CN108579313B - 一种烟气湿法脱硫脱白装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烟气湿法脱硫脱白装置,属于环境工程技术领域。该装置包括烟气进口、球管、气孔、降温室、气液分离板、冷凝液收集管、烟气出口和空气出口,烟气进口位于该装置的右端外侧上部;烟气进口连接球管,球管安装在降温室中;气孔位于降温室右侧壁板上;空气出口位于降温室左端外侧上部;气液分离板位于每段球管的水平侧较低处末端,烟气中冷凝及离心下来的液滴通过气液分离板流入冷凝液收集管中;冷凝后的烟气从烟气出口排出;烟气出口位于降温室右端外侧下部。本装置中需降温过饱和烟气在球管中通过,环境空气在降温室中通过后直接排入大气中。该装置具有投资省、占地小、能耗低、改造工序简单等优点。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域,特别是指一种烟气湿法脱硫脱白装置。
背景技术
湿法脱硫白烟的危害已经得到共识。近年来发展起来的脱白工艺有三类,一是喷淋降温;二是GGH加热;三是混兑自然风。如中国专利:ZL201720238092.6“一种烟气脱白装置以及烟气处理设备”;CN201611064148.7“烟气脱白装置”;CN201611070170.2“一种湿法脱硫用的烟气除湿脱白装置”;ZL201720262731.2“一种超导热管脱白装置”;CN201610214181.7“一种湿法脱硫后烟气冷凝除霾脱白设备及工艺方法”;ZL201720538138.6“多功能烟气净化脱白及热回收***”,虽然喷淋降温经济可行,但喷淋降温由于破坏了湿法脱硫原本的水平衡,会使得脱硫段发生溢流,并且增加水处理成本;GGH加热法,如果烟气温度不加热到100度以上,净烟气烟囱出口处虽然没有白烟,但很容易在烟囱上方1-2m处再次出现白烟,无法从根本上解决问题。如果烟气温度加热到100度以上,那么投资及运行成本则会非常高,一般企业无法承受;混兑自然风,虽然可以解决部分问题,但这是我国环保局命令禁止的行为。
因此,亟需一种环保、经济可行的烟气脱白装置。
发明内容
本发明为了解决现有烟气湿法脱硫普遍存在的白烟现象,采用空气冷凝设计,提供一种烟气湿法脱硫脱白装置。
该装置包括烟气进口、球管、气孔、降温室、气液分离板、冷凝液收集管、烟气出口和空气出口,烟气进口位于降温室的右端外侧上部;待处理烟气从烟气进口进入降温室,烟气进口直接与球管连接,球管均匀安装在降温室中;降温室右侧壁板上设置气孔;气液分离板位于每段球管的水平侧较低处末端,烟气中冷凝及离心下来的液滴通过气液分离板流入冷凝液收集管中;烟气出口位于降温室右端外侧下部,冷凝后的烟气从烟气出口排出;空气出口位于降温室的左端外侧上部,环境空气经过降温室直接从空气出口排出。
其中,球管按照U型均匀分布在降温室中,球管与水平面夹角为15度,相邻两排球管间的圆柱管间距为0.5-2m;球管凸出部分半圆的直径为0.5-1m,每相邻两个凸出部分半圆圆心的间距为0.1-0.3m,连接两个相邻凸出部分的圆柱管径为0.1-0.5m。经计算机模拟发现,烟气进入球管,流经凸出段时,因湍流凸出段收缩作用使流体的流速得到提高,同时流动方向多变,换热效率提升,传热系数K可达3200~5000W/M2℃。
气孔孔径为0.01-0.1m,数量为1个。
降温室为长方体,宽为1-5m,长为1-5m,高为1-5m。
气液分离板用于将烟气与冷凝水隔离,气液分离板旁有积水时自动打开,没有积水时自动关闭,气液分离板为圆形,圆形中心轴安装合页,保证一个半圆区域能够活动,另一个半圆区域固定。经计算机模拟发现,烟气不会通过气液分离板进入冷凝液收集管,球管的流场不会因为气液分离板的存在而受到影响。
该装置适用于含硫量500~6000mg/Nm3,主风量20~200×104m3/h的烟气湿法脱硫***的脱白。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
本发明装置采用空气冷凝设计,即设置多组球管在降温室中,利用空气对热烟气进行冷凝降温。球管的设计使得***的传热效果大大增加,经反复实验室试验及计算机模拟,按照本发明设计阻止了内流通道和流动死区,提高了换热能力,传热系数K可达3200~5000W/M2℃,并拥有热应力自动补偿功能,烟气在夏季降温可达到10度以上,在冬季降温可达到20度以上,在春秋季节可达到15度以上,出口烟气完全脱白。本发明的球管在很低流速下就可以产生很发达的湍流,使管壁上不易形成垢层的晶核和聚积结垢物,因而球管不易结垢。
本发明设备紧凑、占地面积小、换热效率高,解决了湿法脱硫改造空间不够的难题,且彻底杜绝了烟囱外排烟气白烟现象的发生。
附图说明
图1为本发明的烟气湿法脱硫脱白装置结构示意图;
图2为本发明的气液分离板结构示意图一;
图3为本发明的气液分离板结构示意图二。
其中:1-烟气进口;2-球管;3-气孔;4-降温室;5-气液分离板;6-冷凝液收集管;7-烟气出口;8-空气出口。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的烟气湿法脱硫脱白装置存在的造价高、脱除不彻底、容易引起脱硫***溢流等问题,提供一种经济、占地面积小、脱白效果突出的烟气湿法脱硫脱白装置。
如图1所示,该装置中,烟气进口1位于降温室4的右端外侧上部;待处理烟气从烟气进口1进入降温室4,烟气进口1直接与球管2连接,球管2按照U型均匀安装在降温室4中;降温室4右侧壁板上设置气孔3;气液分离板5位于每段球管2的水平侧较低处末端,烟气中冷凝及离心下来的液滴通过气液分离板5流入冷凝液收集管6中;烟气出口7位于降温室4右端外侧下部,冷凝后的烟气从烟气出口7排出;空气出口8位于降温室4的左端外侧上部,环境空气经过降温室4直接从空气出口8排出。
如图2和图3所示,气液分离板5用于将烟气与冷凝水隔离,气液分离板5旁有积水时自动打开,没有积水时自动关闭,气液分离板5为圆形,圆形中心轴安装合页,保证一个半圆区域能够活动,另一个半圆区域固定。
在具体设计中,降温室4为空气流动区,降温室4右端底部设有气孔3,与鼓风机相连,为降温室提供流动风源,降温室4左端上部设有空气出口8,经过循环换热后的热空气从此处排出***。由于降温室4中均匀排布着球管2,空气与球管2外侧接触并通过时,形成无数个小湍流,从而延长了空气与烟气的接触时间,提高了换热效率。经计算机模拟发现,这种湍流的形成相当于接触及散热面积比原来增大了3倍。冷凝液收集管6与球管2中间设有气液分离板5,气液分离板5设在水平通道上,气液分离板5为圆形,其中一个半圆区域为固定板,另一个半圆区域为可活动板,可活动板与固定板之间通过合页连接,当气液分离板5旁边有水时,活动板打开,水从此处经过后,活动板随即马上自动关闭,由于球管2内部为负压区,因此烟气不可能通过气液分离板5进入到冷凝液收集管6中。
在具体应用中,脱硫***中出来的水蒸气过饱和烟气从烟气进口1进入球管2中,空气通过鼓风机从气孔3进入降温室4中,球管2中的烟气与降温室4中的空气通过球管2内外壁进行热接触及交换,由于球管2的特殊设计,使得烟气在球管2中流动时无任何死角,空气在降温室4中流动时形成无数小湍流,从而加速了热交换速度。球管2中的烟气温度降低时,烟气中夹带的水凝结下来,凝结水先通过气液分离板5后,再进去冷凝液收集管6中,球管2中的水不光是冷凝水,还有含湿烟气在球管2中通过时由于离心作用而甩出的水份,并且还有少量由于球管2中烟气压力随着球管2形状变化而出来的水。冷凝水通过冷凝液收集管6排出***外,降温后的烟气通过烟气出口7进入烟囱排出,经过热交换的空气从空气出口8排出***。至此完成一个整循环。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种烟气湿法脱硫脱白装置,其特征在于:包括烟气进口(1)、球管(2)、气孔(3)、降温室(4)、气液分离板(5)、冷凝液收集管(6)、烟气出口(7)和空气出口(8),烟气进口(1)位于降温室(4)的右端外侧上部;待处理烟气从烟气进口(1)进入降温室(4),烟气进口(1)直接与球管(2)连接,球管(2)均匀安装在降温室(4)中;降温室(4)右侧壁板上设置气孔(3);气液分离板(5)位于每段球管(2)的水平侧较低处末端,烟气中冷凝及离心下来的液滴通过气液分离板(5)流入冷凝液收集管(6)中;烟气出口(7)位于降温室(4)右端外侧下部,冷凝后的烟气从烟气出口(7)排出;空气出口(8)位于降温室(4)的左端外侧上部,环境空气经过降温室(4)直接从空气出口(8)排出;
所述球管(2)呈U型均匀分布在降温室(4)中,球管(2)与水平面夹角为15度,相邻两排球管(2)圆柱管间距为0.5-2m;球管(2)凸出部分半圆的直径为0.5-1m,每相邻两个凸出部分半圆圆心的间距为0.1-0.3m,连接两个相邻凸出部分的圆柱管径为0.1-0.5m;
在具体应用中,脱硫***中出来的水蒸气过饱和烟气从烟气进口(1)进入球管(2)中,空气通过鼓风机从气孔(3)进入降温室(4)中,球管(2)中的烟气与降温室(4)中的空气通过球管(2)内外壁进行热接触及交换,烟气在球管(2)中流动时无任何死角,空气在降温室(4)中流动时形成无数小湍流,加速了热交换速度;球管(2)中的烟气温度降低时,烟气中夹带的水凝结下来,凝结水先通过气液分离板(5)后,再进去冷凝液收集管(6)中,球管(2)中的水不光是冷凝水,还有含湿烟气在球管(2)中通过时由于离心作用而甩出的水份,并且还有少量由于球管(2)中烟气压力随着球管(2)形状变化而出来的水;冷凝水通过冷凝液收集管(6)排出***外,降温后的烟气通过烟气出口(7)进入烟囱排出,经过热交换的空气从空气出口(8)排出***;至此完成一个整循环;
所述气液分离板(5)用于将烟气与冷凝水隔离,气液分离板(5)旁有积水时自动打开,没有积水时自动关闭,气液分离板(5)为圆形,圆形中心轴安装合页,保证一个半圆区域能够活动,另一个半圆区域固定。
2.根据权利要求1所述的烟气湿法脱硫脱白装置,其特征在于:所述气孔(3)孔径为0.01-0.1m,数量为1个。
3.根据权利要求1所述的烟气湿法脱硫脱白装置,其特征在于:所述降温室(4)为长方体,宽为1-5m,长为1-5m,高为1-5m。
4.根据权利要求1所述的烟气湿法脱硫脱白装置,其特征在于:该装置适用于含硫量500~6000mg/Nm3,主风量20~200×104m3/h的烟气湿法脱硫***的脱白。
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