一種濕煙氣自回溫型一體化煙氣凈化裝置及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的大氣污染控制設(shè)備及技術(shù)，尤其是涉及一種濕煙氣自回溫型一體化煙氣凈化裝置及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前我國(guó)灰霾污染問題嚴(yán)峻，使得普通居民對(duì)工業(yè)企業(yè)煙囪排放的煙氣情況更加關(guān)注。煙囪“白煙”及煙囪雨等問題已成為許多工礦廠區(qū)周邊居民投訴的最主要對(duì)象之一。事實(shí)上，這類煙氣大多是經(jīng)過環(huán)保措施處理的，其中的主要污染物已經(jīng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是由于除塵、降溫、脫硫及其他凈化過程采用了濕法處理技術(shù)，導(dǎo)致排煙溫度過低(通常在45?55°C )，而且水蒸汽處于飽和或過飽和狀態(tài)，導(dǎo)致煙氣中的水份在煙囪出口附近快速凝結(jié)為小液滴，使煙氣呈白色狀，甚至形成大液滴，在煙囪附近落下，形成“煙囪雨”現(xiàn)象。
[0003]煙囪的“冒白煙”或“煙囪雨”問題可能帶來四個(gè)環(huán)境問題:(1)濕煙氣的溫度比較低，抬升高度較小，會(huì)造成地面污染濃度相對(duì)較高；(2)會(huì)因水蒸汽的凝結(jié)而使煙羽呈白色，影響人們的視覺；(3)凝結(jié)水可能造成煙囪下風(fēng)向的降水，影響局部地區(qū)的氣候；(4)煙氣經(jīng)過濕法脫硫后雖然302的含量大大減少，但是對(duì)煙氣中SO3的總含量只能去除40?50%,由于煙氣酸露點(diǎn)溫度范圍由脫硫前的105?111.6°C降至脫硫后70.5?90°C，而經(jīng)過FGD系統(tǒng)的凈煙氣溫度為50°C左右，煙囪內(nèi)壁溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于酸露點(diǎn)溫度，這樣凈煙氣中殘余的SO3極易結(jié)露溶解在附著在煙囪內(nèi)筒壁上的凝結(jié)液中，使凝結(jié)液具有很強(qiáng)的腐蝕性。
[0004]為了消除煙囪的“冒白煙”或“煙囪雨”問題，國(guó)外普遍采用對(duì)煙氣進(jìn)行再升溫的方法。然而，由于采用電加熱或額外補(bǔ)充燃料的再加熱方式成本過高，因此利用煙氣在洗滌前的熱量對(duì)處理后的濕煙氣進(jìn)行二次加熱升溫是一種經(jīng)濟(jì)的方法(即、冷熱煙氣熱量交換法)。一般的冷熱煙氣間的熱量交換需要回轉(zhuǎn)式氣-氣換熱器(GGH)或間接式換熱器(以水為媒介)，這兩類換熱器一般單獨(dú)安裝在與洗滌塔進(jìn)出口相連的煙道之間，占地面積大，阻力也較大，往往還會(huì)引發(fā)堵塞等問題。另外，中國(guó)專利2008100284686、專利021598673以及專利201310146315.2等多個(gè)專利公開了幾種消除白煙的裝置及方法，其主要思路是利用冷卻裝置及干燥等手段先將濕度大的煙氣進(jìn)行降溫除濕。此類方法也僅限于高溫高濕煙氣，而不是適用于大多數(shù)經(jīng)過濕法脫硫后的煙氣。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可集除塵、脫硫、除霧及煙氣熱量交換等多重功能為一體，設(shè)備結(jié)構(gòu)較緊湊的濕煙氣自回溫型一體化煙氣凈化裝置及其應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]一種濕煙氣自回溫型一體化煙氣凈化裝置，包括洗滌塔外筒，設(shè)置在洗滌塔外筒頂部的煙氣出口，設(shè)置在洗滌塔外筒下方的吸收液儲(chǔ)液腔，連接在洗滌塔外筒側(cè)部并延伸到洗滌塔外筒內(nèi)的進(jìn)氣煙道延伸筒，該進(jìn)氣煙道延伸筒的前端設(shè)有煙氣進(jìn)口，煙氣進(jìn)口、進(jìn)氣煙道延伸筒和洗滌塔外筒可利用原有的煙道和洗滌塔裝置進(jìn)行改造而成。
[0008]所述的進(jìn)氣煙道延伸筒內(nèi)設(shè)有同向順流噴頭與逆向噴頭，所述的同向順流噴頭噴射的液滴與煙氣流動(dòng)同向，與逆向噴頭形成上下對(duì)沖，同向順流噴頭噴射的液體量為逆向噴頭的50-100v/v%，同向順流噴頭與逆向噴頭距離在0.8-2.5米，在同向順流噴頭與逆向噴頭之間設(shè)有泡沫誘導(dǎo)環(huán)。
[0009]所述的泡沫誘導(dǎo)環(huán)距離逆向噴頭0.5-1.5米；為上下兩端寬中間窄的漸縮及漸擴(kuò)孔口的喉管結(jié)構(gòu)，豎向長(zhǎng)度為0.3-0.5米，喉管豎向長(zhǎng)度為0.1-0.3米，泡沫誘導(dǎo)環(huán)的漸縮傾斜面與進(jìn)氣煙道延伸筒的內(nèi)壁之間形成的夾角不大于20°，中間喉管的截面積占泡沫誘導(dǎo)環(huán)截面積的70-95%。
[0010]所述的泡沫誘導(dǎo)環(huán)由耐磨材料制成，包括但不限于陶瓷或不銹鋼。
[0011]進(jìn)氣煙道延伸筒外側(cè)與洗滌塔外筒外殼組成的環(huán)隙中部?jī)?nèi)設(shè)有1-2層上行煙氣二次凈化塔板，該上行煙氣二次凈化塔板可以是旋流吸收板或篩孔板。
[0012]所述的進(jìn)氣煙道延伸筒外側(cè)與洗滌塔外筒外殼組成的環(huán)隙中部?jī)?nèi)設(shè)有1-2層除霧板，位于上行煙氣二次凈化塔板的上部。
[0013]所述的洗滌塔外筒內(nèi)設(shè)有煙氣換熱單元，由若干組熱管按一定傾斜角布置在進(jìn)氣煙道延伸筒的上部筒壁，熱管下部安裝在進(jìn)氣煙道延伸筒的內(nèi)側(cè)，熱管上部安裝在進(jìn)氣煙道延伸筒外側(cè)與洗滌塔外筒外殼組成的環(huán)隙中。
[0014]優(yōu)選地，熱管與洗滌塔外筒內(nèi)壁呈15?60°夾角設(shè)置，采用耐腐蝕材料制作得到。
[0015]濕煙氣自回溫型一體化煙氣凈化裝置在應(yīng)用時(shí)采用以下步驟:
[0016]第一步，煙氣首先通過煙氣進(jìn)口，進(jìn)入與洗滌塔外筒同心的進(jìn)氣煙道延伸筒，煙氣由上向下流入；
[0017]第二步，進(jìn)氣煙道延伸筒的中部先與同向順流噴頭噴射的高速液滴接觸，對(duì)煙氣進(jìn)行初步吸收和微增壓減少阻力損失；
[0018]第三步，與逆向噴頭噴射的液滴在泡沫誘導(dǎo)環(huán)處相遇，產(chǎn)生明顯的對(duì)沖效應(yīng)，且在泡沫誘導(dǎo)環(huán)的作用下進(jìn)行導(dǎo)流和強(qiáng)化氣液接觸，從而有利于煙氣除塵、降溫以及氣態(tài)污染物的吸收；吸收液回落至吸收液儲(chǔ)液腔；
[0019]第四步，煙氣從進(jìn)氣煙道延伸筒的下部流出，轉(zhuǎn)向上行，進(jìn)入進(jìn)氣煙道延伸筒外側(cè)與洗滌塔外筒外殼組成的環(huán)隙，再經(jīng)過布置在環(huán)隙中的上行煙氣二次凈化塔板對(duì)煙氣作進(jìn)一步凈化處理，使各種污染物達(dá)到排放指標(biāo)要求；
[0020]第五步，煙氣再經(jīng)過上方的除霧板除霧后，上升至煙氣換熱單元，熱管內(nèi)的熱載體通過安裝在熱煙氣側(cè)的熱管下部吸熱汽化后，上升至安裝在濕煙氣區(qū)的熱管上部，對(duì)濕煙氣進(jìn)行加熱，被冷凝后的載熱體重新以液體的形式回流到熱管下部，如此反復(fù)，逐漸將熱煙氣中的熱量輸送給濕煙氣，使煙氣在吸收設(shè)備中實(shí)現(xiàn)自回溫功能；
[0021 ] 第六步，被重新升溫后的煙氣最終從煙氣出口流出，通過煙囪進(jìn)行排放，可實(shí)現(xiàn)裝置的一體化煙氣凈化功能和消除濕式凈化煙氣的“冒白煙”或煙囪雨問題。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]1、該系統(tǒng)集除塵、脫硫、除霧及煙氣熱量交換等多重功能為一體，利用濕法洗滌工藝可以有效去除煙氣中的粉塵和二氧化硫，實(shí)現(xiàn)除塵和脫硫的目的，設(shè)備結(jié)構(gòu)較緊湊，占地面積小，大大節(jié)省建造空間以及鋼材消耗；
[0024]2、該系統(tǒng)的自回溫型熱管換熱技術(shù)，可以利用入口煙氣與出口煙氣的熱量交換，解決了處理后煙氣的升溫問題，同時(shí)煙氣通過多級(jí)除霧板和換熱管后，可有效達(dá)到除霧目的，可明顯消除濕式凈化煙氣的“冒白煙”或煙囪雨問題，減去排煙對(duì)周邊的環(huán)境或視覺方面的影響；
[0025]3、采用高效的熱管換熱技術(shù)，合理地使用處理前熱煙氣的熱量對(duì)濕煙氣進(jìn)行加熱，裝置具有較好的設(shè)計(jì)理念及推廣前景，可在我國(guó)控制大氣灰霾污染工程中發(fā)揮作用。
[0026]4、裝置將誘導(dǎo)增強(qiáng)的動(dòng)力波洗滌與旋流噴射等高效氣液接觸洗滌方法相結(jié)合，并輔以熱管進(jìn)行高效換熱，具有高效脫硫、除塵、除霧及煙氣再熱作用，可有效降低污染物的排放，并達(dá)到消除“白煙”的效果。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中，1-煙氣進(jìn)口、2-進(jìn)氣煙道延伸筒、3-洗滌塔外筒、4-同向順流噴頭、5-逆向噴頭、6-泡沫誘導(dǎo)環(huán)、7-上行煙氣二次凈化塔板、8-除霧板、9-吸收液儲(chǔ)液腔、10-換熱單元、11-熱管下部、12-熱管上部、13-煙氣出口。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本實(shí)施方式在以本發(fā)明技術(shù)方案前提下進(jìn)行實(shí)施，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及具體實(shí)施例啟示下，能夠從本專利公開內(nèi)容及常識(shí)直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到也可采用其他方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征的等效變化或修飾，特征間的相互不同組合，例如尺寸的改變，材質(zhì)的轉(zhuǎn)化等等的非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)，同樣可以被應(yīng)用，都能實(shí)現(xiàn)本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開細(xì)說，均屬于本專利保護(hù)范圍。
[0030]實(shí)施例1
[0031]一種濕煙氣自回溫型一體化煙氣凈化裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括洗滌塔外筒3，設(shè)置在洗滌塔外筒3頂部的煙氣出口 13，設(shè)置在洗滌塔外筒下方的吸收液儲(chǔ)液腔9，連接在洗滌塔外筒3側(cè)部并延伸到洗滌塔外筒3內(nèi)的進(jìn)氣煙道延伸筒2，該進(jìn)氣煙道延