一种烟气末端除尘脱白系统的制作方法

本发明涉及大气污染控制领域，更具体地说，涉及一种烟气末端除尘脱白系统，适用于工业窑炉特别是转炉炼钢末端一次烟气等工业烟气污染物的治理。

背景技术：

近些年，随着我国经济实力的逐步增加和环保标准渐趋严格，对主要污染物的排放标准实行近零排放要求。根据国家标准《炼钢工业大气污染物排放标准gb28664-2012》，现有炼钢企业中转炉一次烟气颗粒物排放浓度要求在100mg/m³以下，新建企业和特别排放限值企业要求转炉一次烟气颗粒物排放浓度在50mg/m³以下。目前大型钢铁企业中炼钢一次烟气排放含尘浓度约在50～30mg/m³区间。而随着环保标准的越加严格，一次烟气排放含尘浓度将会要求进一步降低，直至达到近零排放。

目前转炉烟气除尘主要有两种，一种是湿式除尘系统(以og法为主)，通过喷淋水和环缝文丘里管使烟气降温并除尘，该种方法使烟气充分润湿导致烟气带有饱和水；另一种是干法除尘(以lt法为主)，通过电极形成的强大电晕场使气体电离，粉尘、雾滴粒子等获得电子而荷电，在电场力、水雾碰撞、吸附凝并的共同作用下粒子被捕集到集尘板上，达到除灰的目的。og法可除去烟气中95％以上含尘量，使烟气含尘量降至30mg/m³以下；lt法能脱除99％的烟气尘量，使烟尘量降低到10mg/m³以下，且节约大量水资源。但目前应用最为广泛的仍是og法除尘系统，本申请主要针对og除尘系统后部烟气。虽然目前og法效果显著，但烟气中仍残余较多粒径在10μm以下的微尘，烟气温度约为80℃左右。目前面对越来越严格的环保要求，对烟气含尘的要求将会越来越高，30mg/m³的含尘浓度仍较高，尚有较大的提升空间。但目前的og法难以实现烟尘的进一步高效脱除，且消耗大量的水资源和电力资源，投资成本过高，不利于大规模推广应用，还将导致烟气含饱和水(>300g/kg干烟气)，排出烟囱后造成白烟(烟气冷凝、水汽析出导致)，白烟虽对环境无害但却影响市容市貌。

现有技术中关于烟气除尘系统及除尘方法的技术方案已有相关专利公开，例如专利公开号：cn105107365a，公开日：2015年12月02日，发明创造名称为：烟气复合相变除尘脱硫工艺及装置，该申请案公开了一种脱硫塔内部的烟气复合相变除尘脱硫装置，烟气在烟道入口中受涡旋相变器旋流作用斜向下旋流进入脱硫塔，涡旋相变器是由四角切向布置的多组雾化喷嘴组成，其可使烟气充分润湿并使含尘液滴碰撞长大，进入脱硫塔的烟气经布置在上方的脱硫喷淋层除去大部分的含尘颗粒和so2，剩下的湿烟气和少量烟尘通过上方的高效除雾器，进一步脱除水分和微尘并排出到大气中。该申请案的除尘脱硫装置通过喷水雾和强化碰撞的方式使烟气含水过饱和而除去烟尘，并通过脱硫喷淋层除去so2，除尘脱硫效率高，且装置简单投资小。但通过喷雾使含水饱和度增加，耗水量较大，需不断补充干净水，并消耗大量电能，且除尘方式比较粗犷，难以实现精细化除尘，适用于前段除尘，不适用于末端除尘。

再如专利公开号：cn206730770u，公开日：2017年12月12日，发明创造名称为：一种湿法烟气脱硫相变凝并除尘除雾装置，该申请案公开了一种湿法烟气脱硫相变凝并除尘除雾装置，烟气从吸收塔中部进入，入口烟道上端设置喷淋层，喷淋层上端依次设置管栅式冷却器和除雾器，并在管栅式冷却器和除雾器上端依次设置冷却器冲洗喷嘴和除雾器冲洗喷嘴，吸收塔下端是沉淀池。该申请案中的除尘除雾装置可有效提高湿法脱硫装置的综合除尘效果，显著降低吸收塔出口烟气中烟尘浓度。但以上除尘除雾装置也存在较大的不足，其中管栅式换热器换热介质采用循环水，需消耗水资源，且换热效率低、体积大，吸收塔重量大；管栅式换热器、除雾器依次布置并分布冲洗喷嘴，设备布置比较复杂、检修困难，且难以实现精细化除尘。

综上所述，如何对工业烟气进一步除尘达到近零排放并实现消除白烟的目的，是现有技术中亟需解决的技术难题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明提供了一种烟气末端除尘脱白系统，本发明的目的在于低成本、低能耗条件下对工业烟气进一步除尘达到近零排放并消除白烟。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的烟气末端除尘脱白系统，包括：

除尘箱体，该除尘箱体内部的底部设有开口向上的沉淀池；

烟气入口烟道，该烟气入口烟道自除尘箱体外部引入除尘箱体内部并穿过沉淀池到达沉淀池上方；

位于除尘箱体内部的一级除尘脱水区和二级除尘脱水区，所述二级除尘脱水区位于所述一级除尘脱水区的上方，所述一级除尘脱水区位于沉淀池上方；所述一级除尘脱水区和所述二级除尘脱水区均包括相互间隔分布的若干层热管换热层和滤网除尘层；

以及烟气出口烟道，该烟气出口烟道连通于除尘箱体顶端。

作为本发明更进一步的改进，所述一级除尘脱水区上方和所述二级除尘脱水区上方分别对应安装有喷淋单元。

作为本发明更进一步的改进，所述沉淀池顶端的开口处覆盖有孔板，该孔板上开设有若干个通水孔。

作为本发明更进一步的改进，每层热管换热层包括若干个相互平行排列的热管，且热管的蒸发段位于除尘箱体内部，热管的冷凝段位于除尘箱体外部。

作为本发明更进一步的改进，所述滤网除尘层包括支撑框架，该支撑框架上铺有滤网。

作为本发明更进一步的改进，所述除尘箱体的内侧壁上固定有若干个置物板，所述支撑框架被支撑在置物板上。

作为本发明更进一步的改进，所述烟气入口烟道位于沉淀池上方的开口端竖直向上设置，所述开口端的上方设置有风帽，该风帽的顶面为向上凸起的圆弧面，且该风帽顶面竖直向下的投影覆盖住所述开口端。

作为本发明更进一步的改进，所述风帽顶面以下的部分为顶点朝下的圆锥体，该圆锥体的外表面上间隔设有若干条通风凹槽，所述通风凹槽位于所述圆锥体的母线上。

作为本发明更进一步的改进，所述沉淀池的底部设有开口，该开口上安装有密封塞。

作为本发明更进一步的改进，所述除尘箱体靠近沉淀池上方的侧壁上设有烟气入口观察孔，所述除尘箱体靠近烟气出口烟道的侧壁上设有烟气出口观察孔。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明中，布置多级除尘脱水区，将烟气分级冷却达到除尘、脱水目的，且可控制排烟温度；热管换热层和滤网除尘层间隔布置，有利于调节除尘箱体内温度，使烟气中水汽不断以微尘为凝结核心凝结并碰撞长大，除尘、脱水效率高。

(2)本发明的除尘脱白系统，可一次性投资，运行过程中通过自然风冷实现烟气降温，不消耗其他动力、几乎不消耗冷却水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例中烟气末端除尘脱白系统的结构示意图；

图2为图1中沿a-a向的剖视结构示意图；

图3为实施例中滤网除尘单元的结构示意图；

图4为实施例中烟气末端除尘脱白方法的流程图。

示意图中的标号说明：1、烟气入口烟道；2、一级除尘脱水区；3、二级除尘脱水区；4、烟气出口烟道；5、喷淋单元；6、沉淀池；7、密封塞；8、孔板；9、烟气入口观察孔；10、烟气出口观察孔；11、热管；12、滤网除尘层；1201、支撑框架；1202、滤网；13、除尘箱体；1301、置物板；14、风帽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

参考图1-3，本实施例的烟气末端除尘脱白系统，包括：

除尘箱体13，该除尘箱体13内部的底部设有开口向上的沉淀池6；

烟气入口烟道1，该烟气入口烟道1自除尘箱体13外部引入除尘箱体13内部并穿过沉淀池6到达沉淀池6上方；

位于除尘箱体13内部的一级除尘脱水区2和二级除尘脱水区3，二级除尘脱水区3位于一级除尘脱水区2的上方，一级除尘脱水区2位于沉淀池6上方；一级除尘脱水区2和二级除尘脱水区3均包括相互间隔分布的若干层热管换热层和滤网除尘层12；(即一层热管换热层、一层滤网除尘层12、一层热管换热层…..这样间隔分布组成一级除尘脱水区2或二级除尘脱水区3)

以及烟气出口烟道4，该烟气出口烟道4连通于除尘箱体13顶端。

本实施例中，经过湿法除尘后的烟气经烟气入口烟道1进入除尘箱体13内，由于烟气入口烟道1自除尘箱体13外部引入除尘箱体13内部并穿过沉淀池6到达沉淀池6上方，烟气在位于沉淀池6内的烟气入口烟道1内流通时，沉淀池6内的存水会与烟气进行换热，使得从烟气入口烟道1内流出的烟气得到一定的预降温，然后烟气依次通过一级除尘脱水区2和二级除尘脱水区3处理，其中，烟气在每层热管换热层附近以烟尘为凝结核心凝结出小液滴，部分水汽在热管表面凝结、长大，在重力作用下落入下方的滤网除尘层12碰撞、长大并最终落入沉淀池6中，部分小液滴被烟气携带进入上方的滤网除尘层12，并逐渐碰撞、长大，最后落入下方的沉淀池6，经过一级除尘脱水区2和二级除尘脱水区3精除尘及脱水后的烟气从烟气出口烟道4被排入大气，其中排出的烟气温度大约50℃，含尘量和含水量显著降低，且消除了白烟。需要说明的是，本实施例中除尘箱体13内部不限于一级除尘脱水区2和二级除尘脱水区3，还可依次在二级除尘脱水区3上方设置三级除尘脱水区、四级除尘脱水区......具体设置多少级除尘脱水区由实际安装使用确定。

现有的烟气除尘技术可使烟尘量降低到30mg/m³以下，但难以在低成本、低能耗的前提下实现烟气的进一步除尘，即实现近零排放，且现有技术中除尘烟气中含有大量水分，易导致白烟排放。本实施例的目的在于低成本、低能耗条件下对工业烟气进一步除尘达到近零排放并消除白烟，具体本实施例中，布置多级除尘脱水区，将烟气分级冷却达到除尘、脱水目的，且可控制排烟温度；热管换热层和滤网除尘层12间隔布置，有利于调节除尘箱体13内温度，使烟气中水汽不断以微尘为凝结核心凝结并碰撞长大，除尘、脱水效率高；本实施例的除尘脱白系统，可一次性投资，运行过程中通过自然风冷实现烟气降温，不消耗其他动力、几乎不消耗冷却水。

实施例2

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例1基本相同，更进一步的：一级除尘脱水区2上方和二级除尘脱水区3上方分别对应安装有喷淋单元5(具体本实施例中，喷淋单元5包括一水平设置的通水管，该通水管上安装有若干喷嘴)。

本实施例中，一级除尘脱水区2上方和二级除尘脱水区3上方分别对应安装有喷淋单元5，当除尘脱白系统运行一段时间后，每层热管换热层表面和每层滤网除尘层12表面存在少量粘结物，可打开一级除尘脱水区2上方的喷淋单元5和二级除尘脱水区3上方的喷淋单元5进行冲洗，确保系统运行的可靠性。

实施例3

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例2基本相同，更进一步的：沉淀池6顶端的开口处覆盖有孔板8，该孔板8上开设有若干个通水孔。

本实施例中，沉淀池6顶端的开口处覆盖有孔板8，该孔板8上开设有若干个通水孔，从沉淀池6上方落下的水分可顺着通水孔进入沉淀池6内存储，其他粘结的灰尘、颗粒被挡在孔板8上，可定期进行清理。

实施例4

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例3基本相同，更进一步的：每层热管换热层包括若干个相互平行排列的热管11，且热管11的蒸发段位于除尘箱体13内部，热管11的冷凝段位于除尘箱体13外部。

本实施例中，每层热管换热层包括若干个相互平行排列的热管11，且热管11的蒸发段位于除尘箱体13内部，热管11的冷凝段位于除尘箱体13外部，烟气在经过除尘箱体13内部的热管11蒸发段时，热量被快速吸收，然后通过热管11内的工质将烟气被吸收热量向除尘箱体13外部及时散出。

实施例5

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例4基本相同，更进一步的：滤网除尘层12包括支撑框架1201，该支撑框架1201上铺有滤网1202(具体本实施例中，支撑框架1201为固定在除尘箱体13内侧壁上的矩形框架，该支撑框架1201上铺有滤网1202，滤网1202的边沿处通过螺钉固定在支撑框架1201的边沿上。)

本实施例中，滤网除尘层12包括支撑框架1201，该支撑框架1201上铺有滤网1202，通过滤网1202对烟气中的水分、灰尘进行阻挡、吸附，可有效的实现烟气除尘脱白。

实施例6

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例5基本相同，更进一步的：除尘箱体13的内侧壁上固定有若干个置物板1301，支撑框架1201被支撑在置物板1301上(具体本实施例中，同一水平高度上，除尘箱体13内侧壁的四个面上分别设有一个置物板1301，四个置物板1301上方放置一支撑框架1201)。

本实施例中，除尘箱体13的内侧壁上固定有若干个置物板1301，支撑框架1201被支撑在置物板1301上，大大方便了支撑框架1201的安装、拆卸。

实施例7

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例6基本相同，更进一步的：烟气入口烟道1位于沉淀池6上方的开口端竖直向上设置，开口端的上方设置有风帽14，该风帽14的顶面为向上凸起的圆弧面，且该风帽14顶面竖直向下的投影覆盖住开口端(具体本实施例中，参考图1，风帽14的边沿部分通过连接杆连接在开口端上)。

本实施例中，烟气入口烟道1位于沉淀池6上方的开口端竖直向上设置，开口端的上方设置有风帽14，该风帽14的顶面为向上凸起的圆弧面，且该风帽14顶面竖直向下的投影覆盖住开口端，当沉淀池6上方有水分及灰尘、颗粒落下时，其会首先落在风帽14的顶面上，然后顺着风帽14顶面滑落至孔板8上，有效避免了水分及灰尘、颗粒落至烟气入口烟道1内。

实施例8

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例7基本相同，更进一步的：风帽14顶面以下的部分为顶点朝下的圆锥体，该圆锥体的外表面上间隔设有若干条通风凹槽，通风凹槽位于圆锥体的母线上。

本实施例中，风帽14顶面以下的部分为顶点朝下的圆锥体，该圆锥体的外表面上间隔设有若干条通风凹槽，通风凹槽位于圆锥体的母线上，从烟气入口烟道1位于沉淀池6上方的开口端排出的烟气顺着风帽14上的若干条通风凹槽向四周导流分散，使得烟气能够充分在一级除尘脱水区2和二级除尘脱水区3中进行扩散，显著提高了烟气的除尘脱白效果。

实施例9

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例8基本相同，更进一步的：沉淀池6的底部设有开口，该开口上安装有密封塞7(具体本实施例中，密封塞7为压把式胶塞)。

本实施例中，沉淀池6的底部设有开口，该开口上安装有密封塞7，当沉淀池6内的水积累到一定程度时，可打开沉淀池6底部的密封塞7排出多余积水。

实施例10

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例9基本相同，更进一步的：除尘箱体13靠近沉淀池6上方的侧壁上设有烟气入口观察孔9，除尘箱体13靠近烟气出口烟道4的侧壁上设有烟气出口观察孔10。

本实施例中，除尘箱体13靠近沉淀池6上方的侧壁上设有烟气入口观察孔9，除尘箱体13靠近烟气出口烟道4的侧壁上设有烟气出口观察孔10，通过烟气入口观察孔9和烟气出口观察孔10可对烟气在除尘箱体13内的除尘脱白效果进行对比观察及对除尘箱体13进行定期检查维护。

实施例11

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例10基本相同，更进一步的：热管11的蒸发段为光管，有利于烟气中的水汽在光管表面凝结、长大及掉落，热管11的冷凝段为翅片管，强化了与外界环境的换热；一级除尘脱水区2的最下层为热管换热层，烟气首先被降温，有利于提高后续除尘效果；烟气入口烟道1位于沉淀池6内部的部分包括盘管段(即呈螺旋状的管道系统)，通过盘管段可将烟气中的热量高效传递至沉淀池6内的存水中，提高了烟气后续的除尘脱白效果；热管11的蒸发段表面涂覆不粘防腐涂层(即聚四氟乙烯涂层)，不粘防腐涂层的超低表面能使得在热管11表面析出的水汽成珠状并在重力作用下迅速下落，避免形成膜状凝结恶化传热，且不会在热管11表面形成水垢或粘结物，滤网1202采用聚四氟乙烯材质，使得小液滴在滤网1202表面易团聚成液滴并在重力作用下迅速下落，不会在滤网1202表面形成水膜增大烟气阻力，且不会在滤网1202表面形成水垢或粘结物造成堵塞，以上设置有利于水汽及灰尘、颗粒的脱除，提高了除尘脱白效果；一级除尘脱水区2和二级除尘脱水区3中，相邻两层的热管换热层上的热管11相互垂直，以上热管11的正交设置，提高了整个一级除尘脱水区2和二级除尘脱水区3的换热均匀性及效率，从而提高了除尘脱白效果。

实施例12

本实施例的烟气末端除尘脱白系统，其结构与实施例11基本相同，更进一步的：本实施例中，热管11为负压热管，热管11内的工质可为水、醋酸、甲醇、丙酮等且控制热管11内工质的相变温度(即沸点)介于45～70℃之间，控制滤网1202的目数在30～60目之间；其中：一级除尘脱水区2中热管11内的工质相变温度大于二级除尘脱水区3中热管11内的工质相变温度；一级除尘脱水区2中滤网1202的孔径大于二级除尘脱水区3中滤网1202的孔径；具体本实施例中，一级除尘脱水区2中热管11内的工质为甲醇，控制其相变温度60℃，二级除尘脱水区3中热管11内的工质为丙酮，控制相变温度45℃；一级除尘脱水区2中滤网1202的目数为35目，二级除尘脱水区3中滤网1202的目数为50目。

本实施例中，设计一级除尘脱水区2、二级除尘脱水区3内的滤网1202孔径以及热管11内的工质相变温度不同，具体为二级除尘脱水区3内滤网1202目数大于一级除尘脱水区2内滤网1202目数，一级除尘脱水区2中热管11内的工质相变温度大于二级除尘脱水区3中热管11内的工质相变温度，从而增大了同级除尘脱水区内热管11内工质与烟气的温差，增加了换热量，降低了烟气温度，进而烟气含水量和含尘量降低的更明显，同时配合不同级除尘脱水区内滤网1202的不同孔径，使得后一级除尘脱水区内烟气含水量降低且析出水粒径较小，更细密的滤网1202有助于水滴发生碰撞、融合长大并被脱除，最终提高了除尘脱白效果。

实施例13

参考图4，本实施例的基于实施例12的烟气末端除尘脱白系统的烟气末端除尘脱白方法，包括以下步骤：

步骤a：准备烟气末端除尘脱白系统，设置一级除尘脱水区2中热管11内的工质为甲醇，控制其相变温度60℃；设置二级除尘脱水区3中热管11内的工质为丙酮，控制相变温度45℃；设置一级除尘脱水区2中滤网1202的目数为35目，设置二级除尘脱水区3中滤网1202的目数为50目；

步骤b：将烟气通入烟气入口烟道1内，烟气在位于沉淀池6内的烟气入口烟道1内流通时，烟气因与沉淀池6内的存水换热而降温；

步骤c：烟气从烟气入口烟道1位于沉淀池6上方的开口端排出，排出的烟气顺着风帽14上的若干条通风凹槽向四周导流分散；

步骤d：烟气依次通过一级除尘脱水区2和二级除尘脱水区3除尘、脱水处理后，由烟气出口烟道4排出。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。