一种节能的烟气处理系统的制作方法

本发明涉及高温烟气处理技术领域，具体地指一种节能的烟气处理系统。

背景技术：

随着石油、煤炭等的日益枯竭，能源问题日益突显于人们面前，除了开发新能源外，现有能源的节约和再利用也成为人们研究的重点领域。

在能源利用技术中，换热器是供冷热流体相互之间交换热量而又不直接接触的一种设备，其中的管式换热器在燃煤锅炉、垃圾焚烧发电等领域具有广泛的应用。

采用水等液相物作为冷却介质对高温烟气进行冷却，被加热的水可作为其他领域的热媒介进行利用，如取暖等，是提高能源利用效率的有效手段；但水的密度较空气而言更大，作为换热器而言，用水作为管程的冷却媒介时，在规模较大的情况下，保证密封的同时换热管的支撑和承重变成了亟需解决的问题。

在此前提下，液-气式换热器在高温烟气处理领域能够发挥重要的作用。

技术实现要素：

本发明的目的就是要提供一种节能的烟气处理系统，适用于高温烟气处理，采用液-气式换热器，节约能源，符合绿色环保的理念。

为实现上述目的，本发明所设计的一种节能的烟气处理系统，包括一个与SCR脱硝反应器相结合的锅炉设备，所述锅炉设备上设置有热空气入口，所述SCR脱硝反应器上设置有高温烟气出口；

还包括一个预热设备，所述预热设备上设置有高温烟气入口、预热烟气出口、冷空气入口和热空气出口，其中，所述高温烟气入口与所述高温烟气出口相连通，所述热空气出口与所述热空气入口相连通；

还包括一个除尘设备，所述除尘设备的入口与所述预热烟气出口相连通；

还包括一个液-气式烟气降温设备和一个烟气脱硫设备，烟气从所述除尘设备流出后，先经过所述液-气式烟气降温设备的壳程冷却，再经所述烟气脱硫设备进行脱硫后排出；

或，烟气先经过所述烟气脱硫设备进行脱硫，再经过所述液-气式烟气降温设备的壳程冷却后排出。

作为上述技术方案的优选，烟气从所述除尘设备流出后，先经过所述液-气式烟气降温设备的壳程冷却，再经所述烟气脱硫设备进行脱硫，然后再经过液-气式烟气升温设备的壳程升温后排出，所述液-气式烟气降温设备和所述液-气式烟气升温设备的管程构成一个回路。

作为上述技术方案的优选，所述烟气脱硫设备和所述液-气式烟气升温设备之间还设置有液-气式烟气降温辅助设备，所述液-气式烟气降温辅助设备采用自然水源走管程对烟气进行冷却，其下方设置有冷却液辅助收集器。

作为上述技术方案的优选，所述液-气式烟气降温设备和所述液-气式烟气升温设备的管程构成的回路上设置有凝结水换热器。

作为上述技术方案的优选，所述液-气式烟气降温设备和所述液-气式烟气升温设备的管程构成的回路上设置有凝结水换热器。

作为上述技术方案的优选，所述烟气从所述除尘设备流出后，先经过所述液-气式烟气降温设备的壳程冷却，再经所述烟气脱硫设备进行脱硫后排出，所述液-气式烟气降温设备的管程构成回路，所述回路流经需要换热的部件或部位。

作为上述技术方案的优选，所述液-气式烟气降温设备的管程构成回路，所述回路上连接有液-气换热设备的管程，所述液-气换热设备的壳程一端与所述冷空气入口相连通，另一端鼓入冷空气。

作为上述技术方案的优选，烟气先经过所述烟气脱硫设备进行脱硫，再经过所述液-气式烟气降温设备的壳程冷却后排出，所述液-气式烟气降温设备的下方设置有阀门，所述阀门下方设置有冷却液收集器。

作为上述技术方案的优选，所述除尘设备为静电除尘器、喷淋除尘器、膜除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器中的一种或几种的组合。

作为上述技术方案的优选，所述除尘设备的出口管路上设置有引风机。

上述液-气式烟气降温设备、液-气式烟气升温设备以及液-气式烟气降温辅助设备，包括设置有密封孔的上管板以及设置在所述上管板下方的支架，所述支架由纵向的立柱和横向的横梁组合而成，所述横梁在竖直方向上间隔的安装在所述立柱上，所述横梁之间还设置有换热管限位装置，用于将多根纵向设置的换热管理顺定位，所述换热管与所述上管板相交处均密封连接在所述密封孔内，并经由所述换热管限位装置在所述支架内形成至少一个回弯。

作为上述技术方案的优选，所述换热管密封连接在所述密封孔内，所述换热管内设置有内衬管，所述内衬管将所述换热管向所述密封孔的内壁方向涨紧，形成密封孔的内壁-换热管壁-内衬管壁的复合夹层结构。

所述换热管采用耐腐蚀的轻质材料制成，优选PTFE材料。

作为上述技术方案的优选，所述密封孔下端的内壁上开设有防腐蚀层卡槽，所述防腐蚀层卡槽呈筒状，用于与防腐蚀层相连接。

作为上述技术方案的优选，所述防腐蚀层包括位于下部的防腐蚀板材以及位于上部的且位置与所述防腐蚀层卡槽相对应的防腐蚀卡接部，所述防腐蚀卡接部的形状为与所述防腐蚀层卡槽向适配的筒状；即，在所述防腐蚀层的安装部位，形成了密封孔的内壁-防腐蚀卡接部-换热管壁-内衬管壁的复合夹层结构。

作为上述技术方案的优选，所述密封孔的内壁与所述换热管相连接的部位间隔的设置有换热管卡槽。

作为上述技术方案的优选，所述换热管卡槽的纵向剖面形状为梯形，且梯形下底、即较长的一条底靠近所述换热管的外壁。

作为上述技术方案的优选，所述内衬管的管壁与所述换热管相接触的部位设置有波纹卡接部。

作为上述技术方案的优选，所述波纹卡接部朝向所述密封孔内壁方向设置有间隔的凸纹，所述凸纹的位置所述换热管卡槽位置相对应，即所述凸纹连带所述换热管壁卡接入所述换热管卡槽内，形成凸纹-换热管壁-换热管卡槽的复合夹层卡接结构。

作为上述技术方案的优选，所述上管板和所述内衬管为不锈钢制成的硬质件，所述换热管为PTFE材料制成的软质管。

作为上述技术方案的优选，所述内衬管的上端部与所述上管板的上端部相平齐，所述内衬管的下端部超出所述防腐蚀层部位设置有延伸段。

作为上述技术方案的优选，所述延伸段为内径向下逐渐减小的锥状体。

锥状体起到引射水流的作用，能够增大水的流速。

作为上述技术方案的优选，所述换热管限位装置的两端通过横梁套筒套接在所述横梁上，两端的两个所述横梁套筒之间设置有由若干个换热管套筒串联所组成的换热管限位部，所述换热管限位部与所述横梁套筒相铰接。

作为上述技术方案的优选，所述横梁套筒的横截面所在平面，与所述换热管套筒的横截面所在平面相垂直。

作为上述技术方案的优选，所述上管板上所述换热管端部的密封处设置有冷却介质流通部，用于汇合注入/流出的冷却介质。

作为上述技术方案的优选，所述换热管在所述支架内形成两个以上的回弯时，所述上管板上设置有弯头容置部，用于放置所述换热管在所述上管板之上形成的回弯，所述弯头容置部设置于两个所述冷却介质流通部之间。

作为上述技术方案的优选，所述支架的一面还设置有清洗装置，所述清洗装置包括一纵向设置的主清洗管路、在所述主清洗管路上侧向延伸出来的支线清洗管路、以及从所述支线清洗管路上分支并延伸入所述支架内部的淋洗管路，所述淋洗管路上开有清洗孔，清洗液从所述清洗孔内喷淋出来对换热管进行清洗。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）该节能的烟气处理系统相较于现有工艺，充分利用烟气本身的热量，大大节约了能耗；

（2）该节能的烟气处理系统适用范围广，针对不同温度的高温烟气、不同自然环境的条件均可相适应；

（3）该节能的烟气处理系统能够有效处理烟气中的粉尘、硫化物和氮氧化物。

附图说明

图1为液-气式换热器立体结构示意图。

图2为液-气式换热器的换热管密封结构的剖面结构示意图。

图3为换热管限位装置与横梁和换热管的连接结构示意图。

图4为实施例1和实施例3中换热管回弯分布示意图。

图5为实施例2中换热管回弯分布示意图。

图6为实施例4所述烟气处理系统的示意图；

图7为实施例5所述烟气处理系统的示意图；

图8为实施例6所述烟气处理系统的示意图；

图9为实施例7所述烟气处理系统的示意图；

图10为实施例8所述烟气处理系统的示意图；

图11为实施例9所述烟气处理系统的示意图；

图12为实施例10所述烟气处理系统的示意图；

图13为实施例11所述烟气处理系统的示意图；

图中：换热管a、锅炉设备01、SCR脱硝反应器01-1、热空气入口01-2、高温烟气出口01-3、预热设备02、高温烟气入口02-1、预热烟气出口02-2、冷空气入口02-3、热空气出口02-4、除尘设备03、液-气式烟气降温设备04、冷却液收集器04-1、烟气脱硫设备05、液-气式烟气升温设备06、液-气式烟气降温辅助设备07、冷却液辅助收集器07-1、凝结水换热器08、液-气换热设备09、上管板1、密封孔11、防腐蚀层卡槽11-1、换热管卡槽11-2、内衬管12、波纹卡接部12-1、延伸段12-2、防腐蚀层13、防腐蚀板材13-1、防腐蚀卡接部13-2、冷却介质流通部14、弯头容置部15、支架2、立柱21、横梁22、换热管限位装置23、横梁套筒231、换热管套筒232、清洗装置3、主清洗管路31、支线清洗管路32、淋洗管路33。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

实施例1：参考图1、图2、图3和图4，一种液-气式换热器，包括设置有密封孔11的不锈钢质上管板1以及设置在所述上管板1下方的支架2，所述支架2由纵向的立柱21和横向的横梁22组合而成，所述横梁22在竖直方向上间隔的安装在所述立柱21上，所述横梁22之间还设置有换热管限位装置23，用于将多根纵向设置的换热管a理顺定位，所述换热管a与所述上管板1相交处均密封连接在所述密封孔11内，并经由所述换热管限位装置23在所述支架2内形成一个回弯。

所述换热管a密封连接在所述密封孔11内，所述换热管a内设置有内衬管12，所述密封孔11的内壁与所述换热管a相连接的部位间隔的设置有换热管卡槽11-2，所述换热管卡槽11-2的纵向剖面形状为梯形，且梯形下底、即较长的一条底靠近所述换热管a的外壁，所述内衬管12的管壁与所述换热管a相接触的部位设置有波纹卡接部12-1，所述波纹卡接部12-1朝向所述密封孔11内壁方向设置有间隔的凸纹，所述凸纹的位置所述换热管卡槽11-2位置相对应，所述内衬管12将所述换热管a向所述密封孔11的内壁方向涨紧，即所述凸纹连带所述换热管a壁卡接入所述换热管卡槽11-2内，形成凸纹-换热管a壁-换热管卡槽11-2的复合夹层卡接结构。

所述密封孔11下端的内壁上开设有防腐蚀层卡槽11-1，所述防腐蚀层卡槽11-1呈筒状，用于与防腐蚀层13相连接，所述防腐蚀层13包括位于下部的防腐蚀板材13-1以及位于上部的且位置与所述防腐蚀层卡槽11-1相对应的防腐蚀卡接部13-2，所述防腐蚀卡接部13-2的形状为与所述防腐蚀层卡槽11-1向适配的筒状；即，在所述防腐蚀层13的安装部位，形成了密封孔11的内壁-防腐蚀卡接部13-2-换热管a壁-内衬管12壁的复合夹层结构。

所述换热管限位装23的两端通过横梁套筒231套接在所述横梁22上，两端的两个所述横梁套231之间设置有由若干个换热管套筒232串联所组成的换热管限位部，所述换热管限位部与所述横梁套筒231相铰接。

所述上管板1上所述换热管a的注入口和流出口的密封处分别设置有冷却介质流通部14，用于汇合注入/流出的冷却介质。

实施例2：参考图1、图2、图3和图5，一种液-气式换热器，与实施例1的不同之处在于：所述换热管a经由所述换热管限位装置23在所述支架2内形成三个回弯，其中两个回弯位于所述支架2下部，另一个回弯位于所述上管板1上的弯头容置部15内，所述弯头容置部15设置于两个所述冷却介质流通部14之间。

所述内衬管12的上端部与所述上管板1的上端部相平齐，所述内衬管12的下端部超出所述防腐蚀层13部位设置有延伸段12-2，所述延伸段12-2为内径向下逐渐减小的锥状体。

实施例3：参考图1、图2、图3和图4，一种液-气式换热器，与实施例1的不同之处在于：所述支架2的一面还设置有清洗装置3，所述清洗装置3包括一纵向设置的主清洗管路31、在所述主清洗管路31上侧向延伸出来的支线清洗管路32、以及从所述支线清洗管路32上分支并延伸入所述支架2内部的淋洗管路33，所述淋洗管路33上开有清洗孔，清洗液从所述清洗孔内喷淋出来对换热管a进行清洗。

实施例4：参考图6，一种节能的烟气处理系统，包括一个与SCR脱硝反应器01-1相结合的锅炉设备01，所述锅炉设备01上设置有热空气入口01-2，所述SCR脱硝反应器01-1上设置有高温烟气出口01-3；

还包括一个预热设备02，所述预热设备02上设置有高温烟气入口02-1、预热烟气出口02-2、冷空气入口02-3和热空气出口02-4，其中，所述高温烟气入口02-1与所述高温烟气出口01-3相连通，所述热空气出口02-4与所述热空气入口01-2相连通；

还包括一个除尘设备03为静电除尘器，所述除尘设备03的入口与所述预热烟气出口02-2相连通；

还包括一个液-气式烟气降温设备04和一个烟气脱硫设备05，烟气从所述除尘设备03流出后，先经过所述液-气式烟气降温设备04的壳程冷却，再经所述烟气脱硫设备05进行脱硫，然后再经过液-气式烟气升温设备06的壳程升温后排出，所述液-气式烟气降温设备04和所述液-气式烟气升温设备06的管程构成一个回路。

实施例5：参考图7，一种节能的烟气处理系统，与实施例,4的不同之处在于：所述液-气式烟气降温设备04和所述液-气式烟气升温设备06的管程构成的回路上设置有凝结水换热器08，所述除尘设备03为膜除尘器。

实施例6：参考图8，一种节能的烟气处理系统，与实施例4的不同之处在于：所述烟气脱硫设备05和所述液-气式烟气升温设备06之间还设置有液-气式烟气降温辅助设备07，所述液-气式烟气降温辅助设备07采用江水走管程对烟气进行冷却，其下方设置有冷却液辅助收集器07-1，所述除尘设备03为布袋除尘器。

实施例7：参考图9，一种节能的烟气处理系统，与实施例6的不同之处在于：所述液-气式烟气降温设备04和所述液-气式烟气升温设备06的管程构成的回路上设置有凝结水换热器08，所述除尘设备03为旋风除尘器与静电除尘器的组合。

实施例8：参考图10，一种节能的烟气处理系统，与实施例4的不同之处在于：所述液-气式烟气降温设备04和所述液-气式烟气升温设备06的管程构成的回路上设置有液-液换热器用于加热回用水，所述除尘设备03为喷淋除尘器。

实施例9：参考图11，一种节能的烟气处理系统，与实施例4的不同之处在于：所述液-气式烟气降温设备04的管程构成回路，所述回路流经城市供暖系统。

实施例10：参考图12，一种节能的烟气处理系统，与实施例9的不同之处在于：所述液-气式烟气降温设备04的管程构成回路，所述回路上连接有液-气换热设备09的管程，所述液-气换热设备09的壳程一端与所述冷空气入口02-3相连通，另一端鼓入冷空气。

实施例11：参考图13，一种节能的烟气处理系统，包括一个与SCR脱硝反应器01-1相结合的锅炉设备01，所述锅炉设备01上设置有热空气入口01-2，所述SCR脱硝反应器01-1上设置有高温烟气出口01-3；

还包括一个预热设备02，所述预热设备02上设置有高温烟气入口02-1、预热烟气出口02-2、冷空气入口02-3和热空气出口02-4，其中，所述高温烟气入口02-1与所述高温烟气出口01-3相连通，所述热空气出口02-4与所述热空气入口01-2相连通；

还包括一个除尘设备03为静电除尘器，所述除尘设备03的入口与所述预热烟气出口02-2相连通；

还包括一个液-气式烟气降温设备04和一个烟气脱硫设备05，烟气从所述除尘设备03流出后，先经过所述烟气脱硫设备05进行脱硫，再经过所述液-气式烟气降温设备04的壳程冷却后排出。