CN216321075U - 高温烟气预冷洗涤系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开高温烟气预冷洗涤系统，包括气气换热器、预冷塔和洗涤塔。所述气气换热器具有相连通的高温烟气进口和高温烟气出口以及净烟气进口和净烟气出口，以实现净烟气和高温烟气之间的换热。所述预冷塔的进口连通所述高温烟气出口，所述预冷塔的底部设置有出口，且所述预冷塔于所述进口和所述出口之间设置有冷却液进口。所述洗涤塔的下部、底部、上部以及顶部分别设置有洗涤进口、循环液出口、循环液进口和洗涤出口，且所述洗涤塔内由低至高依次填充有填料层、喷淋层和除雾层，其中所述循环液进口正对所述喷淋层，所述填料层位于所述洗涤进口的上方，所述洗涤出口连通所述净烟气进口。该系统能够极大的节约能源消耗，降低成本。

Description

高温烟气预冷洗涤系统

技术领域

本实用新型涉及高温烟气处理技术领域，尤其涉及高温烟气预冷洗涤系统。

背景技术

化工及医药等行业在生产过程中产生的有机废液、废气成分复杂，含有碳、氢、氧、硫、氯、氮等多种元素，通常以焚烧的方式处理。根据焚烧工艺的常规设计，焚烧产生的高温烟气经热回收后，需除尘、脱硫脱氯、脱硝等净化处理后，方可达标排放。

针对含氯(氯气和氯化氢)和含硫化合物(二氧化硫和三氧化硫)的脱除，通常采用湿法洗涤工艺。进入湿法洗涤系统的烟气温度一般在120℃～200℃之间，经预冷塔冷却降温后，再进入洗涤塔洗涤，烟气中污染物浓度达标后即可外排或进入下游工艺。

而对于上游生产工艺直接产生的含酸性气体的高温烟气，同样采用预冷+洗涤的组合工艺脱除，此时烟气温度取决于上游生产工艺。

根据高温烟气湿法洗涤常规设计的特点，存在如下问题：

烟气温度高，酸性气体腐蚀性强，预冷塔通常选用哈氏合金等高性能耐高温、耐腐蚀材质，造价昂贵；

高温烟气降温需吸收大量热量，工艺水消耗量极大，浪费严重；

如果洗涤后烟气直接排放，容易在烟囱附近形成烟囱雨，造成环境污染；

如果洗涤后烟气进入下游脱硝装置，则需要加热，导致额外的能耗。

实用新型内容

本实用新型的一个优势在于提供一种高温烟气预冷洗涤系统，通过设置气气换热器和洗涤塔，并使洗涤塔的洗涤出口连通气气换热器的净烟气进口，能够使待处理的高温烟气和处理后的净烟气进行换热，即提高了净烟气的温度，避免烟囱雨的形成，又对高温烟气进行了预降温，能够极大的节约能源消耗，降低成本。

本实用新型的一个优势在于提供一种高温烟气预冷洗涤系统，通过设置导流套，并使导流套位于预冷塔内的部分设置为锥台状，能够有效促使高温烟气远离预冷塔的内壁，减少对预冷塔的腐蚀，从而使预冷塔能够使用较低成本的材质制造，减少设备成本。

本实用新型的一个优势在于提供一种高温烟气预冷洗涤系统，通过设置环流喷嘴能够在预冷塔的内壁处形成隔离高温烟气和预冷塔的水幕，有效避免了高温烟气对预冷塔的腐蚀和损坏，延长了预冷塔的使用寿命，且使得预冷塔能够使用常规的玻璃钢制造，进一步减少了设备成本。

本实用新型的一个优势在于提供一种高温烟气预冷洗涤系统，通过设置降温喷嘴，同时环流喷嘴和降温喷嘴的冷源均来自冷却器，能够在对高温烟气有效预冷的同时，还能够有效节约能源消耗。

本实用新型的一个优势在于提供一种高温烟气预冷洗涤系统，通过设置补水装置和补碱装置，能够分别给洗涤塔补充液位和控制洗涤液的pH值，便于洗涤塔高效处理烟气。

本实用新型的一个优势在于提供一种高温烟气预冷洗涤系统，通过设置流量调节阀能够根据洗涤液所需的温差灵活控制冷却液的流量，从而精准控制洗涤塔的洗涤质量。

为达到本实用新型以上至少一个优势，本实用新型提供一种高温烟气预冷洗涤系统，其中所述洗涤系统包括：

气气换热器，其中所述气气换热器具有相连通的高温烟气进口和高温烟气出口以及净烟气进口和净烟气出口，以实现净烟气和高温烟气之间的换热；

预冷塔，其中所述预冷塔的进口连通所述高温烟气出口，所述预冷塔的底部设置有出口，且所述预冷塔于所述进口和所述出口之间设置有冷却液进口；和

洗涤塔，其中所述洗涤塔的下部、底部、上部以及顶部分别设置有洗涤进口、循环液出口、循环液进口和洗涤出口，且所述洗涤塔内由低至高依次填充有填料层、喷淋层和除雾层，其中所述循环液进口正对所述喷淋层，所述填料层位于所述洗涤进口的上方，所述洗涤出口连通所述净烟气进口。

根据本实用新型一实施例，所述预冷塔的进口嵌设有导流套，其中所述导流套位于所述预冷塔内的部分呈锥台状，且所述导流套的底部的口径小于顶部的口径预定的尺寸，以使流入所述预冷塔的高温烟气远离所述预冷塔的内壁。

根据本实用新型一实施例，所述预冷塔的侧壁沿周向均匀设置有环流喷嘴，以向所述预冷塔内喷射冷却液，所述环流喷嘴正对所述导流套，以使所述环流喷嘴喷出的冷却液能够被所述导流套的外壁阻挡，进而在高温烟气的外侧形成水幕。

根据本实用新型一实施例，所述预冷塔靠近所述环流喷嘴处对应设置有向外凸出的台阶结构，以在所述台阶结构的内侧壁和所述导流套的外侧壁之间形成容液腔，使所述环流喷嘴喷出的冷却液能够填充所述容液腔，进而使所述冷却液能够沿所述预冷塔的内壁形成环状水膜。

根据本实用新型一实施例，所述预冷塔的侧壁于所述环流喷嘴的下方还设置有多个降温喷嘴，以向所述预冷塔内喷射冷却液，多个所述降温喷嘴沿所述预冷塔的周向均匀分布，其中所述降温喷嘴的喷射口形成所述冷却液进口。

根据本实用新型一实施例，所述降温喷嘴的喷射口于所述预冷塔内垂直向下或倾斜向下延伸，且均匀分布的多个所述降温喷嘴的喷射覆盖面积为100％～200％。

根据本实用新型一实施例，所述洗涤塔的侧壁还设置有补水装置，所述补水装置位于所述填料层的下方，以控制所述洗涤塔内的洗涤液的液位。

根据本实用新型一实施例，所述洗涤塔的侧壁还设置有补碱装置，所述补碱装置位于所述填料层的下方，以控制所述洗涤液的pH值。

根据本实用新型一实施例，所述高温烟气预冷洗涤系统还包括冷却器，其中所述冷却器的冷却进口和冷却出口分别连通所述循环液出口和所述循环液进口，其中所述循环液出口连通所述冷却进口的管路设置有循环泵，所述环流喷嘴和所述降温喷嘴的进流口均连通所述冷却器的所述冷却出口，以通过所述冷却器内的冷却液向所述预冷塔提供冷却源。

根据本实用新型一实施例，所述冷却器的冷却出口连通所述循环液进口的管路设置有流量调节阀。

本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。

附图说明

图1示出了本申请高温烟气预冷洗涤系统的流程示意图。

图2示出了本申请中导流套的主视剖视图。

图3示出了本申请中环流喷嘴的俯视示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在说明书的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考图1至图3，依本实用新型一较佳实施例的一种高温烟气预冷洗涤系统将在以下被详细地阐述，其中所述高温烟气预冷洗涤系统包括依次设置的气气换热器10、预冷塔20和洗涤塔30，其中所述气气换热器10具有相连通的高温烟气进口101和高温烟气出口102以及净烟气进口103和净烟气出口104，使得待处理的高温烟气和经该系统中所述预冷塔20和所述洗涤塔30处理后的净烟气能够在所述气气换热器10内进行换热，从而预冷高温烟气，便于该系统对烟气后续的处理，同时预热净烟气，便于处理后的净烟气的排放，避免烟囱雨的形成。

如此一来，通过资源的利用，即高温烟气的热量的利用和净烟气冷量的利用，同时节约了预冷高温烟气的能源消耗和预热净烟气的能源消耗，大大降低了高温烟气的处理成本。

另外，根据烟气的温度，所述气气换热器10可以选用金属换热器，也可以选用四氟换热器。

具体的，所述预冷塔20的进口201连通所述气气换热器10的所述高温烟气出口102，以承接待处理的高温烟气。所述预冷塔20的底部设置有出口202，且所述预冷塔20于所述进口201和所述出口202之间设置有冷却液进口203，用于通入冷却液。在高温烟气进入所述预冷塔20后，高温烟气与雾化的冷却液液滴接触混合，从而实现对高温烟气的预冷。所述洗涤塔30的下部、底部、上部以及顶部分别设置有洗涤进口301、循环液出口302、循环液进口303和洗涤出口304，且所述洗涤塔30内由低至高依次填充有填料层31、喷淋层32和除雾层33，其中所述循环液进口303正对所述喷淋层32，其中所述填料层31位于所述洗涤进口304的上方，其中所述洗涤出口304连通所述净烟气进口103。具体的，被预冷后的烟气由下部通过所述洗涤进口301进入所述洗涤塔30后，首先与所述填料层31内的循环液接触雾化，然后在所述喷淋层32与循环液液滴充分混合，期间酸性气体被吸附和反应，而剩余的气体经所述除雾层33除雾后，由所述洗涤出口304排入至所述气气换热器10的所述净烟气进口103，与待处理的高温烟气进行换热，并在换热后外排或进入下游处理工艺。

优选地，所述预冷塔20的进口201嵌设有导流套21，其中所述导流套21由靠近外侧的支撑环板211和靠近内侧的导流环板212组成，其中所述支撑环板211一般情况下被实施为平板，主要起到支撑和固定所述导流套21作用，而所述导流环板212位于所述预冷塔20的内部，并呈锥台状，即，具有一定的倾斜坡度，且所述导流套21的底部的口径小于顶部的口径预定的尺寸，使得流入所述预冷塔20的高温烟气能够远离所述预冷塔20的内壁，由靠近所述预冷塔20的中部流通，从而减少对所述预冷塔20的影响，比如减少高温烟气对所述预冷塔20的内壁的腐蚀和损坏。如此一来，可以使用较低要求的材质制造所述预冷塔20，以在能够正常工作的前提下有效减少设备成本，减少高温烟气的处理成本。

进一步优选地，所述预冷塔20的侧壁沿周向均匀设置有环流喷嘴22，以向所述预冷塔20内喷射冷却液，其中所述环流喷嘴22正对所述导流套21，以使所述环流喷嘴22喷出的冷却液能够被所述导流套21的外壁阻挡，进而在高温烟气的外侧形成水幕，进而通过所述水幕隔离高温烟气，进一步极大的减少高温烟气对所述预冷塔20的影响。如此一来，所述预冷塔20可以选用常规的玻璃钢材质制造，不仅选材方便，避免选用高性能材质，能够进一步压缩设备成本，只需要将所述预冷塔20的设计温度控制在85℃以内即可。

值得一提的是，所述环流喷嘴22的喷射口沿所述预冷塔20的切线方向延伸。由此，只需要在所述预冷塔20的周向均匀布设少数个所述环流喷嘴22，即可形成所述水幕，能够减少所述环流喷嘴22的布设数量。

考虑到在高温烟气行进的过程中，烟气有可能会吹动所述水幕而朝靠近所述预冷塔20的内壁的方向移动，存在高温烟气影响所述预冷塔20的可能。因此，进一步优选地，所述预冷塔20靠近所述环流喷嘴22处对应设置有向外凸出的台阶结构23，同时，由于所述环流喷嘴22还正对所述导流套21，从而能够在所述台阶结构23的内侧壁和所述导流套21的外侧壁之间形成容液腔204。在通过所述环流喷嘴22喷洒冷却液时，喷出的冷却液首先填充所述容液腔204，在填充满后，基于重力作用，所述冷却液沿所述预冷塔20的内壁向下流动，从而在所述预冷塔20的内壁形成环状水膜，隔离所述预冷塔20内的高温烟气。依托所述预冷塔20的内壁的支撑，所述环状水膜的持续流动会更加稳定，从而能够极大的减轻甚至避免高温烟气对所述预冷塔20的影响。

进一步优选地，所述预冷塔20的侧壁于所述环流喷嘴22的下方还设置有多个降温喷嘴24，以向所述预冷塔20内喷射冷却液，其中多个所述降温喷嘴24沿所述预冷塔20的周向均匀分布，其中所述降温喷嘴24的喷射口形成所述冷却液进口203，以冷却所述预冷塔20内的高温烟气。

进一步优选地，所述降温喷嘴24的喷射口于所述预冷塔20内垂直向下或倾斜向下延伸，且均匀分布的多个所述降温喷嘴24的喷射覆盖面积为100％～200％，从而能够完全、充分冷却所述预冷塔20内的高温烟气。

此外，考虑到在长期处理高温烟气的过程中，可能会造成所述洗涤塔30内的液位的下降，也就存在洗涤不彻底的潜在风险。因此，优选地，所述洗涤塔30的侧壁还设置有补水装置34，其中所述补水装置34位于所述填料层31的下方，并采用调节阀PID控制所述洗涤塔30内的洗涤液的液位。

进一步优选地，所述洗涤塔30的侧壁还设置有补碱装置35，其中所述补碱装置35位于所述填料层31的下方，并采用计量泵PID控制所述洗涤液的pH值。在持续吸附高温烟气中的酸性气体的过程中，通过所述补碱装置35能够始终维持所述洗涤液的pH值在一个合适的范围，以确保所述洗涤塔30良好的洗涤作用。

作为一较佳实施例，所述高温烟气预冷洗涤系统还包括冷却器40，其中所述冷却器40的冷却进口401和冷却出口402分别连通所述循环液出口302和所述循环液进口303，其中所述循环液出口302连通所述冷却进口401的管路设置有循环泵41，使得由所述填料层31喷淋下来的冷却液从位于底部的所述循环液出口302回流至所述冷却器40，与所述冷却器40内的冷源换热后，再次经所述冷却出口402和所述循环液进口303进入所述喷淋层32，从而在所述洗涤塔30和所述冷却器40之间形成冷却液的冷循环，持续给所述洗涤塔30提供冷源和脱酸剂，并促使所述喷淋层32和所述填料层31能够充分吸收烟气中的酸性气体。同时，所述环流喷嘴22和所述降温喷嘴24的进流口均连通所述冷却器40的所述冷却出口402，从而在所述冷却器40给所述洗涤塔30持续提供循环冷却液的基础上，还能够同时通过所述环流喷嘴22和所述降温喷嘴24将所述预冷塔20内的洗涤液降温冷却，预先降低烟气的温度，并分别形成隔离水膜，从而降低所述预冷塔20的选材要求，同时减少工艺水的消耗，降低成本。

此外，所述循环泵41被优选实施为离心泵。

另外，一般情况下，所述冷却器40采用板式换热器，且所述冷却器40内的冷源由外部的冷却水提供。具体的，所述冷却器40内设置有冷却水管路42。所述冷却水管路42的两端开口分别设置为循环冷却水给水进口403和循环冷却水回水出口404。

进一步优选地，所述冷却器40的冷却出口402连通所述循环液进口303的管路设置有流量调节阀，从而能够根据所述洗涤塔30内的洗涤液所需的温差来控制流向所述洗涤塔30的循环液的流量，确保洗涤的稳定性和洗涤质量。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的优势已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.高温烟气预冷洗涤系统，其特征在于，其中所述洗涤系统包括：

气气换热器，其中所述气气换热器具有相连通的高温烟气进口和高温烟气出口以及净烟气进口和净烟气出口，以实现净烟气和高温烟气之间的换热；

预冷塔，其中所述预冷塔的进口连通所述高温烟气出口，所述预冷塔的底部设置有出口，且所述预冷塔于所述进口和所述出口之间设置有冷却液进口；和

洗涤塔，其中所述洗涤塔的下部、底部、上部以及顶部分别设置有洗涤进口、循环液出口、循环液进口和洗涤出口，且所述洗涤塔内由低至高依次填充有填料层、喷淋层和除雾层，其中所述循环液进口正对所述喷淋层，所述填料层位于所述洗涤进口的上方，所述洗涤出口连通所述净烟气进口。

2.如权利要求1所述高温烟气预冷洗涤系统，其特征在于，所述预冷塔的进口嵌设有导流套，其中所述导流套位于所述预冷塔内的部分呈锥台状，且所述导流套的底部的口径小于顶部的口径预定的尺寸，以使流入所述预冷塔的高温烟气远离所述预冷塔的内壁。

3.如权利要求2所述高温烟气预冷洗涤系统，其特征在于，所述预冷塔的侧壁沿周向均匀设置有环流喷嘴，以向所述预冷塔内喷射冷却液，其中所述环流喷嘴正对所述导流套，以使所述环流喷嘴喷出的冷却液能够被所述导流套的外壁阻挡，进而在高温烟气的外侧形成水幕。

4.如权利要求3所述高温烟气预冷洗涤系统，其特征在于，所述预冷塔靠近所述环流喷嘴处对应设置有向外凸出的台阶结构，以在所述台阶结构的内侧壁和所述导流套的外侧壁之间形成容液腔，使所述环流喷嘴喷出的冷却液能够填充所述容液腔，进而使所述冷却液能够沿所述预冷塔的内壁形成环状水膜。

5.如权利要求3或4所述高温烟气预冷洗涤系统，其特征在于，所述预冷塔的侧壁于所述环流喷嘴的下方还设置有多个降温喷嘴，以向所述预冷塔内喷射冷却液，多个所述降温喷嘴沿所述预冷塔的周向均匀分布，其中所述降温喷嘴的喷射口形成所述冷却液进口。

6.如权利要求5所述高温烟气预冷洗涤系统，其特征在于，所述降温喷嘴的喷射口于所述预冷塔内垂直向下或倾斜向下延伸，且均匀分布的多个所述降温喷嘴的喷射覆盖面积为100％～200％。

7.如权利要求6所述高温烟气预冷洗涤系统，其特征在于，所述洗涤塔的侧壁还设置有补水装置，所述补水装置位于所述填料层的下方，以控制所述洗涤塔内的洗涤液的液位。

8.如权利要求7所述高温烟气预冷洗涤系统，其特征在于，所述洗涤塔的侧壁还设置有补碱装置，所述补碱装置位于所述填料层的下方，以控制所述洗涤液的pH值。

9.如权利要求8所述高温烟气预冷洗涤系统，其特征在于，还包括冷却器，其中所述冷却器的冷却进口和冷却出口分别连通所述循环液出口和所述循环液进口，其中所述循环液出口连通所述冷却进口的管路设置有循环泵，所述环流喷嘴和所述降温喷嘴的进流口均连通所述冷却器的所述冷却出口，以通过所述冷却器将进入所述预冷塔的洗涤液冷却降温。

10.如权利要求9所述高温烟气预冷洗涤系统，其特征在于，所述冷却器的冷却出口连通所述循环液进口的管路设置有流量调节阀。

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