CN109966847A - 一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置及其脱白方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，具体涉及一种可对烟气中的尘粒进行吸附分离，起到一次脱白的效果，再由空气对一次脱白后的烟气进行稀释后二次脱白的装置，通过旋流离心力场促进了气、液两相的分离，且增强了烟气中微米级液滴的碰撞效率，从而提高了烟气的脱液效率，大幅降低烟气脱白装置的占地面积，烟气脱白效率高，具有低能耗、高效率。包括壳体、旋流脱液器和节流雾化器，所述壳体上方设置有烟气通道，烟气通道进口连通并固定节流雾化器，节流雾化器出口导通旋流脱液器，旋流脱液器固定安装在壳体中。

Description

一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置及其脱白方法

技术领域

本发明涉及一种环保产品，具体是一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置及其脱白方法。

背景技术

在煤电、热电、钢铁、石化等工业领域，生产过程中会产生大量工业烟气，根据我国环保要求，工业烟气需经过脱硝、脱硫、除尘等系列工艺，将氮氧化物、二氧化硫等物质浓度降至工业烟气排放标准值以下方可排放。而以上所述工艺，例如湿法脱硫工艺等，会使工业烟气湿度增加。当含湿量较高的烟气通过烟囱排入大气环境，并与温度较低的环境空气混合后，部分水蒸气在降温过程中凝结成微小液滴，产生白色湿烟羽，即俗称“大白烟”现象。随着我国环保标准日益严格，多省市已出台相关政策、标准，对烟气脱白提出了要求。

目前，烟气脱白的主要技术分别为：冷凝技术、加热技术、冷凝再加热技术，目的是降低烟气湿度，使得湿气中夹杂的黑尘不排放至大气中。但是，现有烟气脱白工艺及设备普遍存在设备占地面积大、不能完全消除湿烟羽等缺陷。

专利CN108889038A中公开了一种烟羽脱白装置，该装置在烟羽析出塔内设置烟羽冷凝列管，相邻两个冷凝列管之间设有烟气流道，烟气流道内设置旋转叶片。旋流叶片使烟气产生旋流运动，气流中的水雾接触到冷凝列管形成液滴，液滴沿着冷凝列管的表面向下流动，起到降低烟气湿度的作用。该专利利用离心力，提高了液滴的分离效率，但烟气流道的结构不利于旋流运动的发展，且冷凝管中冷却水在与烟气发生热量传递后温度升高，需经过外部冷却设备后方能循环使用，增加了设备占地面积。

发明内容

基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置及其脱白方法。

本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：

一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，包括壳体、旋流脱液器和节流雾化器，所述壳体上方设置有烟气通道，烟气通道进口连通并固定节流雾化器，节流雾化器出口导通旋流脱液器，旋流脱液器固定安装在壳体中。

作为本发明进一步的方案：所述节流雾化器上依次设置有液体吸入管、环形空间、节流通道和液滴吸入口，液体吸入管连通环形空间，节流通道的流通截面小于烟气通道的截面。

作为本发明再进一步的方案：所述旋流脱液器上方设置有切向入口，节流雾化器的出口连通旋流脱液器上方的切向入口，其中，旋流脱液器的上方呈圆管状，下方设置有锥管，圆管状内固定有螺旋状的旋流导片，锥管表面开设有多个液相排口，锥管的下方设置有供气相排出的气相排口。

作为本发明再进一步的方案：所述锥管外部套设有直筒，直筒下方连通液相导管。

作为本发明再进一步的方案：所述壳体内部上下均固定有支撑板，支撑板边缘固定在壳体的内壁上，上下部的支撑板之间形成冷却腔，支撑板将壳体内部隔绝成上部空间、冷却腔和下部空间三个相对密封的空间，且旋流脱液器固定于上下部的支撑板之间，旋流脱液器上部的切向入口位于上部空间内，而液相排口和气相排口则位于下部空间内。

作为本发明再进一步的方案：所述切向入口开口处具有渐开线切口，切向入口内外侧分别设置有内挡流片和外挡流片，内挡流片和外挡流片之间具有缝隙。

作为本发明再进一步的方案：所述冷却腔下部连通进气管，进气管导通空气压缩机，冷却腔上部连通出气管，下部空间侧壁连通出烟管，下部空间底部连通出液管，冷却腔内错列固定有导流板。

作为本发明再进一步的方案：所述出气管与出烟管均连通排烟管。

一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置的脱白方法，包括如下步骤：

步骤一，注液，向节流雾化器中通入含尘粒的烟气，烟气进入节流雾化器中后，流速增快、压力降低，并形成湍流，液相自发进入节流雾化器中，液相与烟气破碎成雾滴和含湿烟气，并相互混合；

步骤二，分离，破碎成雾滴和含湿烟气自切向入口进入旋流脱液器并形成螺旋状的气流，混合物共同向下移动的过程中，携带有尘粒的液相逐渐向锥管边壁扩散，气相则向轴心处形成气核，夹杂有尘粒的液相通过液相排口排出，气相则直接由锥管下方的气相排口排出；

步骤三，冷却脱白，由空气压缩机抽送温度较低的空气进入冷却腔并吸收旋流脱液器中的热量，液相中夹杂尘粒与不带有尘粒的气相分离；

步骤四，分流，夹杂有尘粒的液相从出液管排出，不带有尘粒的气相进入排烟管中；

步骤五，二次脱白，吸热后的空气进入排烟管中稀释不带有尘粒的气相，一起排入大气中。

采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：该装置和工艺方法在烟气脱白过程中，通过旋流离心力场促进了气、液两相的分离，且增强了烟气中微米级液滴的碰撞效率，从而提高了烟气的脱液效率。当烟气脱液过程结束后，含湿量较低的处理烟气与部分自然风混合外排，进一步遏制了白烟的形成，相对于现有技术，大幅降低烟气脱白装置的占地面积，烟气脱白效率高，具有低能耗、高效率的特点。

附图说明

图1为脱液增强型紧凑式烟气脱白装置的结构示意图。

图2为脱液增强型紧凑式烟气脱白装置中壳体的结构示意图。

图3为脱液增强型紧凑式烟气脱白装置中壳体内部的结构示意图。

图4为脱液增强型紧凑式烟气脱白装置中节流雾化器的剖面图。

图5为脱液增强型紧凑式烟气脱白装置中旋流脱液器的剖面图。

图6为脱液增强型紧凑式烟气脱白装置中切向入口和锥管的结构示意图。

图7为脱液增强型紧凑式烟气脱白装置中切向入口的结构示意图。

图8为脱液增强型紧凑式烟气脱白装置中内挡流片和外挡流片的结构示意图。

图中：1-壳体；2-旋流脱液器；3-烟气通道；4-空气压缩机；5-导流板；6-排烟管；7-节流雾化器；8-进气管；9-出气管；10-出烟管；11-出液管；12-支撑板；21-切向入口；22-旋流导片；23-锥管；24-液相排口；25-液相导管；26-气相排口；211-渐开线切口；212-内挡流片；213-外挡流片；71-液体吸入管；72-环形空间；73-节流通道；74-液滴吸入口。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施例1

请参阅图1，本发明实施例中，一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，包括壳体1、旋流脱液器2和节流雾化器7，其中，所述壳体1上方设置有烟气通道3，烟气通道3进口连通并固定节流雾化器7，节流雾化器7出口导通旋流脱液器2，旋流脱液器2固定安装在壳体1中，由节流雾化器7提供水或碱液等液相物质，使得通入节流雾化器7中的烟气与液相物质在节流雾化器7中被破碎成雾滴与含湿烟气且混合，混合的雾滴与含湿烟气在旋流脱液器2中达到将带有尘粒的液相与气相分离的效果，从而实现去除烟气中的尘粒，起到脱白作用。

请参阅图4，具体来说，所述节流雾化器7上依次设置有液体吸入管71、环形空间72、节流通道73和液滴吸入口74，液体吸入管71连通环形空间72，需要说明的是，节流通道73的流通截面小于烟气通道3的截面，当烟气进入节流雾化器7中时，由液体吸入管71提供液相(水或碱液)，由于节流通道73流通横截面积小于烟气通道3的截面，使得含湿烟气进入节流雾化器7后流速增快、压力降低，并形成湍流；水或碱液布满节流雾化器7的环形空间72后，在湍流的烟气作用下自发进入节流雾化器7中，通过液滴吸入口74，破碎成雾滴和含湿烟气并相互混合。

请参阅图5～8，更进一步地，所述旋流脱液器2上方设置有切向入口21，节流雾化器7的出口连通旋流脱液器2上方的切向入口21，其中，旋流脱液器2的上方呈圆管状，下方设置有锥管23，圆管状内固定有螺旋状的旋流导片22，锥管23表面开设有多个液相排口24，锥管23的下方设置有供气相排出的气相排口26，优选地，锥管23外部套设有直筒，直筒下方连通液相导管25，自切向入口21进入旋流脱液器2中的雾滴与含湿烟气混合物在旋流导片22的导流作用下作螺旋旋流离心运动，由于雾滴粒径较小，因此与尘粒的凝并效率较高，混合物共同向下移动的过程中，携带有尘粒的液相逐渐向位于旋流导片22下方的锥管23边壁扩散，气相则向轴心处形成气核，夹杂有尘粒的液相通过液相排口24进入直筒中，并通过直筒上的液相导管25排出，待进一步处理；气相则直接由锥管23下方的气相排口26排出，进入大气或回收利用；

所述切向入口21开口处具有渐开线切口211，切向入口21内外侧分别设置有内挡流片212和外挡流片213，内挡流片212和外挡流片213之间具有缝隙，通过渐开线切口211进入的气流在内挡流片212和外挡流片213的作用下形成螺旋式气流，即雾滴与含湿烟气混合物自切向入口21进入旋流脱液器2后，形成旋流，在旋流导片22的作用下进一步保持和加强螺旋气流。

实施例2

为了进一步对上述脱液增强型紧凑式烟气脱白装置进行拓展，本申请提供又一实施例，请参阅图1～3，该实施例中的脱液增强型紧凑式烟气脱白装置具有如下技术特征：所述壳体1内部上下均固定有支撑板12，支撑板12边缘固定在壳体1的内壁上，上下部的支撑板12之间形成冷却腔，冷却腔内错列固定有导流板5，且旋流脱液器2固定于上下部的支撑板12之间，需要说明的是，旋流脱液器2上部的切向入口21位于上部的支撑板12之上，而液相排口24和气相排口26则位于下部的支撑板12之下，锥管23外部不设直筒，通过支撑板12将壳体1内部隔绝成三个相对密封的空间，其中，上部空间连通经节流雾化器7排出的雾滴与含湿烟气混合物，而中部的冷却腔相对隔绝，下部空间则供夹杂尘粒的液相和气相一同收集；

所述冷却腔下部连通进气管8，进气管8导通空气压缩机4，冷却腔上部连通出气管9，下部空间侧壁连通出烟管10，下部空间底部连通出液管11，出气管9与出烟管10均连通排烟管6，通过空气压缩机4经进气管8向冷却腔下方通入低温的空气，空气与旋流脱液器2中的烟气发生热传递，吸热后的空气由出气管9通过排烟管6排出，利用错列分布的导流板5增大空气与旋流脱液器2的热交换时间，使得空气吸热更充分，吸附夹杂有尘粒的液相通过出液管11排出，而不含尘粒的气相则由出烟管10经排烟管6排出，从出气管9和出烟管10排出的空气与气相烟气混合稀释，进一步地对烟气脱白。

实施例3

一种如上述实施例1～2所述的脱液增强型紧凑式烟气脱白装置的脱白方法，包括如下步骤：

步骤一，注液，向节流雾化器中通入含尘粒的烟气，烟气进入节流雾化器中后，流速增快、压力降低，并形成湍流，在湍流的烟气作用下液相自发进入节流雾化器中，通过液滴吸入口，将液相与烟气破碎成雾滴和含湿烟气，并相互混合；

步骤二，分离，破碎成雾滴和含湿烟气自切向入口进入旋流脱液器并形成螺旋状的气流，由于雾滴粒径较小，因此与尘粒的凝并效率较高，混合物共同向下移动的过程中，携带有尘粒的液相逐渐向锥管边壁扩散，气相则向轴心处形成气核，夹杂有尘粒的液相通过液相排口排出，气相则直接由锥管下方的气相排口排出；

步骤三，冷却脱白，由空气压缩机抽送温度较低的空气进入冷却腔并吸收旋流脱液器中的热量，加快雾滴冷却成液相，液相中夹杂尘粒与不带有尘粒的气相分离，起到一次脱白效果；

步骤四，分流，夹杂有尘粒的液相从出液管排出，不带有尘粒的气相进入排烟管中；

步骤五，二次脱白，吸热后的空气进入排烟管中稀释不带有尘粒的气相，起到二次脱白效果并排入大气中。

根据上述实施例的具体描述，易知本发明的工作原理是：当烟气进入节流雾化器7中时，由液体吸入管71提供液相(水或碱液)，由于节流通道73流通横截面积小于烟气通道3的截面，使得含湿烟气进入节流雾化器7后流速增快、压力降低，并形成湍流；水或碱液布满节流雾化器7的环形空间72后，在湍流的烟气作用下自发进入节流雾化器7中，通过液滴吸入口74，破碎成雾滴和含湿烟气并相互混合，自切向入口21进入旋流脱液器2中的雾滴与含湿烟气混合物在旋流导片22的导流作用下作螺旋旋流离心运动，由于雾滴粒径较小，因此与尘粒的凝并效率较高，混合物共同向下移动的过程中，携带有尘粒的液相逐渐向位于旋流导片22下方的锥管23边壁扩散，气相则向轴心处形成气核，夹杂有尘粒的液相通过液相排口24进入直筒中，并通过直筒上的液相导管25排出，待进一步处理；气相则直接由锥管23下方的气相排口26排出，进入大气或回收利用，通过渐开线切口211进入的气流在内挡流片212和外挡流片213的作用下形成螺旋式气流，即雾滴与含湿烟气混合物自切向入口21进入旋流脱液器2后，形成旋流，在旋流导片22的作用下进一步保持和加强螺旋气流，通过支撑板12将壳体1内部隔绝成三个相对密封的空间，其中，上部空间连通经节流雾化器7排出的雾滴与含湿烟气混合物，而中部的冷却腔相对隔绝，下部空间则供夹杂尘粒的液相和气相一同收集，通过空气压缩机4经进气管8向冷却腔下方通入低温的空气，空气与旋流脱液器2中的烟气发生热传递，吸热后的空气由出气管9通过排烟管6排出，利用错列分布的导流板5增大空气与旋流脱液器2的热交换时间，使得空气吸热更充分，吸附夹杂有尘粒的液相通过出液管11排出，而不含尘粒的气相则由出烟管10经排烟管6排出，从出气管9和出烟管10排出的空气与气相烟气混合稀释，进一步地对烟气脱白。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (9)

1.一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，包括壳体(1)、旋流脱液器(2)和节流雾化器(7)，其特征在于，所述壳体(1)上方设置有烟气通道(3)，烟气通道(3)进口连通并固定节流雾化器(7)，节流雾化器(7)出口导通旋流脱液器(2)，旋流脱液器(2)固定安装在壳体(1)中。

2.根据权利要求1所述的一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，其特征在于，所述节流雾化器(7)上依次设置有液体吸入管(71)、环形空间(72)、节流通道(73)和液滴吸入口(74)，液体吸入管(71)连通环形空间(72)，节流通道(73)的流通截面小于烟气通道(3)的截面。

3.根据权利要求1所述的一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，其特征在于，所述旋流脱液器(2)上方设置有切向入口(21)，节流雾化器(7)的出口连通旋流脱液器(2)上方的切向入口(21)，其中，旋流脱液器(2)的上方呈圆管状，下方设置有锥管(23)，圆管状内固定有螺旋状的旋流导片(22)，锥管(23)表面开设有多个液相排口(24)，锥管(23)的下方设置有供气相排出的气相排口(26)。

4.根据权利要求3所述的一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，其特征在于，所述锥管(23)外部套设有直筒，直筒下方连通液相导管(25)。

5.根据权利要求3所述的一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，其特征在于，所述壳体(1)内部上下均固定有支撑板(12)，支撑板(12)边缘固定在壳体(1)的内壁上，上下部的支撑板(12)之间形成冷却腔，支撑板(12)将壳体(1)内部隔绝成上部空间、冷却腔和下部空间三个相对密封的空间，且旋流脱液器(2)固定于上下部的支撑板(12)之间，旋流脱液器(2)上部的切向入口(21)位于上部空间内，而液相排口(24)和气相排口(26)则位于下部空间内。

6.根据权利要求3所述的一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，其特征在于，所述切向入口(21)开口处具有渐开线切口(211)，切向入口(21)内外侧分别设置有内挡流片(212)和外挡流片(213)，内挡流片(212)和外挡流片(213)之间具有缝隙。

7.根据权利要求5所述的一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，其特征在于，所述冷却腔下部连通进气管(8)，进气管(8)导通空气压缩机(4)，冷却腔上部连通出气管(9)，下部空间侧壁连通出烟管(10)，下部空间底部连通出液管(11)，冷却腔内错列固定有导流板(5)。

8.根据权利要求7所述的一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置，其特征在于，所述出气管(9)与出烟管(10)均连通排烟管(6)。

9.一种如权利要求1～8任一所述的一种脱液增强型紧凑式烟气脱白装置的脱白方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，注液，向节流雾化器中通入含尘粒的烟气，烟气进入节流雾化器中后，流速增快、压力降低，并形成湍流，液相自发进入节流雾化器中，液相与烟气破碎成雾滴和含湿烟气，并相互混合；

步骤二，分离，破碎成雾滴和含湿烟气自切向入口进入旋流脱液器并形成螺旋状的气流，混合物共同向下移动的过程中，携带有尘粒的液相逐渐向锥管边壁扩散，气相则向轴心处形成气核，夹杂有尘粒的液相通过液相排口排出，气相则直接由锥管下方的气相排口排出；

步骤三，冷却脱白，由空气压缩机抽送温度较低的空气进入冷却腔并吸收旋流脱液器中的热量，液相中夹杂尘粒与不带有尘粒的气相分离；

步骤四，分流，夹杂有尘粒的液相从出液管排出，不带有尘粒的气相进入排烟管中；

步骤五，二次脱白，吸热后的空气进入排烟管中稀释不带有尘粒的气相，一起排入大气中。