案已有相关专利公开，例如专利公开号：CN 105107365 A，公开日：2015年12月02日，发明创造名称为：烟气复合相变除尘脱硫工艺及装置，该申请案公开了一种脱硫塔内部的烟气复合相变除尘脱硫装置，烟气在烟道入口中受涡旋相变器旋流作用斜向下旋流进入脱硫塔，涡旋相变器是由四角切向布置的多组雾化喷嘴组成，其可使烟气充分润湿并使含尘液滴碰撞长大，进入脱硫塔的烟气经布置在上方的脱硫喷淋层除去大部分的含尘颗粒和SO₂，剩下的湿烟气和少量烟尘通过上方的高效除雾器，进一步脱除水分和微尘并排出到大气中。该申请案的除尘脱硫装置通过喷水雾和强化碰撞的方式使烟气含水过饱和而除去烟尘，并通过脱硫喷淋层除去SO₂，除尘脱硫效率高，且装置简单投资小。但通过喷雾使含水饱和度增加，耗水量较大，需不断补充干净水，并消耗大量电能，且除尘方式比较粗犷，难以实现精细化除尘，适用于前段除尘，不适用于末端除尘。

再如专利公开号：CN 206730770 U，公开日：2017年12月12日，发明创造名称为：一种湿法烟气脱硫相变凝并除尘除雾装置，该申请案公开了一种湿法烟气脱硫相变凝并除尘除雾装置，烟气从吸收塔中部进入，入口烟道上端设置喷淋层，喷淋层上端依次设置管栅式冷却器和除雾器，并在管栅式冷却器和除雾器上端依次设置冷却器冲洗喷嘴和除雾器冲洗喷嘴，吸收塔下端是沉淀池。该申请案中的除尘除雾装置可有效提高湿法脱硫装置的综合除尘效果，显著降低吸收塔出口烟气中烟尘浓度。但以上除尘除雾装置也存在较大的不足，其中管栅式换热器换热介质采用循环水，需消耗水资源，且换热效率低、体积大，吸收塔重量大；管栅式换热器、除雾器依次布置并分布冲洗喷嘴，设备布置比较复杂、检修困难，且难以实现精细化除尘。

综上所述，如何对工业烟气进一步除尘达到近零排放并实现消除白烟的目的，是现有技术中亟需解决的技术难题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型提供了一种基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，本实用新型的目的在于低成本、低能耗条件下对工业烟气进一步除尘达到近零排放并消除白烟。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，包括：

圆筒形的除尘箱体，该除尘箱体竖直设置，除尘箱体顶部的侧壁上连通有烟气入口烟道，除尘箱体底部的侧壁上连通有烟气出口烟道；所述除尘箱体内自上而下依次设有相变冷却区和滤网除尘区；所述相变冷却区包括若干个竖直设置的热管，且热管的蒸发段位于除尘箱体内部，热管的冷凝段位于除尘箱体外部；所述滤网除尘区包括若干个自上而下分布的滤网除尘单元，所述滤网除尘单元包括环形框架，该环形框架上铺有滤网；其中，除尘箱体的底面开口设置；

以及沉淀池，该沉淀池位于所述除尘箱体底面开口的下方。

作为本实用新型更进一步的改进，所述沉淀池的孔径自上而下渐缩，沉淀池的底部设有密封塞。

作为本实用新型更进一步的改进，除尘箱体底面的开口处覆盖有孔板，该孔板上开设有若干个通水孔。

作为本实用新型更进一步的改进，滤网除尘区两侧的除尘箱体内侧壁上均设有支撑板，最下方的环形框架被支撑在所述支撑板上，上、下相邻两个环形框架之间通过若干个隔离块隔开。

作为本实用新型更进一步的改进，所述除尘箱体内部设有出口烟道滤网，该出口烟道滤网位于滤网除尘区与烟气出口烟道之间。

作为本实用新型更进一步的改进，所述烟气入口烟道的外侧壁、所述烟气出口烟道的外侧壁均与除尘箱体的外侧壁相切。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型中，烟气从烟气入口烟道进入除尘箱体内，然后自上而下依次经过相变冷却区和滤网除尘区，烟气中的过饱和水以烟尘为凝结核心凝结成小液滴，液滴在热管表面凝结、长大并掉落，落入滤网除尘区的液滴在滤网上碰撞、长大并掉落，烟尘中的水和烟尘在重力和烟气冲击力作用下被逐渐脱除掉入下方的沉淀池内，最后，精除尘及脱水后的烟气从烟气出口烟道排入大气，含尘量和含水量显著降低，且消除了白烟。

(2)本实用新型的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，可一次性投资，使用寿命长，运行过程中通过自然风冷实现烟气降温，不消耗其他动力、不消耗冷却水，节约了成本，且实现除尘、脱水的双重效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例中基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置的剖视结构示意图；

图2为实施例中基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置的俯视结构示意图；

图3为实施例中滤网除尘单元的结构示意图；

图4为实施例中滤网除尘单元的安装示意图。

示意图中的标号说明：1、烟气入口烟道；2、相变冷却区；3、滤网除尘区；4、烟气出口烟道；5、沉淀池；6、密封塞；7、出口烟道滤网；8、孔板；9、滤网除尘单元；901、环形框架；902、滤网；10、隔离块；11、支撑板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

参考图1，本实施例的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，包括：

圆筒形的除尘箱体，该除尘箱体竖直设置，除尘箱体顶部的侧壁上连通有烟气入口烟道1，除尘箱体底部的侧壁上连通有烟气出口烟道4；除尘箱体内自上而下依次设有相变冷却区2和滤网除尘区3；相变冷却区2包括若干个竖直设置的热管，且热管的蒸发段位于除尘箱体内部，热管的冷凝段位于除尘箱体外部；滤网除尘区3包括若干个自上而下分布的滤网除尘单元9，参考图3，滤网除尘单元9包括环形框架901，该环形框架901上铺有滤网902；其中，除尘箱体的底面开口设置；

以及沉淀池5，该沉淀池5位于除尘箱体底面开口的下方。

本实施例中，相变冷却区2包括若干个竖直设置的热管，且热管的蒸发段位于除尘箱体内部，热管的冷凝段位于除尘箱体外部，烟气经过相变冷却区2时，热量被快速吸收，然后通过热管内的工质将烟气被吸收热量向除尘箱体外部及时散出。

现有的烟气除尘技术可使烟尘量降低到30mg/m³以下，但难以在低成本、低能耗的前提下实现烟气的进一步除尘，即实现近零排放，且现有技术中除尘烟气中含有大量水分，易导致白烟排放。本实施例的目的在于低成本、低能耗条件下对工业烟气进一步除尘达到近零排放并消除白烟，具体本实施例中，烟气从烟气入口烟道1进入除尘箱体内，然后自上而下依次经过相变冷却区2和滤网除尘区3，烟气中的过饱和水以烟尘为凝结核心凝结成小液滴，液滴在热管表面凝结、长大并掉落，落入滤网除尘区3的液滴在滤网902上碰撞、长大并掉落，烟尘中的水和烟尘在重力和烟气冲击力作用下被逐渐脱除掉入下方的沉淀池5内，最后，精除尘及脱水后的烟气从烟气出口烟道4排入大气，其中排出的烟气温度大约50℃，含尘量和含水量显著降低，且消除了白烟。本实施例的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，可一次性投资，使用寿命长，运行过程中通过自然风冷实现烟气降温，不消耗其他动力、不消耗冷却水，节约了成本，且实现除尘、脱水的双重效果。

实施例2

本实施例的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其结构与实施例1基本相同，更进一步的：沉淀池5的孔径自上而下渐缩，沉淀池5的底部设有密封塞6(具体本实施例中，密封塞6为压把式胶塞)。

本实施例中，沉淀池5的孔径自上而下渐缩，沉淀池5的底部设有密封塞6，当沉淀池5内的水积累到一定程度时，可方便的打开底部的密封塞6排出多余积水，其中，沉淀池5的漏斗形结构设计有利于沉淀池5中烟尘的沉淀物因沉降作用而落入其中并被排出。

实施例3

本实施例的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其结构与实施例2基本相同，更进一步的：除尘箱体底面的开口处覆盖有孔板8，该孔板8上开设有若干个通水孔。

本实施例中，除尘箱体底面的开口处覆盖有孔板8，该孔板8上开设有若干个通水孔，从除尘箱体内部落下的水分可顺着通水孔进入沉淀池5内存储，其他粘结的灰尘、颗粒被挡在孔板8上，可定期进行清理。

实施例4

本实施例的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其结构与实施例3基本相同，更进一步的：参考图4，滤网除尘区3两侧的除尘箱体内侧壁上均设有支撑板11，最下方的环形框架901被支撑在支撑板11上，上、下相邻两个环形框架901之间通过若干个隔离块10隔开。

本实施例中，滤网除尘区3两侧的除尘箱体内侧壁上均设有支撑板11，最下方的环形框架901被支撑在支撑板11上，上、下相邻两个环形框架901之间通过若干个隔离块10隔开，若干个隔离块10可将多个滤网除尘单元9自上而下间隔叠置起来，支撑板11可将整个滤网除尘区3方便的支撑安装起来。

实施例5

本实施例的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其结构与实施例4基本相同，更进一步的：除尘箱体内部设有出口烟道滤网7，该出口烟道滤网7位于滤网除尘区3与烟气出口烟道4之间。

本实施例中，除尘箱体内部设有出口烟道滤网7，该出口烟道滤网7位于滤网除尘区3与烟气出口烟道4之间，在烟气通过烟气出口烟道4最终排出之前，出口烟道滤网7可对烟气中的微尘颗粒进行最终过滤并隔离烟气中夹带的大水滴，确保烟气的最终脱水精除尘效果。

实施例6

参考图2，本实施例的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其结构与实施例5基本相同，更进一步的：烟气入口烟道1的外侧壁、烟气出口烟道4的外侧壁均与除尘箱体的外侧壁相切。

本实施例中，烟气入口烟道1的外侧壁、烟气出口烟道4的外侧壁均与除尘箱体的外侧壁相切，从而使得烟气沿着切向进入、离开除尘箱体并在除尘箱体内形成一定的旋流，增强了烟气在除尘箱体内的旋流强度和换热效果，从而提高了烟气的除尘、脱水效果。

实施例7

本实施例的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其结构与实施例6基本相同，更进一步的：热管为负压热管，热管内的工质可为水、醋酸、甲醇、丙酮等且控制热管内工质的相变温度(即沸点)介于45～70℃之间，控制滤网902的目数在30～60目之间；热管的蒸发段为光管，有利于烟气中的水汽在光管表面凝结、长大及掉落，热管的冷凝段为翅片管，强化了与外界环境的换热；烟气入口烟道1与一盘管段(即呈螺旋状的管道系统)连通，该盘管段位于沉淀池5内，通过盘管段可将烟气中的热量高效传递至沉淀池5内的存水中，提高了烟气后续的除尘脱白效果，其中沉淀池5采用金属材质，沉淀池5的外表面上设有若干个金属散热肋片；热管的蒸发段表面涂覆不粘防腐涂层(即聚四氟乙烯涂层)，不粘防腐涂层的超低表面能使得在热管表面析出的水汽成珠状并在重力作用下迅速下落，避免形成膜状凝结恶化传热，且不会在热管表面形成水垢或粘结物，滤网902采用聚四氟乙烯材质，使得小液滴在滤网902表面易团聚成液滴并在重力作用下迅速下落，不会在滤网902表面形成水膜增大烟气阻力，且不会在滤网902表面形成水垢或粘结物造成堵塞，以上设置有利于水汽及灰尘、颗粒的脱除，提高了除尘脱白效果；同时，出口烟道滤网7采用聚四氟乙烯材质，且控制出口烟道滤网7的目数大于90目，从而与滤网除尘区3中的滤网902形成前后过滤配合，有效脱除了烟气中的微尘颗粒和水分；相变冷却区2中，所有竖直设置的热管在圆筒形的除尘箱体内等间距分布，提高了整个相变冷却区2的换热均匀性及效率，从而提高了除尘脱白效果。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其特征在于包括：

圆筒形的除尘箱体，该除尘箱体竖直设置，除尘箱体顶部的侧壁上连通有烟气入口烟道(1)，除尘箱体底部的侧壁上连通有烟气出口烟道(4)；所述除尘箱体内自上而下依次设有相变冷却区(2)和滤网除尘区(3)；所述相变冷却区(2)包括若干个竖直设置的热管，且热管的蒸发段位于除尘箱体内部，热管的冷凝段位于除尘箱体外部；所述滤网除尘区(3)包括若干个自上而下分布的滤网除尘单元(9)，所述滤网除尘单元(9)包括环形框架(901)，该环形框架(901)上铺有滤网(902)；其中，除尘箱体的底面开口设置；

以及沉淀池(5)，该沉淀池(5)位于所述除尘箱体底面开口的下方。

2.根据权利要求1所述的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其特征在于：所述沉淀池(5)的孔径自上而下渐缩，沉淀池(5)的底部设有密封塞(6)。

3.根据权利要求1所述的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其特征在于：除尘箱体底面的开口处覆盖有孔板(8)，该孔板(8)上开设有若干个通水孔。

4.根据权利要求1所述的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其特征在于：滤网除尘区(3)两侧的除尘箱体内侧壁上均设有支撑板(11)，最下方的环形框架(901)被支撑在所述支撑板(11)上，上、下相邻两个环形框架(901)之间通过若干个隔离块(10)隔开。

5.根据权利要求1所述的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其特征在于：所述除尘箱体内部设有出口烟道滤网(7)，该出口烟道滤网(7)位于滤网除尘区(3)与烟气出口烟道(4)之间。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的基于相变的烟气末端逆向脱水精除尘装置，其特征在于：所述烟气入口烟道(1)的外侧壁、所述烟气出口烟道(4)的外侧壁均与除尘箱体的外侧壁相切。

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