复合烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备的制作方法

本发明涉及废气处理领域，特别涉及一种复合烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备。

背景技术：

电厂燃煤锅炉、钢厂烧结机以及其他一些燃烧化石燃料窑炉产生的烟气中，含有大量的二氧化硫和氮氧化物，如果直接将这些烟气排放入大气会对空气造成污染，从而形成酸雨等环境灾害。且由于烟气中还存在大量颗粒物，所以烟气需要进行脱硫脱硝以及除尘后才可排放。

另外，烟囱排出的饱和湿烟气与温度较低的环境空气接触时，在烟气降温过程中，烟气中所含水蒸气过饱和凝结，凝结水滴对光线产生折射、散射，从而使烟羽呈现出白色或者灰色，称其为“湿烟羽”（俗称“大白烟”）。所以对于白烟的消除也是必要的，除湿脱白就是消除大白烟的产生。烟气脱白通常采用烟气冷凝再加热技术，即通过降温减少“白烟”中的绝对含湿量，使烟气中饱和水汽析出成凝结水，再将烟气再加热降低“白烟”的相对含湿量，从而消除烟羽。

现在对于烟气处理提出了脱硫脱硝脱白除尘的要求，也出现了相关的设备，但现有的设备存在诸如脱白效果欠佳或是除尘效果不好等问题。例如专利201910240688.3公开了一种工业烟气脱硫脱硝脱白装置，通过、脱硫塔、scr反应器、除尘器进行脱硫、脱硝、脱白和除尘，但仅通过一个除尘器难以获得满意的除尘效果，另外进行脱硫处理时也容易产生新的颗粒物，其缺少对该部分颗粒物进行脱离的可靠方案。

所以现在需要一种更可靠的方案。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种复合烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种复合烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备，包括：沿气流方向依次设置的取热换热器、除尘器、脱硝装置、脱硫塔、冷凝除尘装置、升温换热器和烟囱；

所述冷凝除尘装置包括壳体及由下至上依次设置在所述壳体内的进气室、除尘室、扰流室和冷凝室，

所述壳体包括相互连通的锥体状的下壳体和柱体状的上壳体，所述进气室、除尘室、扰流室设置于所述下壳体内，所述冷凝室设置于所述上壳体内；

所述下壳体的底部设置有排污口，所述下壳体的下部外周设置有与所述进气室连通的进气布气管，所述进气布气管包括进气主管、与所述进气主管连接的环形布气管以及均匀间隔连接在所述环形布气管的内周外壁上的若干布气支管，所述布气支管的出气端与所述下壳体的外壁连接，且所述布气支管的出气端与所述下壳体的外壁相切。

优选的是，所述除尘室内设置有若干连通所述进气室和扰流室的除尘腔，所述除尘腔的内壁上间隔设置有若干挡尘组件；同一个除尘腔两侧内壁上的挡尘组件交错设置。

优选的是，所述挡尘组件包括固接在所述除尘腔的内壁上的连接块、可转动连接在所述连接块上的挡尘板、固接在所述除尘腔的内壁上的支撑杆以及连接在所述支撑杆与挡尘板之间的第一弹簧。

优选的是，所述挡尘板的末端向下倾斜，所述挡尘板与其所在的除尘腔的内壁之间的夹角为30°-60°。

优选的是，所述冷凝室内设置有蛇形冷凝管，所述蛇形冷凝管包括冷凝管本体以及间隔设置在所述冷凝管本体上的若干导热支管段，所述导热支管段包括分配球头、与所述分配球头连接的中心支管以及与所述分配球头的外壁连接的若干弧形支管，所述分配球头的入口端与上游的所述冷凝管本体的出口端连通，所述中心支管的出口端与下游的所述冷凝管本体的入口端连通，所述弧形支管的出口端与下游的所述冷凝管本体的侧壁连通。

优选的是，所述扰流室内设置有若干倾斜布置的扰流板，所述扰流板与垂直方向的夹角为50°-80°，所述扰流板的第一表面设置有若干刮板组件；

所述扰流室的上下两端分别设置有与所述下壳体的内壁固接的第一滤板和第二滤板，所述扰流板的上下两端分别与所述第一滤板和第二滤板连接。

优选的是，所述刮板组件包括通过第一转轴可转动连接在所述扰流板的第一表面上的驱动叶片以及可转动连接在所述驱动叶片的内侧底面上的刮板。

优选的是，所述驱动叶片的内侧底面上开设有安装槽，所述刮板的上侧面上设置有用于配合插设在所述安装槽内的安装块，所述安装块通过第二转轴可转动设置在所述安装槽内。

优选的是，所述第二转轴的两端与所述安装槽的内壁连接，所述安装块可转动套设在所述第二转轴上；

所述安装槽的横截面呈弧形状，以使所述安装块可在所述安装槽进行转动；

所述驱动叶片的内侧底面与所述刮板的上侧面之间设有两第二弹簧，所述两弹簧对称设置在所述安装块两侧。

优选的是，烟气由所述取热换热器的第一热媒入口进入，再由其上的第一热媒出口排出至所述除尘器；所述取热换热器的第一冷媒出口通过第一热媒介质管道连通至所述升温换热器的第二热媒入口，所述取热换热器的第一冷媒入口通过第一冷媒介质管道与所述升温换热器的第二热媒出口连通；所述复合冷凝器排出的烟气通过管道进入所述升温换热器的第二冷媒入口，并由所述升温换热器的第二冷媒出口排出。

本发明的有益效果是：本发明的烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备，烟气经过取热换热器回收热量、除尘器除尘、脱硝装置进行脱硝处理、脱硫塔实现脱硫、冷凝除尘装置冷凝降温并再次除尘、升温换热器进行加热以消白，能实现烟气的脱硫脱硝除尘和脱白的目的；

本发明冷凝除尘装置对烟气进行冷凝降温的同时还能对烟气中的颗粒物进行再次去除，进一步减小烟气中颗粒物的含量，可提高整体设备的烟气脱白除尘处理效果；

本发明利用取热换热器回收的热量对冷凝后的烟气进行加热，能充分利用设备中的产热，节约能源。

附图说明

图1为本发明的复合烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备的结构示意图；

图2为本发明的实施例1中的下壳体内部的结构示意图；

图3为本发明的实施例1中的挡尘组件的结构示意图；

图4为本发明的实施例1中的进气布气管的俯视方向的结构示意图；

图5为本发明的实施例1中的扰流板的侧视结构示意图；

图6为本发明的实施例1中的刮板组件的结构示意图；

图7为本发明的图6中a处的局部放大结构示意图；

图8为本发明的实施例1中的刮板组件的侧视结构示意图；

图9为本发明的实施例1中的刮板组件与颗粒物接触的一种状态的示意图；

图10为本发明的实施例1中的刮板组件与颗粒物接触的一种状态的示意图

图11为本发明的实施例2中的上壳体的内部结构示意图；

图12为本发明的实施例2中的导热支管段的侧视方向的结构示意图；

图13为本发明的实施例2中的导热支管段的俯视方向的结构示意图。

附图标记说明：

1—取热换热器；10—第一热媒入口；11—第一热媒出口；12—第一冷媒出口；13—第一冷媒入口；14—第一热媒介质管道；15—第一冷媒介质管道；16—介质循环泵；

2—除尘器；

3—脱硝装置；

4—脱硫塔；40—喷淋头；41—供给泵；42—输液管路；

5—冷凝除尘装置；50—壳体；51—上壳体；52—下壳体；53—进气室；54—除尘室；55—扰流室；56—冷凝室；57—排污口；58—进气布气管；59—沉淀池；

540—除尘腔；541—挡尘组件；542—连接块；543—挡尘板；544—支撑杆；545—第一弹簧；546—销轴；

550—扰流板；551—扰流板的第一表面；552—刮板组件；553—第一滤板；554—第二滤板；555—颗粒物；

5520—第一转轴；5521—驱动叶片；5522—刮板；5523—第二弹簧；5524—安装槽；5525—安装块；5526—第二转轴；5527—转轴帽；

560—蛇形冷凝管；561—冷凝管本体；562—导热支管段；563—分配球头；564—中心支管；565—弧形支管；566—回水管路；567—循环水泵；568—冷却塔；

580—进气主管；581—环形布气管；582—布气支管；

6—升温换热器；60—第二热媒入口；61—第二热媒出口；62—第二冷媒入口；63—第二冷媒出口；

7—烟囱；8—管道；80—风机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本实施例的一种复合烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备，包括：沿气流方向通过管道8依次连接设置的取热换热器1、除尘器2、脱硝装置3、脱硫塔4、冷凝除尘装置5、升温换热器6和烟囱7。经过除尘器2之后的管道8上还设置有风机80。

本发明的整体烟气处理过程为：在风机80作用下，烟气先经过取热换热器1降温换热，以充分利用烟气中的余热，然后进入除尘器2进行第一次除尘，接着进入脱硫塔4进行脱硫处理，再进入脱硝装置3进行脱硝处理；处理后的烟气进入冷凝除尘装置5先冷凝降温（通过降温减少“白烟”中的绝对含湿量，烟气中饱和水汽析出成凝结水），再一次经过升温换热器6进行加热（将烟气再加热降低“白烟”的相对含湿量，从而消除烟羽），以实现烟气消白，最终由烟囱7排出，实现烟气脱硫脱硝脱白除尘的目的；且在冷凝除尘装置5进行冷凝降温的同时还进行再次除尘，进一步减小了烟气中颗粒物的含量。

其中，除尘器2可选择常规产品，本实施例中采用布袋式除尘器。脱硝装置3也可采用常规产品，例如脱硝塔或其他脱硝设备，本实施例中采用常规的scr反应器。脱硫塔4采用常规的碱液吸收的方式，脱硫塔4内设置有喷淋头40，喷淋头与碱液供给装置（包括供给泵41和输液管路42等）连接。碱液可选用氢氧化钠溶液或氨水等。

其中，冷凝除尘装置5用于对烟气进行冷凝降温，同时还能对烟气中的颗粒物（粉尘等）进行再次去除，进一步减小烟气中颗粒物的含量。在优选的实施例中，冷凝除尘装置5包括壳体50及由下至上依次设置在壳体50内的进气室53、除尘室54、扰流室55和冷凝室56。脱硫塔4排出的烟气进入进气室53，然后向上流动依次经过除尘室54、扰流室55和冷凝室56再排出，除尘室54对烟气进行除尘，扰流室55兼具除尘和冷凝降温的功能，冷凝室56对烟气冷凝降温，以使烟气中的水分析出。

以上为本发明的总体构思，以下在其基础上提供更为具体的实施例以作进一步说明。

实施例1

参照图1-10，本实施例中，壳体50包括相互连通的锥体状的下壳体52和柱体状的上壳体51，进气室53、除尘室54、扰流室55设置于下壳体52内，冷凝室56设置于上壳体51内；

下壳体52的底部设置有排污口57，排污口57通过管道8连接至沉淀池59。除尘室54中下落的颗粒物和冷凝水通过排污口57排放至沉淀池59，通过沉淀池59的沉淀，分离掉颗粒物，可通过溢流回收水。

下壳体52的下部外周设置有与进气室53连通的进气布气管58，进气布气管58包括进气主管580、与进气主管580连接的环形布气管581以及均匀间隔连接在环形布气管581的内周外壁上的若干布气支管582，布气支管582的出气端与下壳体52的外壁连接，且布气支管582的出气端与下壳体52的外壁相切。

参照图4，烟气由进气主管580进入后，通过多个布气支管582由切向进入下壳体52的进气室53，从而在进气室53内产生旋流，使进入进气室53的烟气一方面具有向上的流速，同时还具有旋流，使烟气螺旋上升，增加了烟气的紊流程度。能利于烟气在上方的除尘室54和扰流室55内的除尘。

进一步优选的实施例中，除尘室54内设置有若干连通进气室53和扰流室55的除尘腔540，除尘腔540的内壁上间隔设置有若干挡尘组件541；同一个除尘腔540两侧内壁上的挡尘组件541交错设置。挡尘组件541包括固接在除尘腔540的内壁上的连接块542、可转动连接在连接块542上的挡尘板543（本实施例中通过销轴546实现转动连接）、固接在除尘腔540的内壁上的支撑杆544以及连接在支撑杆544与挡尘板543之间的第一弹簧545。第一弹簧545处于对应的挡尘板543的下方，挡尘板543的末端向下倾斜，挡尘板543与其所在的除尘腔540的内壁之间的夹角为30°-60°。进一步优选的，挡尘板543的末端超过除尘腔540的中线，能提高除尘的效果。其中，需要理解的是，挡尘板543的尺寸需要与其所处的除尘腔540的大小配合，例如，两侧的除尘腔540体积较小，其中的挡尘板543的尺寸需要对应缩小。

烟气在除尘腔540内向上运动的过程中，与除尘腔540两侧内壁上交错设置的挡尘板543接触，烟气中的大部分颗粒物与挡尘板543碰撞而下落，与烟气分离，进入到进气室53的排污口57。其中，第一弹簧545对挡尘板543起到支撑作用，在无烟气进入时，挡尘板543与其所在的除尘腔540的内壁之间的夹角为30°-60°；由于第一弹簧545的柔性支撑，当有烟气自下而上流动时，挡尘板543受力会相对安装块5525向上转动，由于烟气是烟气螺旋上升的，对挡尘板543的作用力会忽大忽小，当挡尘板543受力减小时，在第一弹簧545的拉力作用下，挡尘板543受力会相对安装块5525向下转动；从而在烟气流过除尘腔540时，挡尘板543在烟气和第一弹簧545两者的作用力下会产生不断的上下抖动，一方面能更加利于阻挡与其碰撞的颗粒物，使颗粒物下落；另一方面能将粘附在挡尘板543上的颗粒物与冷凝水抖落，防止颗粒物与冷凝水在挡尘板543上粘结。本实施例中，通过进气室53产生旋流上升的烟气（烟旋流上升，能增加烟气中的颗粒物与挡尘板543的碰撞概率和碰撞强度，利于颗粒物的下落分离），与除尘室54中的挡尘组件541巧妙配合，能有效阻挡出烟气中的大部分颗粒物，使其下落进去排污口57，实现颗粒物与烟气的分离，具有很好的除尘效果。

在一种进一步优选的实施例中，扰流室55内设置有若干倾斜布置的扰流板550，扰流板550与垂直方向的夹角为50°-80°，扰流板的第一表面551（即倾斜设置的扰流板550的迎向上方的冷凝室56的上表面）设置有若干刮板5522组件552；

扰流室55的上下两端分别设置有与下壳体52的内壁固接的第一滤板553和第二滤板554，扰流板550的上下两端分别与第一滤板553和第二滤板554连接。第一滤板553和第二滤板554上设置滤孔，具有一定的除尘作用，同时为扰流板550提供支撑。

由于扰流室55上方与冷凝室56连通，冷凝室56中的温度较低，所以在扰流室55中越靠上方温度越低，随温度降低，扰流室55中的烟气也会因降温而产生部分冷凝水。烟气中的部分颗粒物会因扰流板550的阻挡而下落或是附着在扰流板550上，扰流板550对烟气产生扰流与阻挡作用，同时也能为烟气中的颗粒物和冷凝水提供附着面，利于颗粒物和冷凝水的脱除。进一步的，由于烟气烟旋流上升，能增加烟气中的颗粒物与扰流板550的碰撞概率和碰撞强度，利于颗粒物的下落分离。烟气经过扰流室55后实现了进一步除尘，以及预先的降温冷凝。

更进一步优选的，刮板5522组件552包括通过第一转轴5520可转动连接在扰流板的第一表面551上的驱动叶片5521以及可转动连接在驱动叶片5521的内侧底面上的刮板5522。第一转轴5520的上端设置有转轴帽5527，以防止驱动叶片5521脱离第一转轴5520。在烟气的气流作用下，驱动叶片5521会绕第一转轴5520转动，从而带动刮板5522一起转动，刮板5522对扰流板的第一表面551进行刮刷。扰流板的第一表面551上会粘结颗粒物和冷凝水，若长时间不清理会影响其使用效果。本实施例中通过设置刮板5522组件552，通过烟气的流动力带动驱动叶片5521转动，然后通过驱动叶片5521上连接的刮板5522对扰流板的第一表面551进行刮刷，能将其上粘结的颗粒物刮落，同时也能使其上的冷凝水快速滴落。

更进一步优选的，驱动叶片5521的内侧底面上开设有安装槽5524，刮板5522的上侧面上设置有用于配合插设在安装槽5524内的安装块5525，安装块5525通过第二转轴5526可转动设置在安装槽5524内。

第二转轴5526的两端与安装槽5524的内壁连接，安装块5525可转动套设在第二转轴5526上；安装槽5524的横截面呈弧形状，以使安装块5525可在安装槽5524进行转动；参照图8，安装块5525可在安装槽5524的横截面的平面内左右转动。驱动叶片5521的内侧底面与刮板5522的上侧面之间设有两第二弹簧5523，两弹簧对称设置在安装块5525两侧。

刮板5522主要用于将扰流板的第一表面551上粘结的颗粒物和冷凝水刮落，当某些部位的颗粒物粘结较牢固而形成一个牢固凸起时，刮板5522运动到该处时，刮板5522会相对扰流板的第一表面551进行旋转，从而能越过该牢固凸起，既防止刮板5522损坏又能保证刮板5522继续正常旋转，对扰流板的第一表面551的其他部位进行刮刷。

第二弹簧5523的设置能使刮板5522和扰流板550之间具有一定的保持力，刮板5522能基本保持垂直于扰流板的第一表面551的状态，不会自由的转动，只有当刮板5522下端的阻力大于两第二弹簧5523的作用力时，刮板5522才会转动，使两弹簧中一个被压缩一个拉伸，当阻力消失时，在两第二弹簧5523的弹力作用下，刮板5522保持垂直于扰流板的第一表面551的状态。例如，当遇到颗粒物555时，刮板5522的下端接触颗粒物555，两第二弹簧5523中一个被压缩一个拉伸，阻碍刮板5522转动，提供刮板5522对颗粒物555的刮刷作用力，从而使颗粒物555从扰流板的第一表面551刮落（刮板5522会有小幅度的转动），如图9。而当该颗粒物555粘结较牢固时，两第二弹簧5523提供的作用力还不足以将颗粒物555刮落，则刮板5522进行较大幅度的转动，使刮板5522下端越过该颗粒物555，防止刮板5522损坏以及卡住，如图10。

实施例2

参照图11-13，在实施例1的基础上，进一步优选的，在本实施例中，升温换热器6的热量来源与取热换热器1，从而能充分利用设备中的产热，节约能源。具体的，烟气由取热换热器1的第一热媒入口10进入，再由其上的第一热媒出口11排出至除尘器2；取热换热器1的第一冷媒出口12通过第一热媒介质管道814连通至升温换热器6的第二热媒入口60，取热换热器1的第一冷媒入口13通过第一冷媒介质管道815与升温换热器6的第二热媒出口61连通；复合冷凝器排出的烟气通过管道8进入升温换热器6的第二冷媒入口62，并由升温换热器6的第二冷媒出口63排出。

第一热媒介质管道814上设置有介质循环泵16。本实施例中，采用水作为换热介质。热的烟气经过取热换热器1后温度降低，升温换热器6的冷水吸收烟气中的热量后变为热水，然后对进入升温换热器6中的烟气加热，从而将取热换热器1回收的热量传递至取热换热器1，以对预热后的烟气进行再次加热。

冷凝室56内设置有蛇形冷凝管560，蛇形冷凝管560的进水端和出水端分别为其冷媒入口和冷媒出口，参照图1，蛇形冷凝管560的外部连接有回水管路566、循环水泵567和冷却塔568。蛇形冷凝管560中的冷水吸收烟气的热量后升温变为热水，热水通过回水管路566进入到冷却塔568冷却，此过程中烟气则实现降温。

本实施例中，进入取热换热器11的烟气温度大约为130-150℃左右，经过取热换热器1降温后变为110℃左右，再经过冷凝除尘装置5后变为55℃左右，最后经过升温换热器6后变为80-85℃左右，能实现无白烟排放。

进一步优选的实施例中，蛇形冷凝管560包括冷凝管本体561以及间隔设置在冷凝管本体561上的若干导热支管段562，导热支管段562包括分配球头563、与分配球头563连接的中心支管564以及与分配球头563的外壁连接的若干弧形支管565，分配球头563的入口端与上游的冷凝管本体561的出口端连通，中心支管564的出口端与下游的冷凝管本体561的入口端连通，弧形支管565的出口端与下游的冷凝管本体561的侧壁连通。

若干弧形支管565均匀间隔设置，参照图12和13，本实施例中，包括4根弧形支管565。上游的冷凝管本体561中的水进入分配球头563后，分为5股，一股由中心支管564进入下游的冷凝管本体561中，另外4股经过弧形支管565进入下游的冷凝管本体561中。更为优选的，从冷凝管本体561的径向的截面看，弧形支管565与冷凝管本体561的外周是相切的，或是弧形支管565中的水至少能产生该切向的流速，而中心支管564与冷凝管本体561是通轴线的，所以中心支管564中的水产生沿流动方向的流速，弧形支管565能产生旋流，从而使导热支管段562下游的冷凝管本体561内的水旋流前进流动。弧形支管565的设置能增加蛇形冷凝管560与烟气的接触面积，提高换热效果；旋流流动的水能产生紊流，提高换热效果，同时也能保证流速，保证换热效率，从而能提高蛇形冷凝管560对烟气的冷凝效果。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。