一种烟气消白冷却装置的制作方法

本发明涉及环保设备技术领域，更具体地，涉及一种烟气消白冷却装置。

背景技术：

高温烟气是造成大气环境污染的主要原因之一，其中含有二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和粉尘颗粒等物质，在排放前需进行脱硫处理。通常，市场上应用最为广泛的脱硫工艺是湿法脱硫，其脱硫后的烟气为温度在45～55℃左右的饱和湿烟气，其中含有大量的水蒸气，且水蒸气中含有较多的溶解性盐、so3、凝胶粉尘、微尘等有害物质，排入大气后会形成白色烟羽，将会对资源和环境造成以下不利影响：第一，长期连续排放大量的湿烟气，既浪费大量的水资源，也影响大气流动；第二，使周边居民产生“视觉污染”，影响当地的社会经济发展；第三，是北方地区雾霾的主要“凶手”。综上，消除及治理湿法脱硫白色烟羽具有重大环保意义及经济效益。

目前，烟气消白主要有三种工艺：(1)烟气加热技术：将烟气直接加热到一定温度，使得烟气中的水蒸气处于过热不饱和状态，从而实现消白。这种措施不仅能耗大，而且消白效果差。(2)烟气冷凝技术：将烟气进行深度冷却，烟气中的大量水蒸气会凝结析出。但深冷后烟气依旧为饱和烟气，很难实现烟气彻底消白。(3)烟气冷凝再热技术：先将烟气进行初步预冷，然后将烟气进行加热，使烟气为过热状态，达到脱白排放。但是该工艺系统存在复杂，价格昂贵等缺点。

设计消白效果好且能耗低、占地小、结构合理的环保设备对于高温烟气处理技术有着重要的推进作用，例如，公开号为cn109289430a的中国发明专利优化了传统的设备结构，充分利用干湿耦合过程以降低高温烟气中的水分相对含量进而实现消白的目的。但由于干空冷需要冷却的循环冷却水质很差，干式空冷器管内易结垢，增加了后期设备的维护的成本，在维护期间，也会造成设备停用，给使用者造成不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种能耗低、消白效果好、工艺简单、易维护清理及结构合理占地面积小的烟气消白冷却装置。

为了实现该目的，本发明采用的具体技术方案为：

一种烟气消白冷却装置，包括带有出风口的塔体、与出风口连接的风机及位于塔体内腔且纵向分布的第一烟气通道和第二烟气通道；其中，所述第一烟气通道与出风口连通且包括位于上方的烟气混合室及位于下方的喷淋填料降温室，所述喷淋填料降温室由上至下依次包括横向布置且覆盖整个内腔截面的收水层、喷淋系统和填料层；所述第二烟气通道包括位于上方的间壁式换热室及位于下方的喷雾降温室，所述间壁式换热室包括均与塔体连接的烟气入口和干冷空气入口、与烟气混合室连通的干热空气出口及位于内部的间壁式换热器，使得烟气从烟气入口经过间壁式换热器后进入喷雾降温室，并使得外界空气从干冷空气入口经过间壁式换热器后通过干热空气出口进入烟气混合室；所述喷雾降温室内腔设有横向分布的逆流喷雾系统，使得烟气经过逆流喷雾系统后进入喷淋填料降温室；所述第一烟气通道与第二烟气通道除在干热空气出口处及喷雾降温室与喷淋填料降温室连通处相通外，其余位置均相互独立。

高温烟气首先通过烟气入口经间壁式换热器降温，析出部分水分；然后进入喷雾降温室，经过喷雾方向与烟气流动方向逆流设置的逆流喷雾系统烟气温度再次降低，析出大量水分，喷雾冷却水先上升在下降，增加了水和烟气的接触时间，使烟气降温充分；之后烟气经过喷淋填料降温室与冷却水又一次充分接触，烟气温度进一步降低，析出大量水分，之后烟气穿过收水器进入烟气混合室；在烟气混合室中，低温高湿的烟气与从干热空气出口流出的高温低湿空气混合具有以下技术效果：一方面，提升了烟气的温度使其能够容纳的水分含量的能力增强，另一方面，干热空气稀释了高湿空气的体积，进一步的降低了排放烟气的水分含量，达到消白的效果。本发明通过上述换热过程，充分提取了烟气本身的热能，避免了需要额外提供高温热源的问题，同时结构合理布置关键设备均在塔体内集成，占地面积小，且消白效果好，能耗低。

作为本发明进一步的技术方案，所述第二烟气通道对称设置在塔体内腔的两侧，所述第一烟气通道位于所述第二烟气通道之间。这样的结构可以更好的利用空间，消白效果更佳。

作为本发明进一步的技术方案，所述间壁式换热器为板式空冷器或管式换热器。板式空冷器包括若干片板状换热膜片排列组合形成互不相通的冷、热通道，塔体外的空气经由所述干冷空气入口进入冷通道与进入热通道内的高温烟气进行不接触换热，具有换热效率高，结构紧凑的优势。管式换热器的换热过程为塔体外的空气经由干冷空气入口进入管程，即冷通道，高温烟气横掠换热管外部的壳程，两者为不接触换热，不会引入水气，且价格低廉，降低设备成本。

作为本发明更进一步的技术方案，所述管式换热器的换热管为圆管、椭圆管或波节管中的任意一种。

作为本发明进一步的技术方案，所述塔体内腔的底部设有带有排污口的用于回收从填料层和喷雾层落下的冷却水的集水池，与所述集水池连接设有抽水泵将集水池中热水送往冷却设备冷却，冷却后的水再由抽水泵送往喷淋系统和/或逆流喷雾系统给烟气降温。这样的结构有利于节约水资源。

作为本发明进一步的技术方案，所述逆流喷雾系统的数量可设置一层或多层，其由逆流喷雾管道和设置在逆流喷雾管道上的逆流喷雾喷头组成，所述逆流喷雾管道通过抽水泵与冷却设备连接以形成冷却水循环管路。这样的结构可以更好的对烟气进行降温，以及采用循环水路节约水资源。由于在间壁式换热器工作过程中，烟气温度降低，析出大量的含有一些杂质水分，这样会造成间壁式换热器表面的污染和腐蚀，所以，设置高压冲洗系统定期对间壁式换热器进行冲洗。冲洗水会再次落入集水池，节约资源。

作为本发明更进一步的技术方案，所述喷淋填料降温室包括多个交替设置的喷淋系统和填料层。这样的结构可以使冷却水和烟气充分接触，更好的降低烟气温度。

作为本发明更进一步的技术方案，所述收水层设有收水器；所述喷淋层设有喷水系统，所述喷水系统包括管道和喷头，所述管道通过抽水泵与冷却设备连接；所述填料层设有规则或不规则填料。

作为本发明进一步的技术方案，所述干冷空气进口为可调开合大小的百叶窗；所述风机为大直径轴流风机。可调开合大小的百叶窗以及轴流风机有助于调控设备风量，这样的结构可以与控制系统配套使用，实现自动化控制甚智能控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中高温烟气首先通过烟气入口经间壁式换热器降温，析出部分水分；然后进入喷雾降温室，经过喷雾方向与烟气流动方向逆流设置的逆流喷雾系统烟气温度再次降低，析出大量水分，不需要再额外设置喷淋塔且冷却喷雾先上升在下降，这样能增加水和烟气的接触时间，使烟气降温充分；之后再经过喷淋填料降温室进入烟气混合室；在烟气混合室中，低温高湿的烟气与从干热空气出口流出的高温低湿空气混合具有以下技术效果：一方面，提升了烟气的温度使其能够容纳的水分含量的能力增强，另一方面，干热空气稀释了高湿空气的体积，进一步的降低了排放烟气的水分含量，达到消白的效果。通过上述换热过程，充分提取了烟气本身的热能，避免了需要额外提供高温热源的问题，同时结构合理布置关键设备均在塔体内集成，占地面积小，且消白效果好，能耗低。

附图说明

图1为本发明的塔体内部结构示意图。

图2为本发明的板式换热器结构示意图。

图3为本发明的另一种板式换热器形式为“s”形的结构示意图。

图4为本发明的圆管式管式换热器横截面结构示意图。

图5为本发明的椭圆管式换热器横截面结构示意图。

图中：

1、塔体；11、出风口；12、风机；13、第一烟气通道；14、第二烟气通道；15、集水池；

131、烟气混合室；132、喷淋填料降温室；141、间壁式换热室；142、喷雾降温室；151、排污口；

1321、收水层；1322、喷淋系统；1323、填料层；1411、烟气入口；1412、干冷空气入口；1413、干热空气出口；1414、间壁式换热器；1415、高压冲洗系统；1421、逆流喷雾系统；

2、冷却设备。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚且易于理解，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本实施方式提供了一种烟气消白冷却装置，包括带有出风口11的塔体1、与出风口11连接的风机12及位于塔体1内腔且纵向分布的第一烟气通道13和第二烟气通道14。其中，第一烟气通道13与出风口11连通且包括位于上方的烟气混合室131及位于下方的喷淋填料降温室132，喷淋填料降温室132由上至下依次包括横向布置且覆盖整个内腔截面的收水层1321、喷淋系统1322和填料层1323。本实施方式中，喷淋填料降温室132包括多个交替设置的喷淋系统1322和填料层1323。这样的结构可以更好的降低烟气温度。收水层1321设有收水器；喷淋系统1322包括管道和喷头，管道通过抽水泵与冷却设备连接；填料层1323设有规则或不规则填料。

如图1所示，第二烟气通道14包括位于上方的间壁式换热室1414及位于下方的喷雾降温室142。间壁式换热室141包括均与塔体1连接的烟气入口1411和干冷空气入口1412、与烟气混合室131连通的干热空气出口1413及位于间壁式换热室141内部的间壁式换热器1414，使得烟气从烟气入口1411进入经过间壁式换热器1414后进入喷雾降温室142，并使得外界空气从干冷空气入口1412经过间壁式换热器1414后通过干热空气出口1413进入烟气混合室131。本实施方式中，间壁式换热室141上方设有高压冲洗系统1415，其包括高压冲洗管道及设置在高压冲洗管道上且与高压冲洗管道连通的高压喷头，高压冲洗管道通过抽水泵与集水池15连接。由于在间壁式换热器1414工作过程中，烟气温度降低，析出大量的含有一些杂质水分，这样会造成间壁式换热器1414表面的污染和腐蚀，所以，设置高压冲洗系统1415定期对间壁式换热器1414进行冲洗，冲洗水会再次落入集水池，节约资源。其中，如图2至4所示，间壁式换热器1414可以为板式空冷器，也可以为圆管、椭圆管或波节管任一换热管形式的管式换热器，可以根据需要进行选择。本实施方式中，干冷空气入口1412为可调开合大小的百叶窗；风机12为大直径轴流风机。可调开合大小的百叶窗以及轴流风机有助于调控设备风量，这样的结构可以与控制系统配套使用，实现自动化控制甚智能控制。

如图1所示，喷雾降温室142内腔设有横向分布的逆流喷雾系统1421，使得烟气经过逆流喷雾系统1421后由底部进入喷淋填料降温室132。本实施方式中，逆流喷雾系统1421的数量可设置一层或多层，其由逆流喷雾管道和设置在逆流喷雾管道上的逆流喷雾喷头组成，逆流喷雾管道通过抽水泵与冷却设备连接以形成冷却水循环管路。第一烟气通道13与第二烟气通道14除在干热空气出口1413处及喷雾降温室142与喷淋填料降温室132连通处相通外，其余位置均相互独立。

如图1所示，为了更好的利用空间，达到更佳的消白效果，第二烟气通道14对称设置在塔体1内腔的两侧，第一烟气通道13位于第二烟气通道14之间。为了节约水资源，塔体1内腔的底部设有带有排污口151的用于回收从填料层1323落下的冷却水的集水池15，集水池15通过抽水泵与冷却设备连接，冷却设备将集水池15中的高温水冷却成低温水，通过抽水泵提供给喷淋系统1322和/或逆流喷雾系统1421使用。

本发明的具体工作方式为：

首先，高温烟气通过烟气入口1411经间壁式换热器1414降温，析出部分水分；然后进入喷雾降温室142，经过喷雾方向与烟气流动方向逆流设置的逆流喷雾系统1421烟气温度再次降低，析出大量水分，不需要再额外设置喷淋塔且冷却喷雾先上升在下降，这样能增加水雾和烟气的接触时间，使烟气降温充分；之后再经过喷淋填料降温室132进入烟气混合室131；在烟气混合室131中，低温高湿的烟气与从干热空气出口1413流出的高温低湿空气混合，通过出风口11排出至外部环境。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：

1.一种烟气消白冷却装置，包括带有出风口的塔体(1)、与出风口(11)连接的风机(12)及位于塔体(1)内腔且纵向分布的第一烟气通道(13)和第二烟气通道(14)，其特征在于：

其中，所述第一烟气通道(13)与出风口(11)连通且包括位于上方的烟气混合室(131)及位于下方的喷淋填料降温室(132)，所述喷淋填料降温室(132)由上至下依次包括横向布置且覆盖整个内腔截面的收水层(1321)、喷淋系统(1322)和填料层(1323)；

所述第二烟气通道(14)包括位于上方的间壁式换热室(141)及位于下方的喷雾降温室(142)，所述间壁式换热室包括均与塔体连接的烟气入口(1411)和干冷空气入口(1412)、与烟气混合室(131)连通的干热空气出口(1413)及位于内部的间壁式换热器(1414)，使得烟气从烟气入口(1411)经过间壁式换热器(1414)后进入喷雾降温室(142)，并使得外界空气从干冷空气入口(1412)经过间壁式换热器(1414)后通过干热空气出口(1413)进入烟气混合室(131)；

所述喷雾降温室(142)内腔设有横向分布的逆流喷雾系统(1421)，使得烟气经过逆流喷雾系统(1421)后进入喷淋填料降温室(132)；

所述第一烟气通道(13)与第二烟气通道(14)除在干热空气出口(1413)处及喷雾降温室(142)与喷淋填料降温室(132)连通处相通外，其余位置均相互独立。

2.根据权利要求1所述的烟气消白冷却装置，其特征在于：所述第二烟气通道(14)对称设置在塔体(1)内腔的两侧，所述第一烟气通道(13)位于所述第二烟气通道(14)之间。

3.根据权利要求1或2所述的烟气消白冷却装置，其特征在于：所述间壁式换热器(1414)为板式空冷器或管式换热器。

4.根据权利要求3所述的烟气消白冷却装置，其特征在于：所述管式换热器的换热管为圆管、椭圆管或波节管中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的烟气消白冷却装置，其特征在于：所述塔体(1)内腔的底部设有带有排污口(151)的用于回收从填料层(1323)和喷雾层落下的冷却水的集水池(15)，所述集水池(15)设有与冷却设备(2)相连接的抽水泵。

6.根据权利要求5所述的烟气消白冷却装置，其特征在于：所述逆流喷雾系统(1421)可设置一层或多层，其由逆流喷雾管道和设置在逆流喷雾管道上的逆流喷雾喷头组成，所述逆流喷雾管道通过抽水泵与冷却设备(2)连接以形成冷却水循环管路。

7.根据权利要求5或6所述的烟气消白冷却装置，其特征在于：所述间壁式换热室的内部上方设有高压冲洗系统(1415)，其包括高压冲洗管道及设置在高压冲洗管道上且与高压冲洗管道连通的高压喷头，所述高压冲洗管道通过抽水泵与所述集水池(15)连接。

8.根据权利要求7所述的烟气消白冷却装置，其特征在于：所述喷淋填料降温室(132)包括多个交替设置的喷淋系统(1322)和填料层(1323)。

9.根据权利要求8所述的烟气消白冷却装置，其特征在于：所述收水层(1321)设有收水器；所述喷淋系统(1322)为单层或多层喷淋系统，其包括管道和喷头，所述管道通过抽水泵与冷却设备(2)连接；所述填料层(1323)设有规则或不规则填料。

10.根据权利要求1所述的烟气消白冷却装置，其特征在于：所述干冷空气入口(1412)为可调开合大小的百叶窗；所述风机(12)为大直径轴流风机。

技术总结

本发明公开了一种烟气消白冷却装置，包括带有塔体、风机及第一烟气通道和第二烟气通道；第二烟气通道包括间壁式换热室及喷雾降温室，间壁式换热室包括均与塔体连接的烟气入口和干冷空气入口、与烟气混合室连通的干热空气出口及位于内部的间壁式换热器，喷雾降温室内腔设有横向分布的逆流喷雾系统；第一烟气通道与第二烟气通道除在干热空气出口处及喷雾降温室与喷淋填料降温室连通处相通外，其余位置均相互独立。本发明不需要额外提供高温热源，同时结构合理布置关键设备均在塔体内集成，占地面积小，且消白效果好，能耗低。

技术研发人员：贾耀磊;田甲蕊

受保护的技术使用者：贾珊珊

技术研发日：.11.21

技术公布日：.01.24