一种烟气消白系统及方法与流程

本发明涉及烟气处理技术领域，更具体地，涉及一种烟气消白系统及方法。

背景技术：

烟气是气体和烟尘的混合物，烟气的成分很复杂，气体中包括水蒸汽、二氧化硫、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物以及氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。而白色烟气是由富含水分的烟气形成的，是污染居民区大气的主要原因，不仅对环境造成影响，还会损害人们的健康。钢铁或发电厂等行业在运作过程中会持续产生大量烟气，这种富含水分的烟气排放到大气中会与空气接触，烟气被冷却，烟气中的水分会凝结，产生白色烟雾的现象。这种白色烟气若不进行处理，不仅会带走大量的水分，还会对环境造成侵蚀污染。因此，为了实现环保，在此类烟气排放前需对其进行脱水消白处理。消白处理是先对烟气降温除湿，再进行加热升温排放。这样，烟气的温度与湿度得到了改变，在排放的时候就可以避免其带走大量水分或与空气接触时造成白烟现象。白烟污染得到了缓解，自然环境得到了保护。而在现有技术中，已经能实现了对白色烟气的降温、升温、除湿、加湿，甚至过滤，可以很好地处理白色烟气，避免其直接排放到大气之中污染环境。

虽然现有技术已经能很好地实现烟气的消白，解决了白烟在污染方面的问题，但在对此类烟气消白的过程中，依然存在不少的缺陷。例如，在对白烟进行降温及加热的过程中，现有技术需要两个能源，一个用于降温、一个用于加热，除此之外，还需要设置一套冷冻设备给烟气降温，再另外一套加热设备给烟气升温，实现整个烟气消白的工艺流程需要分别设置独立的能源及处理设备才能完成。尽管这样可以到达烟气消白的目的，但白烟的处理装置也因此在设置上变得极为复杂，并且需要同时提供两个能量来源，也令整个烟气消白的工艺流程变得耗能巨大。现有技术的烟气消白无论是在方法以及装置的设置上，都使成本变得非常高昂。因此，目前亟需一种能简化烟气消白的工艺流程及大幅度减少烟气消白所需能耗的装置及方法。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种烟气消白系统及方法，使烟气消白的工艺流程得到简化，并且大幅度减少烟气消白所需的能耗。

本发明采取的技术方案是：

一种烟气消白系统，包括：壳体、风机、蒸发器、挡水板、冷凝器、压缩机、节流元件，所述风机、蒸发器、挡水板、冷凝器、压缩机、节流元件设置在壳体内，壳体上设有进烟气口与排烟气口，其中进烟气口、风机、蒸发器、挡水板、冷凝器、排烟气口依次连接形成烟气通道；压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器依次连接形成第一换热循环。

本方案采用的是一套冷热同源的系统，使用进烟气口、风机、蒸发器、挡水板、冷凝器、排烟气口依次连接形成烟气通道；之后将压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器依次连接形成第一换热循环。烟气通道与第一换热循环同时工作，相互作用，以实现烟气消白的整个流程。具体流程：风机把高温烟气从进烟气口抽入系统，烟气进入系统首先到达蒸发器，蒸发器对烟气进行降温，吸取烟气热量，降温的烟气流经挡水板，在风力带动下，烟气内的凝结的水分被挡水板拦截，烟气继续在烟气通道前进，进入冷凝器。此时，蒸发器对烟气降温时所吸取的热量经第一换热循环运输到冷凝器，冷凝器释放运输的热量对烟气进行加热，最后加热后的烟气从排烟气口排出。因为冷热能量是在同一个系统内进行转移的，因此在本方案中，仅需要一个能源便能独立完成烟气消白的所有步骤，本方案的系统不仅简化了烟气消白的整个工艺流程，使所需设备的数量减少，减轻了运营成本，还有节能减耗的优点，与现有技术相比有显著的节能性。

进一步地，所述系统还包括吸热器、放热器，所述进烟气口、风机、吸热器、蒸发器、挡水板、放热器、冷凝器、排烟气口依次连接形成烟气通道；吸热器与放热器连接形成第二换热循环。

具体地，给系统加入吸热器、放热器，烟气通道为：进烟气口-风机-吸热器-蒸发器-挡水板-放热器-冷凝器-排烟气口，吸热器与放热器连接形成第二换热循环。当烟气从进烟气口进入烟气通道，在蒸发器对烟气进行降温前，先流经吸热器，吸热器吸取烟气热量，对烟气进行初步降温；当烟气通过挡水板，冷凝器对烟气加热前，烟气先到达放热器。此时，吸热器对烟气进行初步降温时所吸取的热量通过第二换热循环运输到放热器，放热器释放运输的热量对烟气进行初步加热。吸热器与放热器在系统中完成了初步降温与初步加热，减少了蒸发器与冷凝器的负荷，使原有的系统能源输出需求降低，而吸热器与放热器所形成的第二换热循环实现了冷热能量在同一循环内的相互转移，使整个系统的能耗进一步降低。

进一步地，所述系统还包括预冷器、冷却塔，所述进烟气口、风机、吸热器、预冷器、蒸发器、挡水板、放热器、冷凝器、排烟气口依次连接形成烟气通道；所述冷却塔与预冷器连接形成第三换热循环。

具体地，当烟气进入蒸发器进行降温与除湿前，先流经预冷器，预冷器对其进行降温除湿，冷却塔与预冷器连接形成第三换热循环，本方案的第三换热循环是水冷降温，对能耗所需要求很小，对烟气的降温效果却很显著，因此采用水冷降温的方式能进一步节能。

进一步地，所述系统还包括调温器，所述调温器设置在冷凝器之后；调温器与冷却塔连接形成第四换热循环。

具体地，冷却塔还与调温器连接，当烟气排出系统前流经调温器，调温器对其进行温度调节。冷却塔与调温器连接形成第四换热循环，第四换热循环采用的也是水冷降温，同理，第四换热循环对能耗所需要求很小，对烟气的温度调节效果却很显著，因此能再进一步节能。

进一步地，所述第三换热循环和/或所述第四换热循环的换热介质为水或盐水。

进一步地，所述蒸发器和/或冷凝器和/或预冷器和/或调温器为翅管式换热器。

具体的，上述系统还附带一个接水盘，吸热器、预冷器、蒸发器、挡水板、冷凝器、放热器和调温器等部件设置在壳体内部的上方，接水盘设置在吸热器、预冷器、蒸发器、挡水板、冷凝器、放热器和调温器的下方，接水盘会将吸热器、预冷器、蒸发器、挡水板、冷凝器、放热器和调温器工作时所产生的多余的水分排到相应的地方，避免对其他装置产生影响，干涉到系统的运作。

一种烟气消白的方法，用于如上述的烟气消白系统，包括以下步骤：

将烟气引流进入蒸发器，蒸发器吸取第一热量以对烟气进行降温；

将降温后的烟气引流进入挡水板；

将通过挡水板的烟气引流进入冷凝器，冷凝器释放第一热量以对烟气进行升温，升温后的烟气排出系统。

具体地，蒸发器对烟气进行降温，吸取第一热量，并且采用了热管原理，通过氟利昂把第一热量带到冷凝器，在冷凝器对烟气进行加热时释放，以此实现热量的转移及利用，达到节能减耗的目的。

进一步地，在将烟气引流进入蒸发器的步骤之前，还包括以下步骤：

将烟气引流进入吸热器，吸热器吸取第二热量以对烟气进行初步降温；

在将烟气引流进入挡水板的步骤之后，将烟气引流进入冷凝器的步骤之前，还包括以下步骤：

将烟气引流进入放热器，放热器释放第二热量以对烟气进行初步升温。

具体地，吸热器对烟气进行降温，吸取第二热量，并且也采用了热管原理，通过氟利昂把第二热量带到放热器，在放热器对烟气进行加热时释放，以此实现热量的转移及利用，进一步达到节能减耗的目的。

进一步地，在烟气离开蒸发器，在将烟气引流进入吸热器的步骤之后、将烟气引流进入蒸发器的步骤之前，还包括以下步骤：

将烟气引流进入预冷器以对烟气进行降温。

具体地，预冷器内部流动有来自冷却塔提供的低温冷却水，利用冷却水减少降温能耗。

进一步地，在将烟气引流进入冷凝器的步骤之后、将烟气排出系统的步骤之前，还包括以下步骤：

将烟气引流进入调温器以对烟气进行温度调节。

具体地，同理调温器利用冷却水减少降温能耗。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)采用冷热同源的装置进行烟气消白，简化烟气消白的工艺流程，减轻设备及运作成本。

(2)蒸发器与冷凝器、吸热器与放热器实现了在降温加热的过程中，冷热能量仅在同一系统内转移，实现了节能减耗。

(3)预冷器和调温器利用水冷耗能低却有显著调温效果的特性，使整个系统进一步节能减耗。

附图说明

图1为本发明的系统示意图；

图2为本发明的第一换热循环示意图；

图3为本发明的第二换热循环示意图；

图中：1-进烟气口、2-风机、3-预冷器、4-蒸发器、5-挡水板、6-冷凝器、7-调温器、8-排烟气口、9-接水盘、10-冷却塔、11-压缩机、12-壳体、14-节流元件、15-吸热器、16-放热器。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

本实施例提供一种烟气消白系统，图1为本发明的系统示意图，如图所示，系统包括：壳体12、风机2、蒸发器4、挡水板5、冷凝器6、压缩机11、节流元件14，所述风机2、蒸发器4、挡水板5、冷凝器6、压缩机11、节流元件14设置在壳体12内，壳体12上设有进烟气口1与排烟气口8，其中进烟气口1、风机2、蒸发器4、挡水板5、冷凝器6、排烟气口8依次连接形成烟气通道；图2为本发明的第一换热循环示意图，如图所示，压缩机11、冷凝器6、节流元件14和蒸发器4依次连接形成第一换热循环。

本实施例采用的是一套冷热同源的系统，使用进烟气口1、风机2、蒸发器4、挡水板5、冷凝器6、排烟气口8依次连接形成烟气通道；之后将压缩机11、冷凝器6、节流元件14和蒸发器4依次连接形成第一换热循环。烟气通道与第一换热循环同时工作，相互作用，以实现烟气消白的整个流程。具体流程：风机2把高温烟气从进烟气口1抽入系统，烟气进入系统首先到达蒸发器4，蒸发器4对烟气进行降温，吸取烟气热量，降温的烟气流经挡水板5，在风力带动下，烟气内的凝结的水分被挡水板5拦截，烟气继续在烟气通道前进，进入冷凝器6。此时，蒸发器4对烟气降温时所吸取的热量经第一换热循环运输到冷凝器6，冷凝器6释放运输的热量对烟气进行加热，最后加热后的烟气从排烟气口8排出。因为冷热能量是在同一个系统内进行转移的，因此在本实施例中，仅需要一个能源便能独立完成烟气消白的所有步骤，本实施例的系统不仅简化了烟气消白的整个工艺流程，使所需设备的数量减少，减轻了运营成本，还有节能减耗的优点，与现有技术相比有显著的节能性。

进一步地，所述系统还包括吸热器15、放热器16，所述进烟气口1、风机2、吸热器15、蒸发器4、挡水板5、放热器16、冷凝器6、排烟气口8依次连接形成烟气通道；图3为本发明的第二换热循环示意图，如图所示，吸热器15与放热器16连接形成第二换热循环。

具体地，给系统加入吸热器15、放热器16，烟气通道为：进烟气口1-风机2-吸热器15-蒸发器4-挡水板5-放热器16-冷凝器6-排烟气口8，吸热器15与放热器16连接形成第二换热循环。当烟气从进烟气口1进入烟气通道，在蒸发器4对烟气进行降温前，先流经吸热器15，吸热器15吸取烟气热量，对烟气进行初步降温；当烟气通过挡水板5，冷凝器6对烟气加热前，烟气先到达放热器16。此时，吸热器15对烟气进行初步降温时所吸取的热量通过第二换热循环运输到放热器16，放热器16释放运输的热量对烟气进行初步加热。吸热器15与放热器16在系统中完成了初步降温与初步加热，减少了蒸发器4与冷凝器6的负荷，使原有的系统能源输出需求降低，而吸热器15与放热器16所形成的第二换热循环实现了冷热能量在同一循环内的相互转移，使整个系统的能耗进一步降低。

进一步地，所述系统还包括预冷器3、冷却塔10，所述进烟气口1、风机2、吸热器15、预冷器3、蒸发器4、挡水板5、放热器16、冷凝器6、排烟气口8依次连接形成烟气通道；所述冷却塔10与预冷器3连接形成第三换热循环。

具体地，当烟气进入蒸发器4进行降温与除湿前，先流经预冷器3，预冷器3对其进行降温除湿，冷却塔10与预冷器3连接形成第三换热循环，本实施例的第三换热循环是水冷降温，对能耗所需要求很小，对烟气的降温效果却很显著，因此采用水冷降温的方式能进一步节能。

进一步地，所述系统还包括调温器7，所述调温器7设置在冷凝器6之后；调温器7与冷却塔10连接形成第四换热循环。

具体地，冷却塔10还与调温器7连接，当烟气排出系统前流经调温器7，调温器7对其进行温度调节。冷却塔10与调温器7连接形成第四换热循环，第四换热循环采用的也是水冷降温，同理，第四换热循环对能耗所需要求很小，对烟气的温度调节效果却很显著，因此能再进一步节能。

进一步地，蒸发器和/或冷凝器和/或预冷器和/或调温器为翅管式换热器。

进一步地，所述蒸发器4、冷凝器6、预冷器3和调温器7都为翅管式换热器。

具体的，上述系统还附带一个接水盘9，吸热器15、预冷器3、蒸发器4、挡水板5、冷凝器6、放热器16和调温器7等部件设置在壳体12内部的上方，接水盘9设置在吸热器15、预冷器3、蒸发器4、挡水板5、冷凝器6、放热器16和调温器7的下方，接水盘9会将吸热器15、预冷器3、蒸发器4、挡水板5、冷凝器6、放热器16和调温器7工作时所产生的多余的水分排到相应的地方，避免对其他装置产生影响，干涉到系统的运作。

一种烟气消白的方法，用于如上述的烟气消白系统，包括以下步骤：

将烟气引流进入蒸发器4，蒸发器4吸取第一热量以对烟气进行降温；

将降温后的烟气引流进入挡水板5；

将通过挡水板5的烟气引流进入冷凝器6，冷凝器6释放第一热量以对烟气进行升温，升温后的烟气排出系统。

具体地，蒸发器4对烟气进行降温，吸取第一热量，并且采用了热管原理，通过氟利昂把第一热量带到冷凝器6，在冷凝器6对烟气进行加热时释放，以此实现热量的转移及利用，达到节能减耗的目的。

进一步地，在将烟气引流进入蒸发器4的步骤之前，还包括以下步骤：

将烟气引流进入吸热器15，吸热器15吸取第二热量以对烟气进行初步降温；

在将烟气引流进入挡水板5的步骤之后，将烟气引流进入冷凝器6的步骤之前，还包括以下步骤：

将烟气引流进入放热器16，放热器16释放第二热量以对烟气进行初步升温。

具体地，吸热器15对烟气进行降温，吸取第二热量，并且也采用了热管原理，通过氟利昂把第二热量带到放热器16，在放热器16对烟气进行加热时释放，以此实现热量的转移及利用，进一步达到节能减耗的目的。

进一步地，在将烟气引流进入吸热器15的步骤之后、将烟气引流进入蒸发器4的步骤之前，还包括以下步骤：

将烟气引流进入预冷器3以对烟气进行降温。

具体地，预冷器3内部流动有来自冷却塔10提供的低温冷却水，利用冷却水减少降温能耗。

进一步地，在将烟气引流进入冷凝器6的步骤之后、将烟气排出系统的步骤之前，还包括以下步骤：

将烟气引流进入调温器7以对烟气进行温度调节。

具体地，同理调温器7利用冷却水减少降温能耗。

本实施例的一种烟气消白系统的工作原理及工作过程简述如下：

本实施例的一种烟气消白系统首先使用风机2将富含水份的高温烟气导入系统内，首先到达吸热器15，吸热器15内部为氟利昂制冷剂，吸取高温烟气热量，并且采用了热管原理，通过氟利昂把热量带到放热器16端，经初步降温后的烟气通过预冷器3，预冷器3内部流动有来自冷却塔10提供的低温冷却水，烟气与预冷器3接触时被除湿并同时降温，预冷器3利用水冷耗能少，降温效果显著的特点，实现了节能减耗。烟气接着经过蒸发器4，蒸发器4内部流动有低温的氟利昂制冷剂，烟气被蒸发器4进一步降温除湿，然后通过挡水板5，在通过挡水板5时，因风力带动的水滴被挡水板5拦截下，使烟气可不带凝结水分的经过放热器16，放热器16把从吸热器15转移过来的热量释放到烟气中，对烟气进行了初次加热升温，接着烟气通过冷凝器6，冷凝器6内部流动的是高温的氟利昂制冷剂，从而对烟气进行深度加热升温，随后高温干燥的烟气经过调温器7，调温器7内部流动的是来自冷却塔10的低温水，可通过控制系统对温度传感器收集到的烟气温度值与设定的温度需求值比对，从而调节供应调温器7的冷却水量，实现对高温干燥烟气的降温幅度调节，经历以上流程后，达到设定温度的干燥烟气通过排烟气口8进入烟囱排出大气环境。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。