CN212142011U - 用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，包括原引风机、冷却器、原脱硫塔、消白塔和烟囱，原引风机、冷却器、原脱硫塔和消白塔之间通过管道依次连接在一起，烟囱设置在于消白塔顶侧，消白塔的内部从下至上依次设置有冷凝器、除尘除雾器以及再热器，消白塔入口设置在冷凝器下方，脱硫塔出口烟气通过管道与消白塔的入口连通。实用新型的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，将冷凝、除尘和再热的多段功能集中在消白塔内，占地面积小，现场布置整洁，维护量小，运行稳定；可以同时实现脱硫、消白与高效除尘除雾的有机组合，集成化程度高，消白的同时进一步提高了颗粒物的净化能力；设备、材料选择范围广，投资成本较低。

Description

用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种烟气除尘消白的系统及方法。

背景技术

近年来非电行业污染物排放标准不断收紧，玻璃、冶金、焦化、水泥等行业的窑炉废气污染物排放也相继出台了更加严格的排放标准。到2020年下半年，京津冀及周边、长三角、汾渭平原等重点区域具备改造条件的玻璃、焦化、钢铁企业要基本完成超低排放改造，实现大气污染物的超洁净排放。同时，白色烟羽夹带的可溶性污染物、PM2.5及视觉影响对各个企业的绿色循环经济理念不符，当前白色烟羽治理 (“消白”或“脱白”)的治理，也在如火如荼的进行。玻璃窑等工业窑炉，其排出的废气温度在800℃左右，需要实现脱硫和消白之后，达到当地规定的排放标准才能进行排放。而目前缺乏对工业窑炉的废气进行消白处理的系统和方法。已有的脱硫除尘一装置和烟气消白系统，不能直接应用于工业窑炉的脱硫和消白的功能。比如申请号为201721888033.X、名称为《一种超低排放脱硫除尘一体化装置》的实用新型专利以及申请号为201822110381.5、名称为《一种烟气再循环消白系统》的实用新型专利，两个专利中的技术方案均不能实现对工业窑炉同时进行脱硫和消白的功能。

综上所述，亟需提供一种用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置及方法，以解决现有技术中缺乏同时实现工业窑炉烟气除尘和消白的功能的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，以解决现有技术中缺乏同时实现工业窑炉烟气除尘和消白的功能的系统。本实用新型要解决的另一个技术问题是：提供一种用于工业窑炉烟气除尘消白的方法，以提高工业窑炉的烟气除尘的效率，实现大气污染物的超洁净排放。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，包括原引风机、冷却器、原脱硫塔、消白塔和烟囱，所述引风机、冷却器、脱硫塔和消白塔之间通过管道依次连接在一起，所述烟囱设置在于消白塔顶侧，所述消白塔的内部从下至上依次设置有冷凝器、除尘除雾器以及再热器，所述消白塔的入口设置在所述冷凝器的下方，所述脱硫塔的出口通过管道与所述消白塔的入口连通。在本方案的一体化系统装置中，待处理的烟气温度约为170℃，经过引风机进入冷却器冷却至大约130℃，然后通过管道进入脱硫塔进行处理，脱硫处理后烟气温度约为60℃，接着烟气进入消白塔后依次经过冷凝器降温至约46-48°、再经过除尘除雾器除尘处理、再热器加热至高于80℃，最后经烟囱排出。采用本实用新型的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置进行烟气处理时，所排出的烟气能够长期稳定达标，且优于国家规定的排放标准。

在另一优选的实施方式中，还包括热媒循环装置，所述热媒循环装置与所述冷却器、再热器之间通过管道形成闭合的热媒循环回路。这样设置，冷却器先对高温烟气进行余热回收，能降低原烟气热能、减少蒸发量，而且降低进入脱硫塔的烟气温度从而降低脱硫塔的水蒸发；同时烟气的余热加热冷却器中流通的热媒，热媒进入再热器实现对除尘后的烟气进行再加热至80℃以上从而消除白烟视觉污染；热媒随后进入热媒循环装置，最后再进入冷却器进行下一个循环。通过设置热媒循环装置实现了热媒在冷却器和再热器之间的循环，热媒利用冷却器处吸收到的烟气余热，然后进入再热器加热烟气以实现消白，实现了以废制废，对烟气余热进行充分利用，节约了消白处理时的对烟气再加热的能源。

在另一优选的实施方式中，所述热媒循环装置包括稳压罐、热媒泵和稳压泵，所述再热器的出口通过管道与所述稳压罐的入口连接，所述稳压罐的出口与所述冷却器的入口通过管道连接且该管道上设置有所述热媒泵，所述冷却器的出口通过管道与所述再热器的入口连接。在本方案中，通过设置稳压泵，可以提高并稳定稳压罐内的压力；通过设置热媒泵可以将稳压罐中的热媒输入至冷却器中。

在另一优选的实施方式中，还包括冷媒循环装置，所述冷媒循环装置与所述冷凝器之间形成闭合的冷媒循环回路。这样设置，冷媒在闭合的冷媒循环回路中循环，当冷媒在冷凝器处时，与烟气进行热交换吸收热量，然后通过管道回到冷却塔。

在另一优选的实施方式中，所述冷媒循环装置包括冷却塔和冷媒泵，所述冷凝器的出口通过管道与所述冷却塔的入口连接，所述冷却塔的出口通过管道与所述冷凝器的入口连接且该管道上设置有冷媒泵。这样设置，冷媒在冷凝器和冷却塔之间循环，在冷凝器处吸收烟气的余热并在管道和冷却塔内释放热量，最后再次回到冷凝器处吸收烟气热量。

在另一优选的实施方式中，还包括控制系统，所述控制系统控制所述原引风机、冷却器和消白塔以及管道上的监控表盘以及开关。通过设置控制系统，可以更好的监控各管道处的烟气温度以及冷却器和消白塔内的烟气指标，以保证在烟气量变化的情况下及时进行换热媒介的流通量，保证最终从烟囱排除的烟气符合环保要求。

在另一优选的实施方式中，所述消白塔底部设置有冷凝水池，所述冷凝水池通过管道和排水泵与所述原脱硫塔的底部/所述原脱硫塔的塔外池连接。这样设置，冷凝水存储于消白塔底部冷凝水池，而且作为浆液补充进入原脱硫塔，实现系统的水平衡和循环经济；部分冷凝水定期外排进入水处理系统，以平衡水系统内离子浓度，保证系统稳定运行。

在另一优选的实施方式中，所述除尘除雾器包括一级离心管束高效除尘除雾器和二级离心管束高效除尘除雾器。这样设置，烟气经过一级离心管束高效除尘除雾器和二级离心管束高效除尘除雾器后，可以达到更好的除尘除雾效果。

本实用新型的技术方案所取得的有益技术效果是：

本实用新型的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置进行烟气处理时，所排出的烟气能够长期稳定达标，且优于国家规定的排放标准；采用本实用新型的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置处理后烟气的大气污染物排放指标如下：粉尘排放浓度：≤5mg/Nm³；夏季烟气冷凝后烟温达到48℃以下，烟气含湿10.4％以下 (4-10月)；冬季烟气烟温达到45℃以下，烟气含湿9.5％以下(11月-次年3月)；处理后烟气温度不低于80℃，也即可以实现环境温度在0℃以上时无明显白烟。

本实用新型的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，将冷凝、除尘和再热的多段功能集中在消白塔内，占地面积小，现场布置整洁，维护量小，运行稳定；本实用新型的一体化系统装置可以同时实现脱硫、消白与高效除尘除雾的有机组合，集成化程度高，消白的同时进一步提高了颗粒物的净化能力；设备、材料选择范围广，投资成本较低；各工艺段的技术成熟，使用过程不受烟气量、温度变化的影响；本系统的换热全部采用非直接接触式换热，避免热媒和冷媒的污染，避免了二次污染的问题。

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。

图1为本实用新型用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置的结构示意图。

附图标记：

1原引风机 2冷却器 3原脱硫塔

4湿电 5消白塔 6冷凝器

7一级离心管束高效除尘除雾器 8二级离心管束高效除尘除雾器 9再热器

10热媒泵A 11热媒泵B 12稳压罐

13稳压泵 14冷媒泵A 15冷媒泵B

16冷却塔

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

参考附图1所示，本实施例中一种用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，包括原引风机1、冷却器2、原脱硫塔3、消白塔5和烟囱，原引风机1、冷却器 2、原脱硫塔3和消白塔5之间通过管道依次连接在一起，烟囱设置在于消白塔5顶侧，消白塔5的内部从下至上依次设置有冷凝器6、除尘除雾器以及再热器9，消白塔 5的入口设置在冷凝器6的下方，脱硫塔的出口通过管道与消白塔5的入口连通。其中，冷凝器6采取管式或者板式换热器均可。冷凝器6、除尘除雾器以及再热器9的外周边缘与消白塔5的内壁固定连接，且连接处的拼缝通过钢板、耐磨圈等密封件封堵，这样可以保证从消白塔5的入口进入的烟气，只能流入冷凝器6、除尘除雾器以及再热器9上的通道，避免烟气从连接处的拼缝未经处理就进入到后续的环节中。本实施例中用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，可以同时实现脱硫、消白与高效除尘除雾的有机组合，将冷凝、除尘和再热的多段功能集中在消白塔5内，充分利用竖向空间，设备的集成化程度高，占地面积小，现场布置整洁，维护量小，运行稳定；消白的同时进一步提高了颗粒物的净化能力。

继续参考附图1所示，本实施例还提供一种用于工业窑炉烟气除尘消白的方法，该方法采用上述的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置实现，包括以下步骤：

S1、烟气经由原引风机1进入冷却器2的入口，冷却器2吸收烟气的余热；

S2、从冷却器2的出口排出的烟气进入原脱硫塔3进行脱硫处理；

S3、从原脱硫塔3的出口排出的烟气进入消白塔5中冷凝器6下方的入口，依次经过冷凝器6进行降温处理、除尘除雾器进行除尘处理以及再热器9进行升温处理；

S4、经过再热器9处理后的烟气从烟囱排出。

在本实施例的一体化系统装置，将待处理的烟气依次经过的处理过程划分为吸热段(对应烟气经过冷却器2)、冷凝段(对应烟气经过冷凝器6)以及再热段(对应烟气经过再热器9)。在吸热段：烟气经过引风机后、进入冷却器2冷之前的温度约为 160-180℃，在冷却器2出口处的温度约120-135℃(夏季130-139℃、冬季127- 136℃)；在冷凝段：脱硫处理后烟气温度约为55-60℃，接着烟气进入消白塔5内，并依次经过冷凝器6降温至约46或48°；在再热段：再经过除尘除雾器除尘处理，接着经过再热器9加热至高于80℃(夏季约82-84℃，冬季约81-83℃)，实现消白处理后经烟囱排出。采用本实用新型的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置进行烟气处理时，所排出的烟气能够长期稳定达标，且优于国家规定的排放标准；各工艺段的技术成熟，使用过程不受烟气量、温度变化的影响。采用本实用新型的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置和方法处理后烟气的大气污染物排放指标如下：粉尘排放浓度：≤5mg/Nm³；夏季烟气冷凝后烟温达到48℃以下，烟气含湿10.4％以下(4-10月)；冬季烟气烟温达到45℃以下，烟气含湿9.5％以下(11月-次年3 月)；处理后烟气温度不低于80℃，也即可以实现环境温度在0℃以上时无明显白烟。

在上述实施例的基础上，作为上述实施例的改进，在另一实施例中，步骤S1之前还包括步骤S0脱硝处理，脱硝处理的具体步骤包括：烟气经过第一次降温处理达到脱硝要求后进入脱硝装置进行脱硝处理。由于从玻璃窑等工业窑炉中排出的烟气温度高达800℃，因此需要先对高温烟气进行第一次降温处理，使得烟气温度低于300℃以后，然后进行脱硝处理，脱硝处理后即可以通过引风机进入脱硫塔进行脱硫处理和后续的消白处理。这样设计，将脱硝处理、脱硫处理、除尘除雾处理以及消白处理均集中于本系统中，提高了烟气处理的效率，且各段工艺布置合理，节约能源，烟气余热利用充分。

继续参考附图1，作为上述实施例的改进，在另一实施例中，用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置还包括热媒循环装置，热媒循环装置与冷却器、再热器9 之间通过管道形成闭合的热媒循环回路。热媒循环装置包括稳压罐12、热媒泵和稳压泵13，再热器9的出口通过管道与稳压罐12的入口连接，稳压罐12的出口与冷却器 2的入口通过管道连接且该管道上设置有热媒泵，冷却器2的出口通过管道与再热器9 的入口连接。通过设置稳压泵13，可以提高并稳定稳压罐12内的压力，最后通过热媒泵将稳压罐12中的热水再次输入至冷却器2中。为了提高热媒循环装置的可靠性，避免因热媒泵故障而造成热媒循环回路终止，可设置2个并联的热媒泵，如附图1中所示，冷却器2和稳压罐12之间设置有并联的热媒泵A和热媒泵B。这样2个热媒泵一用一备，当使用中的热媒泵出现故障，则可以启用备用的热媒泵。

结合附图1简要介绍热媒循环回路及工作过程如下：冷却器2先对高温烟气进行余热回收，能降低原烟气热能、减少蒸发量，而且降低进入脱硫塔的烟气温度从而降低脱硫塔的排烟温度；同时烟气的余热加热冷却器2中的热媒，热媒进入再热器9实现对除尘后的烟气进行再加热至80℃以上从而消除白烟视觉污染；热媒随后进入热媒循环装置，最后再进入冷区器进行下一个循环。这样设置，热媒在冷却器2/再热器9 内部的管道中流动，而烟气在冷却器2/再热器9中的管道外部流动，热媒与烟气之间的换热为通过管道壁的非直接接触式换热，避免了热媒的污染，避免了二次污染的问题；通过设置热媒循环装置实现了热媒在冷却器2和再热器9之间的循环，热媒利用冷却器2处吸收到的烟气余热，然后进入再热器9加热烟气以实现消白，实现了以废制废，对烟气余热进行充分利用，节约了消白处理时的对烟气再加热的能源。在本实施例中，热媒采用热水，在吸热段：冷却器2入口的热水温度约89-96°，经过冷却器2时与烟气交换热量，热水从冷却器2流出时温度约125-128°，冷却器2吸收烟气余热减少脱硫段蒸发量3.85t/h；在再热段：热水进入再热器9入口为125-128℃，在再热器9中释放热量加热烟气后，再热器9出口的热水温度为89-96℃。在本实施例中热媒循环回路中循环的热水量为75t/h，可以回收烟气余热2.607MW。

采用上述实施例的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，进行工业窑炉烟气除尘消白的方法，包括以下步骤：

S1、烟气经由原引风机1进入冷却器2，冷却器2内部的热媒与烟气进行热量交换，吸收热量后的热媒流入再热器9中；

S2、从冷却器2排出的烟气进入原脱硫塔3进行脱硫处理；

S3、从原脱硫塔3排出的烟气进入消白塔5入口，依次经过冷凝器6进行降温处理、除尘除雾器进行除尘处理以及再热器9进行升温处理，再热器9内部的热媒与烟气之间进行热交换，然后热媒经由管道流入稳压罐12，再通过热媒泵经由管道流入冷却器2中以形成热媒的循环；

S4、经过再热器9处理后的烟气从烟囱排出。

继续参考附图1，作为上述实施例的改进，在另一实施例中，用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置还包括冷媒循环装置，冷媒循环装置与冷凝器6之间形成闭合的冷媒循环回路。冷媒循环装置包括冷却塔16和冷媒泵，冷凝器6的出口通过管道与冷却塔16的入口连接，冷却塔16的出口通过管道与冷凝器6的入口连接且该管道上设置有冷媒泵。这样设置，冷媒在冷凝器6内部的管道中流动，而烟气在冷凝器 6中的管道外部流动，冷媒与烟气之间的换热为通过管道壁的非直接接触式换热，避免了冷媒的污染问题。冷媒在闭合的冷媒循环回路中循环，当冷媒在冷凝器6处时，与烟气进行热交换吸收热量，然后通过管道回到冷却塔16释放热量，最后再次回到冷凝器6处吸收烟气热量。在该实施例中，采用冷水作为冷媒。在冷凝段：冷凝器6的入口水温为夏季约32℃、冬季约15℃，冷凝器6的出口水温为夏季约40℃、冬季约15。整个冷媒循环回路冷水循环量为440m³/h。为了提高冷媒循环装置的可靠性，避免因冷媒泵故障而造成冷媒循环回路终止，可设置2个并联的冷媒泵，如附图1中所示，冷凝器6和冷却塔16之间设置有并联的冷媒泵A和冷媒泵B。这样2个冷媒泵一用一备，当使用中的冷媒泵出现故障，则可以启用备用的冷媒泵。

继续参考附图1，作为上述实施例的改进，在另一实施例中，用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置还包括控制系统，控制系统控制原引风机1、冷却器2和消白塔5以及管道上的监控表盘以及开关。通过设置控制系统，可以更好的监控各管道处的烟气温度以及冷却器2和消白塔5内的烟气指标，以保证在烟气量变化的情况下及时进行流通媒介的流量控制，保证最终从烟囱排除的烟气符合环保要求。

作为上述实施例的改进，在另一实施例中，消白塔5底部设置有冷凝水池，冷凝水池通过管道和排水泵与脱硫塔的底部/脱硫塔的塔外池连接。脱硫塔内可以设置石灰浆液池，可以将冷凝水导入石灰浆液池。这样设置，冷凝水存储于消白塔5底部冷凝水池，而且作为浆液补充进入脱硫塔，实现系统的水平衡和循环经济；部分冷凝水定期外排进入水处理系统，以平衡水系统内离子浓度，保证系统稳定运行。经过实际观测，回收冷凝水可达5t/h。

作为上述实施例的改进，在另一实施例中，除尘除雾器包括一级离心管束高效除尘除雾器7和二级离心管束高效除尘除雾器8。在本实施例中，一级离心管束高效除尘除雾器7和二级离心管束高效除尘除雾器8的结构相同，均采用公开号为 CN207563101U、名称为《一种高效湿式静电除尘器》中的除尘器。这样设置，烟气经过一级离心管束高效除尘除雾器7和二级离心管束高效除尘除雾器8后，气流不平衡系数为5％左右，总除尘效率就达到了90％。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，其特征在于，包括原引风机、冷却器、原脱硫塔、消白塔和烟囱，所述原引风机、冷却器、原脱硫塔和消白塔之间通过管道依次连接在一起，所述烟囱设置在于消白塔顶侧，所述消白塔的内部从下至上依次设置有冷凝器、除尘除雾器以及再热器，所述消白塔的入口设置在所述冷凝器的下方，所述脱硫塔的出口通过管道与所述消白塔的入口连通。

2.根据权利要求1所述的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，其特征在于，还包括热媒循环装置，所述热媒循环装置与所述冷却器、再热器之间通过管道形成闭合的热媒循环回路。

3.根据权利要求2所述的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，其特征在于，所述热媒循环装置包括稳压罐、热媒泵和稳压泵，所述再热器的出口通过管道与所述稳压罐的入口连接，所述稳压罐的出口与所述冷却器的入口通过管道和热媒泵连接，所述冷却器的出口通过管道与所述再热器的入口连接。

4.根据权利要求1所述的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，其特征在于，还包括冷媒循环装置，所述冷媒循环装置与所述冷凝器之间形成闭合的冷媒循环回路。

5.根据权利要求4所述的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，其特征在于，所述冷媒循环装置包括冷却塔和冷媒泵，所述冷凝器的出口通过管道与所述冷却塔的入口连接，所述冷却塔的出口通过管道和冷媒泵与所述冷凝器的入口连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统控制所述原引风机、冷却器、原脱硫塔和消白塔上的监控表盘以及开关。

7.根据权利要求1-5任一项所述的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，其特征在于，所述除尘除雾器包括一级离心管束高效除尘除雾器和二级离心管束高效除尘除雾器。

8.根据权利要求1-5任一项所述的用于工业窑炉烟气除尘消白的一体化系统装置，其特征在于，所述消白塔底部设置有冷凝水池，所述冷凝水池通过管道和排水泵与所述原脱硫塔的底部/所述原脱硫塔的塔外池连接。

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