CN210118764U - 一种烟囱及烟气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种烟囱及烟气处理系统，所述烟囱包括防护层、排烟管，所述排烟管具有第二通道，所述防护层环绕设置在排烟管的外侧，且排烟管与防护层之间设置第一通道，所述防护层为空腔结构，所述排烟管以及所述排烟管的出口均设置在防护层的空腔中，且所述排烟管的出口低于防护层的出口；所述排烟管的出口与防护层的出口之间形成混流区，第一通道、第二通道均与混流区连通；本实用新型所述的一种烟囱及烟气处理系统，通过对现有的烟囱结构进行改进，避免了烟囱冒白烟的情况发生。

Description

一种烟囱及烟气处理系统

技术领域

本实用新型涉及环保设备技术领域，特别涉及一种烟囱及烟气处理系统。

背景技术

电厂锅炉、石化加热炉等排烟的超低排放问题已经引起热会各界的普遍关注和国家的强烈重视。尤其是在东南沿海的长三角、珠三角以及京津等发达地区，烟囱的冒白烟问题已成为当前迫切需要解决的热点问题。

在实际生产生活中，锅炉燃烧过程中会产生大量的高温烟气，不能直接排放至大气中，往往需要对高温烟气进行相应的烟气处理，然后通过烟囱排放到大气中；对于现有技术中的烟囱而言，如图1所示，所述烟囱包括排烟管2，排烟管2具有第二通道4，用于对处理后的烟气进行排放；此外，一般情况下为了对排烟管2进行防护及保温，现有技术中往往在排烟管2的外侧设置防护层1，所述防护层1往往由砖结构或混凝土结构构成，同时在现有技术中并非直接将防护层1与排烟管2的外侧直接进行连接，而是在排烟管2与防护层1之间设置第一通道3，一方面作为检修通道，便于工人对烟囱进行定期检修，另一方面能够提高对排烟管2的保温效果。但在现有技术中，由于烟气的含水量较高，如果通过烟囱直接将烟气排放到大气中，烟气会在烟囱出口处遇到冷空气骤然降温，且随着烟气温度的降低，烟气中的水蒸气会从不饱和状态变为饱和状态，并有部分水蒸气凝结成小水滴，弥散在空气中并在阳光折射、散射等作用下呈现出白色，即形成我们所常见的烟囱冒白烟的现象。同时，白烟中会夹杂粉尘，且白烟流动性强排出后会污染周边环境，冬季还容易导致道路结冰，造成安全隐患；因此，烟囱冒白烟的问题是本领域技术人员急需解决的技术问题之一。

申请人在早期对烟囱冒白烟这一问题进行研究的同时，递交了申请号为CN201610335353.6的专利申请，其中公开了一种降低烟气白烟的节能环保设备及工艺，通过用冷空气和烟气进行换热，然后在将换热后的空气和烟气混合，略微抬升烟气温度并冲淡烟气中的水分，使之不易在烟囱出口形成冒白烟和拖尾现象。但随着申请人的进一步研究，发现由于该申请未能对烟囱自身的结构进行改进，虽然能够在一定程度上降低烟囱冒白烟的情况，但较难对烟囱内部的烟气情况进行控制，无法完全消除烟囱冒白烟的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种烟囱及烟气处理系统，在现有的烟囱结构基础上，对其进行改进，以解决现有技术中存在的烟囱冒白烟的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种烟囱，包括防护层、排烟管，所述排烟管具有第二通道，所述防护层环绕设置在排烟管的外侧，且排烟管与防护层之间设置第一通道，所述防护层为空腔结构，所述排烟管以及所述排烟管的出口均设置在防护层的空腔中，且所述排烟管的出口低于防护层的出口；所述排烟管的出口与防护层的出口之间形成混流区，第一通道、第二通道均与混流区连通。

进一步的，所述烟囱包括限流装置，所述限流装置与防护层的出口连接，所述限流装置上设置有排气通道，所述排气通道与混流区连通。

进一步的，所述限流装置包括限流件、排气管，所述限流件与防护层的出口密封连接，所述排气管具有排气通道，所述排气管与限流件连接，且所述排气管完全贯穿限流件，所述排气通道分别与大气、混流区连通。

进一步的，所述限流件在靠近混流区的一侧上设置第一扰流部，所述第一扰流部具有弧面结构。

进一步的，所述限流件上设置有回流通路，所述回流通路与混流区连通，所述排气管上设置有回流管，所述回流管与排气通道连通，所述回流通路与回流管连通。

进一步的，所述回流管贯穿排气管的管壁，且回流管由上向下延伸，所述回流通路内设置第二扰流部，所述第二扰流部具有弧面结构；所述第二扰流部的弧面与回流管的延伸方向相切。

进一步的，所述限流件与排气管一体成型。

进一步的，所述烟囱底部或者所述防护层上设置有进气口，所述进气口与第一通道连通；

所述排烟管上设置有进气管，所述进气管具有进气通道，所述进气通道与第二通道连通。

一种烟气处理系统，包括所述的烟囱。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种烟囱及烟气处理系统具有以下优势：

本实用新型所述的一种烟囱及烟气处理系统，通过在现有的烟囱结构基础上进行改进，在烟囱内部设置混流区，使烟气与热干空气充分混合，从而提高了烟气的温度，且混合烟气的相对湿度较低，在混合烟气外排的过程中，混合烟气中的水蒸气始终处于不饱和状态，即水蒸气始终保持气态，不会凝结为小液滴，从而避免了烟囱冒白烟的情况发生。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中常规烟囱的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种烟囱的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的一种烟囱的工作原理图；

图4为本实用新型实施例所述的一种烟囱的另一种工作原理图；

图5为本实用新型实施例所述的一种烟囱的一种结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的一种烟囱的另一种结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的一种烟囱及烟气处理系统的示意图；

图8为本实用新型实施例所述的一种烟囱及烟气处理系统的一种示意图；

图9为本实用新型实施例所述的一种烟囱及烟气处理系统的另一种示意图。

附图标记说明：

防护层1，排烟管2，第一通道3，第二通道4，混流区5，换热器6，进气管7，进气通道701，进气口8，限流件9，第一扰流部901，回流通路902，第二扰流部903，排气管10，排气通道11，回流管12。

具体实施方式

下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的实用新型概念。然而，这些实用新型概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开内容更详尽和完整，并且向本领域的技术人员完整传达其包括的范围。也应注意这些实施例不相互排斥。来自一个实施例的组件、步骤或元素可假设成在另一实施例中可存在或使用。在不脱离本公开的实施例的范围的情况下，可以用多种多样的备选和/或等同实现方式替代所示出和描述的特定实施例。本申请旨在覆盖本文论述的实施例的任何修改或变型。对于本领域的技术人员而言明显可以仅使用所描述的方面中的一些方面来实践备选实施例。本文出于说明的目的，在实施例中描述了特定的数字、材料和配置，然而，领域的技术人员在没有这些特定细节的情况下，也可以实践备选的实施例。在其它情况下，可能省略或简化了众所周知的特征，以便不使说明性的实施例难于理解。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；术语“固定”可以是螺栓固定连接和/或螺钉固定连接和/或卡接和/或焊接，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。同时，在本实用新型的说明书附图中，在未进行特殊说明的前提下，空心箭头的指向均是指空气的流动方向，黑色实心箭头的指向均是指烟气的流动方向。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1

本实施例针对现有技术中的常规烟囱，如图1所示，在其结构基础上，若直接将烟气通过常规烟囱排放到大气中，很容易出现烟囱冒白烟的问题。

为了解决现有技术中存在的烟囱冒白烟的问题，本实施例在现有技术中烟囱的基础上对其进行改进，并提出一种烟囱，如附图2-4所示，所述烟囱包括防护层1、排烟管2，所述排烟管2具有第二通道4，所述防护层1环绕设置在排烟管2的外侧，且排烟管2与防护层1之间设置第一通道3；即所述防护层1为一个内部具有空腔结构的壳体，所述排烟管2以及所述排烟管2的出口均设置在防护层1的空腔中，且所述排烟管2的出口低于防护层1的出口；同时，所述排烟管2的出口与防护层1的出口之间形成混流区5，且第一通道3、第二通道4均与混流区5连通；其中，防护层1作为烟囱的外部壳体结构，防护层1的出口即可视为烟囱的排烟口。

在排放烟气过程中，第一通道3与换热器6的烟气出口或空气出口中的任一个出口连通，第二通道4与换热器6的烟气出口或空气出口中的另一个出口连通；其中，所述换热器6为常规的换热器，可以为板式换热器、管式换热器、浮筒式换热器等，至少包括烟气进口、烟气出口、空气进口、空气出口，且烟气进口与烟气出口通过烟气管路连通，空气进口、空气出口通过空气管路连通，所述烟气管路与空气管路之间进行热量交换，且优选为逆流传热方式或错流传热方式进行换热；此外，所述换热器6还包括壳体结构，冷凝水收集装置等，鉴于本实用新型所涉及的换热器6为现有技术中常规的换热装置，其具体结构及各部件之间的装配关系，在此不进行赘述。

具体的，常温空气通过空气进口进入换热器6，烟气处理系统中的高温烟气通过烟气进口进入换热器6；在换热器6的内部，常温空气与高温烟气进行换热，经过换热后，常温空气吸收热量变为热干空气，通过空气出口排出换热器6；高温烟气供给热量后变为低温烟气，同时随着烟气温度的降低，烟气内部的部分水蒸气会凝结为小水滴，并与烟气脱离，从而烟气的绝对湿度也随之降低；

在经过换热后，关于烟气与空气的流动情况，本实施例提出以下两种实施方式：

方式一、换热器6的烟气出口与第二通道4连通，换热器6的空气出口与第一通道3连通；从而低温烟气进入第二通道4中，热干空气进入第一通道3中，且低温烟气与热干空气均流动入混流区5，在混流区5中，低温烟气与热干空气充分混合，形成混合烟气，且混合烟气的温度要高于低温烟气，混合烟气的绝对湿度低于低温烟气，且随着烟气温度的升高，混合烟气的相对湿度也低于低温烟气的相对湿度，然后混合烟气经过混流区5，从防护层1的出口排放至大气中；

方式二、换热器6的烟气出口与第一通道3连通，换热器6的空气出口与第二通道4连通；从而低温烟气进入第一通道3中，热干空气进入第二通道4中，且低温烟气与热干空气均流动入混流区5，在混流区5中，低温烟气与热干空气充分混合，形成混合烟气，然后从防护层1的出口排放至大气中。

无论是方式一，还是方式二，在将混合烟气排放至大气中以后，混合烟气的温度急剧降低；但由于此时混合烟气的相对湿度较低，在混合烟气降温的过程中，混合烟气中的水蒸气始终处于不饱和状态，即水蒸气始终保持气态，不会凝结为小液滴，从而通过本实施例对烟囱结构进行的改进，在烟囱排放烟气的过程中，不会出现烟囱冒白烟的情况。

作为优选，所述排烟管2的出口、防护层1的出口，二者之间的高度差大于10米，从而能够提供具有足够空间的混流区5，使低温烟气与热干空气能够充分混合，形成更为均匀的混合烟气，以避免烟囱冒白烟的情况发生。

实施例2

为了提高混流区5中烟气与热干空气的混合均匀程度，如图5所示，本实施例在实施例1的基础上，对所述烟囱做进一步改进。

所述烟囱包括限流装置，所述限流装置与防护层1的出口连接，且所述限流装置对防护层1的出口进行密封，所述限流装置上设置有排气通道11，所述排气通道11与混流区5连通，在混流区5混合后的混合烟气通过排气通道11排放至大气中。

具体的，所述限流装置包括限流件9、排气管10，所述限流件9与防护层1的出口密封连接，所述排气管10具有排气通道11，所述排气管10与限流件9连接，且所述排气管10完全贯穿限流件9，从而使得所述排气通道11分别与大气、混流区5连通；从而通过设置限流装置，对烟气以及热干空气的流动进行了一定的限制，增大了其在混流区5中的停留时间，有利于确保烟气与热干空气充分混合，避免了烟气与热干空气未能经过充分混合，便直接上升至烟囱的排烟口，排放到大气的情况发生，从而能够进一步避免烟囱冒白烟的情况发生。

此外，为了确保限流装置的连接牢靠性以及其自身的强度，作为本实施例的优选方案，所述限流件9与排气管10一体成型。

所述限流件9在靠近混流区5的一侧上设置第一扰流部901，所述第一扰流部901具有弧面结构，用于改变烟气或热干空气的流动方向；作为优选，所述第一扰流部901位于靠近防护层1内壁的方向上，或者所述第一扰流部901与防护层1内壁连接；从而对于烟气以及热干空气的流动方向进行扰动，尤其是对第一通道3内的烟气或热干空气的流动方向进行调整，使其由竖直向上的流动方向，变为向水平方向甚至向下的流动方向，然后与第二通道4内上升的热干空气或烟气进行混合，有利于增大混合烟气中各组分的紊流情况，确保烟气与热干空气在混流区5中能够进一步充分混合，以杜绝烟囱冒白烟的情况发生。

实施例3

为了进一步提高烟囱中烟气与热干空气混合的均匀程度，如图6所示，本实施例在实施例2的基础上，对所述烟囱做进一步改进。

在其他结构及装配关系均为实施例2一致的前提下，所不同的是在本实施例中，所述限流件9上设置有回流通路902，所述回流通路902与混流区5连通，所述排气管10上设置有回流管12，所述回流管12与排气通道11连通，所述回流通路902与回流管12连通；从而混流区5中的气流能够通过回流通路902、回流管12，进入排气通道11中，并与排气通道11中的气流再一次混合，有利于提高烟囱中烟气与热干空气混合的均匀程度，避免烟囱冒白烟的情况发生。

此外，需要说明的是，所述限流件9上可以设置多个回流通路902，所述排气管10上可以设置多个回流管12，且回流通路902与回流管12一一对应，且任一回流通路902均与其对应的回流管12连通。

所述回流管12贯穿排气管10的管壁，且回流管12由上向下延伸，所述回流通路902内设置第二扰流部903，所述第二扰流部903具有弧面结构，用于改变回流通路902中气流的流动方向，同时第二扰流部903的弧面与回流管12的延伸方向相切；从而进入回流通路902中的气流经过第二扰流部903，改变流动方向后直接进入回流管12中，使得回流通路902中的气流从竖直向上的流动方向变为向下的流动方向，然后进入排气通道11中，并与排气通道11中竖直向上流动的气流混合，进一步增大了混合烟气内各组分的紊流情况，有利于提高烟囱中烟气与热干空气混合的均匀程度，避免烟囱冒白烟的情况发生。

实施例4

如图5-6所示，本实施例在实施例1-3任一实施例的基础上，对烟囱的结构做进一步说明。

所述烟囱底部或者所述防护层1上设置有进气口8，所述进气口8与第一通道3连通，用于向第一通道3中输送烟气或热干空气；

所述排烟管2上设置有进气管7，所述进气管7具有进气通道701，所述进气通道701与第二通道4连通，用于向第二通道4中输送烟气或热干空气；此外，所述进气管7可以设置在烟囱底部，进气管7在烟囱底部延伸，与排烟管2连接，或者所述进气管7贯穿防护层1，然后与排烟管2连接；从而确保了烟气以及热干空气能够较为顺畅地进入烟囱中，以实现对烟气的无白烟排放过程。

实施例5

如附图7所示，本实施例在实施例1-4任一实施例的烟囱结构的基础上，提出一种烟气处理系统；

所述烟气处理系统包括依次连通的锅炉、脱硝塔、空气预热器、电除尘器、脱硫塔和烟囱，所述烟囱为实施例1-4任一实施例中所述的烟囱，对于其余装置，鉴于其均为现有技术，在此不进行赘述，具体可参考申请人的早期申请，其专利申请号为CN201610335353.6；

此外，所述烟气处理系统还包括换热器6；对于烟气的流动而言，所述换热器6的烟气进口与脱硫塔的烟气出口连接，所述换热器6的烟气出口与烟囱连接，并将烟气排放至第一通道3或第二通道4中；优选的，所述换热器6的烟气出口与烟囱之间设置第二风机，为烟气的流动提供一定的动力；

对于空气的流动而言，所述换热器6的空气出口与烟囱连接，常温空气通过第一风机，流入换热器6的空气进口，经过换热变为热干空气后，经过换热器6的空气出口，进入烟囱的第一通道3或第二通道4中；同时，在换热器6的空气出口与烟囱之间也可以设置风机，为热干空气的流动提供一定的动力。

实施例6

如图8所示，本实施例与实施例5基本一致，所不同的是：

所述换热器6的烟气进口与电除尘器的烟气出口连接，所述换热器6的烟气出口与脱硫塔的烟气进口连接；优选的，所述换热器6的烟气出口与脱硫塔的烟气进口之间设置第二风机。

实施例7

如图9所示，本实施例与实施例5基本一致，所不同的是：

所述换热器6的烟气进口与锅炉的烟气出口连接，所述换热器6的烟气出口与脱硝塔的烟气进口连接；优选的，所述换热器6的烟气出口与脱硝塔的烟气进口之间设置第二风机。

此外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种烟囱，包括防护层(1)、排烟管(2)，所述排烟管(2)具有第二通道(4)，所述防护层(1)环绕设置在排烟管(2)的外侧，且排烟管(2)与防护层(1)之间设置第一通道(3)，其特征在于，所述防护层(1)为空腔结构，所述排烟管(2)以及所述排烟管(2)的出口均设置在防护层(1)的空腔中，且所述排烟管(2)的出口低于防护层(1)的出口；所述排烟管(2)的出口与防护层(1)的出口之间形成混流区(5)，第一通道(3)、第二通道(4)均与混流区(5)连通。

2.根据权利要求1所述的一种烟囱，其特征在于，所述烟囱包括限流装置，所述限流装置与防护层(1)的出口连接，所述限流装置上设置有排气通道(11)，所述排气通道(11)与混流区(5)连通。

3.根据权利要求2所述的一种烟囱，其特征在于，所述限流装置包括限流件(9)、排气管(10)，所述限流件(9)与防护层(1)的出口密封连接，所述排气管(10)具有排气通道(11)，所述排气管(10)与限流件(9)连接，且所述排气管(10)完全贯穿限流件(9)，所述排气通道(11)分别与大气、混流区(5)连通。

4.根据权利要求3所述的一种烟囱，其特征在于，所述限流件(9)在靠近混流区(5)的一侧上设置第一扰流部(901)，所述第一扰流部(901)具有弧面结构。

5.根据权利要求3所述的一种烟囱，其特征在于，所述限流件(9)上设置有回流通路(902)，所述回流通路(902)与混流区(5)连通，所述排气管(10)上设置有回流管(12)，所述回流管(12)与排气通道(11)连通，所述回流通路(902)与回流管(12)连通。

6.根据权利要求5所述的一种烟囱，其特征在于，所述回流管(12)贯穿排气管(10)的管壁，且回流管(12)由上向下延伸，所述回流通路(902)内设置第二扰流部(903)，所述第二扰流部(903)具有弧面结构；所述第二扰流部(903)的弧面与回流管(12)的延伸方向相切。

7.根据权利要求3所述的一种烟囱，其特征在于，所述限流件(9)与排气管(10)一体成型。

8.根据权利要求1所述的一种烟囱，其特征在于，所述烟囱底部或者所述防护层(1)上设置有进气口(8)，所述进气口(8)与第一通道(3)连通；

所述排烟管(2)上设置有进气管(7)，所述进气管(7)具有进气通道(701)，所述进气通道(701)与第二通道(4)连通。

9.一种烟气处理系统，其特征在于，所述烟气处理系统包括权利要求1-8任一项所述的烟囱。

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