一种炭黑干燥炉烟气脱白装置的制作方法

本实用新型属于烟气脱白技术领域，具体涉及一种炭黑干燥炉烟气脱白装置。

背景技术：

年产4万吨/年炭黑干燥炉配套的尾气炉设备，燃料一般为炭黑尾气或焦炉煤气，单台炉燃烧后废气量约35000-450000Nm³/h/线，湿基烟气中含水40-50％，干基烟气主要成分为CO2、N2、O2，自干燥机出口温度约160-180℃，经过布袋式袋滤器进行除尘收集炭黑后，经过烟囱进行排空。

然而，经过排气袋滤器排放的烟气中含有水蒸汽约40％-50％，一方面造成水资源浪费，另一方面形成白色视觉污染，尤其在冬季形成强烈视觉污染。

技术实现要素：

为了解决现有技术中烟气排放造成白色视觉污染及水资源浪费等问题，本实用新型的目的在于提供一种炭黑干燥炉烟气脱白装置；通过该烟气脱白装置能够明显消除烟气的白色视觉污染，尤其在冬季效果更佳显著；同时利用该装置收集的冷凝水进行回收利用，大约可以回收利用水资源为35m³/h，大幅度降低了生产成本，节约了水资源。

本实用新型的目的通过以下技术方案得以实现：

本实用新型提供一种炭黑干燥炉烟气脱白装置，该炭黑干燥炉烟气脱白装置包括：换热器、脱白塔和冷却塔；

所述脱白塔包括塔体和烟囱，所述烟囱位于所述塔体上方并与所述塔体相抵接；

所述塔体内部由下向上依次布设有持液罐、至少一个循环液分布器、至少一个填料层、冷却水分布器和除雾器；

位于所述持液罐处的所述塔体的下侧壁设置有烟气入口和冷凝水出口；位于所述除雾器上方的所述塔体的上侧壁设置有烟气出口；

所述换热器与所述烟气入口相连通；所述烟气出口与所述换热器相连通；所述换热器与所述烟囱相连通；所述换热器与外部的炭黑干燥炉相连通；

所述冷凝水出口与所述冷却塔的入口相连通；所述冷却塔的出口与所述冷却水分布器相连通。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述除雾器为平板折流板式除雾器；所述烟囱

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述脱白塔的塔体内包括2个循环液分布器和2个填料层；所述循环液分布器和所述填料层依次交替由下而上布设于所述塔体内部。所述循环液分布器能够使冷却水分布器喷洒的水与填料层进行交换后的冷凝水均匀分布。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述填料层为拉西环和/或鲍尔环组成的陶瓷填料层。填料层有助于增大烟气与冷却水的接触面积，从而增加冷却水的降温效果。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述脱白塔中还设置有液位变送器、烟气温度变送器和压差变送器；分别用于监测所述脱白塔内部的液位、温度和压差。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述冷凝水出口处设置有第一喷淋泵；所述冷凝水出口、所述第一喷淋泵和所述冷却塔的入口依次相连通。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述冷凝水出口处设置有与所述第一喷淋泵并列的第二喷淋泵；所述第二喷淋泵与后续工段装置相连通，用于将冷凝水作为其他车间的水源回收利用。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述炭黑干燥炉烟气脱白装置还包括增风机；外部的炭黑干燥炉、所述增风机和所述换热器依次相连通。所述增风机能够克服脱白塔给烟气系统带来的阻力(脱白塔中填料、除雾器等构件具有一定的阻力)。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述换热器为GGH换热器(其采用双面镀工业搪瓷)。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述冷却塔为闭式冷却塔，包括冷却塔本体和设置于所述冷却塔本体内部的储水池、换热盘管、第三喷淋泵和喷淋器；

所述换热盘管设置于所述储水池的内部，所述喷淋器设置于所述储水池的内部并位于所述换热盘管上端；所述第三喷淋泵与所述喷淋器相连通，所述第三喷淋泵用于将所述储水池中的水泵入到所述喷淋器中用于喷洒所述换热盘管，实现所述储水池中水的循环；

所述冷凝水出口、所述换热盘管和所述冷却水分布器依次相连通。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述冷却塔还包括至少一个风扇，所述风扇设置于所述储水池的顶部且位于所述喷淋器的上端，用于加速气体流速，带走热量，将向上横掠过换热盘管且带有大量热量的空气排出机体。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述风扇数量为2个。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白装置中，优选地，所述冷却塔还包括补水装置，所述补水装置与所述储水池内部相连通。冷却塔中蒸发掉的部分喷淋水通过补水装置的补水阀自动补充，每天补水约25-30m³。

本实用新型的炭黑干燥炉烟气脱白装置可以用于进行脱白工艺，包括以下步骤：

来自炭黑干燥炉的烟气进入换热器中初步换热降温，然后通过烟气入口进入脱白塔中；

进入脱白塔中的烟气自下向上流动，冷却水从冷却水分布器向下喷洒进入填料层段，冷却水与烟气接触，使烟气进一步降温冷凝，烟气中的冷凝水析出后流入到脱白塔下端的持液罐中；

冷凝后的烟气继续向上流动，经过除雾器后，由烟气出口流出进入换热器换热升温后进入烟囱中，经由烟囱排入大气中；

持液罐收集的冷凝水通过冷却塔进一步降温后回到冷却水分布器进行循环回收利用。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白工艺中，优选地，持液罐收集的冷凝水进入冷却塔中的换热盘管内，与冷却塔中的喷淋器喷洒的水和风扇产生的对流空气实现换热降温后回到冷却水分布器中进行循环回收利用。

上述的炭黑干燥炉烟气脱白工艺中，优选地，炭黑干燥炉出来的烟气温度为160-180℃，含水率为40％-42.23％；经过换热器换热降温至120℃-125℃；烟气进入脱白塔后与冷却水分布器水进行冷凝交换后的烟气温度降至55℃-60℃，含水率降至16％-18.7％；烟气再次经过换热器换热升温至100℃-105℃后由烟囱排出；

脱白塔中冷却水分布器喷洒的冷却水的温度为38℃-40℃；经过与烟气冷凝交换后的冷却水的温度为50℃-55℃；冷却水经过冷却塔再次降温至38℃-40℃并循环至冷却水分布器中。

本实用新型的冷却塔是一种闭式冷却塔，该冷却塔既能降低冷却水的温度，又能保持水质纯净的冷却设备，同时还具有以下特点：适应能力强、结构简单、体积小、占地面积小、冷却效率高、连接管路简单、工程量小、安装维修清洗方便、省水省电(喷淋水泵低扬程大流量，电机功率小)、运行费用低、可冷却高温水、油类、液气化类等介质、安全防火等特点。

本实用新型的炭黑干燥炉烟气脱白装置能够明显消除烟气的白色视觉污染，尤其在冬季效果更佳显著；同时利用该装置收集的冷凝水进行回收利用，大约可以回收利用水资源为35m³/h，大幅度降低了生产成本，节约了水资源。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型实施例中的炭黑干燥炉烟气脱白装置结构示意图；

附图符号说明：

1炭黑干燥炉，2增风机，3GGH换热器，4脱白塔，41持液罐，42循环液分布器，43填料层，44冷却水分布器，45除雾器，46烟囱，51第一喷淋泵，52第二喷淋泵，6闭式冷却塔，61储水池，62换热盘管，63第三喷淋泵，64喷淋器，65风扇，7补水装置，8后续工段装置。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本实用新型的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本实用新型的可实施范围的限定。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“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。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“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。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/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。

本实施提供一种炭黑干燥炉烟气脱白装置，如图1所示，该炭黑干燥炉烟气脱白装置包括：GGH换热器3(采用双面镀工业搪瓷)、脱白塔4和闭式冷却塔6；

脱白塔4包括塔体和烟囱46，烟囱46位于塔体上方并与塔体相抵接；塔体内部由下向上依次布设有持液罐41、2个循环液分布器42和2个填料层43(循环液分布器42和填料层43依次交替由下而上布设于塔体内部，优选填料层43为拉西环和/或鲍尔环组成的陶瓷填料层)、冷却水分布器44和除雾器45(平板折流板式除雾器)；位于持液罐41处的塔体的下侧壁设置有烟气入口和冷凝水出口；位于除雾器45上方的塔体的上侧壁设置有烟气出口；GGH换热器3与烟气入口相连通；烟气出口与GGH换热器3相连通；GGH换热器3与烟囱46相连通；GGH换热器3与外部的炭黑干燥炉1相连通；冷凝水出口与闭式冷却塔6的入口相连通；闭式冷却塔6的出口与冷却水分布器44相连通。

通过冷却水分布器44喷洒的冷却水与烟气在填料层43中直接接触，将饱和烟气进行降温冷凝，能够进一步降低烟气中的含水率，同时析出的冷凝水可以送至后续工段装置8利用；亦可通过闭式冷却塔6的进一步冷却送至冷却水分布器44中实现回收循环利用。

在一优选的实施方式中，冷凝水出口处设置有第一喷淋泵51；冷凝水出口、第一喷淋泵51和闭式冷却塔6的入口依次相连通；冷凝水出口处还设置有与第一喷淋泵51并列的第二喷淋泵52；第二喷淋泵52与后续工段装置8相连通，用于将冷凝水作为其他车间的水源回收利用(例如：可以送至炼焦一车间(约12-15t/h)、炼焦二车间(约30t/h)的烟气脱硫塔补水用)。

在一优选的实施方式中，该炭黑干燥炉烟气脱白装置还包括增风机2；外部的炭黑干燥炉1、增风机2和GGH换热器3依次相连通。

在一优选的实施方式中，脱白塔4中还设置有液位变送器、烟气温度变送器和压差变送器；分别用于监测所述脱白塔内部的液位、温度和压差。

在一优选的实施方式中，闭式冷却塔6包括冷却塔本体和设置于冷却塔本体内部的储水池61、换热盘管62、第三喷淋泵63和喷淋器64；换热盘管62设置于储水池61的内部，喷淋器64设置于储水池61的内部并位于换热盘管62上端；第三喷淋泵63与喷淋器64相连通，第三喷淋泵63用于将储水池61中的水泵入到喷淋器64喷洒到换热盘管62上，实现储水池61中水的循环；冷凝水出口、换热盘管62和冷却水分布器44依次相连通。

该闭式冷却塔6既能降低冷却水的温度，又能保持水质纯净的冷却设备，同时还具有以下特点：适应能力强、结构简单、体积小、占地面积小、冷却效率高、连接管路简单、工程量小、安装维修清洗方便、省水省电(喷淋水泵低扬程大流量，电机功率小)、运行费用低、可冷却高温水、油类、液气化类等介质、安全防火等特点。

在一优选的实施方式中，闭式冷却塔6还包括至少一个风扇65(优选为2个)，风扇65设置于储水池61的顶部且位于喷淋器64的上端，用于加速气体流速，带走热量，将向上横掠过换热盘管62且带有大量热量的空气排出机体。

在一优选的实施方式中，冷却塔6还包括补水装置7，补水装置7与储水池61内部相连通。闭式冷却塔6中蒸发掉的部分喷淋水通过补水装置7的补水阀自动补充。

本实施的炭黑干燥炉烟气脱白装置进行烟气脱白工艺包括以下步骤：

将来自1-6#炭黑干燥炉的烟气收集，汇总后的烟气量大约20-22万Nm³/h，烟气温度为170℃、含水率为42.23％，将该烟气进入GGH换热器3中初步换热降温至125℃，然后通过烟气入口进入脱白塔4中；

进入脱白塔4中的烟气自下向上流动，冷却水(约40℃)从冷却水分布器44向下喷洒进入填料层43段，冷却水与烟气接触，使烟气进一步降温冷凝，烟气温度降至60℃，含水率降至18.7％，烟气中的冷凝水(冷凝水的量约为34.5m³/h、温度为55℃)析出后流入到脱白塔4下端的持液罐41中；

冷凝后的烟气继续向上流动，经过除雾器45后，由烟气出口流出进入GGH换热器3换热升温至105℃后进入烟囱46中，经由烟囱46排入大气中；

持液罐41收集的冷凝水通过闭式冷却塔6进一步降温至40℃后回到冷却水分布器44进行循环回收利用。

在一优选的实施方式中，持液罐41收集的冷凝水(约55℃)进入闭式冷却塔6中的换热盘管61内，与闭式冷却塔6中的喷淋器64喷洒的水和风扇65产生的对流空气实现换热降温至40℃后回到冷却水分布器44中进行循环回收利用。

本实用新型的烟气脱白装置能够明显消除烟气的白色视觉污染，尤其在冬季效果更佳显著；同时利用该装置收集的冷凝水进行回收利用，大约可以回收利用水资源为35m³/h(如表1所示)，大幅度降低了生产成本，节约了水资源。

表1：

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。