翘片式低温气体热交换冷凝收水装置的制作方法

本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种翘片式低温气体热交换冷凝收水装置。

背景技术：

目前我国钢铁厂、燃煤发电厂、化工等大部分都安装了脱硫除尘装置，以湿法脱硫除尘装置为主，虽然能够达到排放要求，但是排放烟气中存在微细粉尘和气溶胶粒子，烟气含湿量较高，烟羽拖尾，“浓白烟”问题严重，产生二次污染和景观污染，也会影响到周边环境污染。为达到对外排烟气的深度净化和降低含湿量，实现除尘、消雾、消白、减少环境污染目标，同时也是目前脱硫除尘设备迫切需要改进提高的。

中国专利申请号为201810729913.5，申请日：2018年07月05日，公开日：2018年11月23日，专利名称是：一种脱硫烟气烟羽治理系统，该发明涉及一种脱硫烟气烟羽治理系统，包括：在脱硫塔入口烟道上的预冷交换器、在脱硫塔出口烟道上依次设置的冷凝冷却器、预热交换器、主换热增压器；其中，所述预热交换器与预冷交换器形成预换热回路；所述冷凝冷却器设有连通回收水箱的冷凝水收集口；所述回收水箱通过单向阀和水泵连通脱硫塔内的除雾器冲洗管路；所述主换热增压器为管式热风增压器，包括烟气通道和热风管；所述热风管通过管道风机、热风通道连接热风源。本发明通过新的设计，解决了现有技术中存在的浪费水资源、排烟不顺畅和破坏脱硫系统水平衡的问题，具有积极的技术意义。

上述专利文献虽然公开了一种脱硫烟气烟羽治理系统，但是该系统排烟效果不好，对烟气深度净化和降低含湿量不够，还是不利于环保要求，影响周边环境污染。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种烟羽治理、收水除湿、脱硫除尘效率高、不产生二次污染、运行费用低、安装方便的翘片式低温气体热交换冷凝收水装置。

为了实现本发明目的，可以采取以下技术方案：

一种翘片式低温气体热交换冷凝收水装置，包括换热装置、收水装置，所述换热装置包括至少两个换热箱，该换热箱设置在两侧，在两个换热箱之间形成自然空气出口，所述换热箱分为上、下两部分；该换热箱上半部分包括有至少两排方型翘片式换热器，每排换热器包括至少两个翘片式换热器；所述换热器下半部分包括有圆型翘片式换热器；所述换热箱上、下两部分固定连接；

所述换热箱上部设有风机，该换热箱下端连接有烟气引风管，该烟气引风管上连接有碱液储罐和超声波雾化器，该超声波雾化器通过收水管与收水装置连接，该收水装置包括冷凝水收集存储箱，该冷凝水收集存储箱通过清洗管道与换热箱连接。

所述换热箱顶部设置有钢板，该钢板通过法兰与换热箱连接。

所述换热箱上半部分的底端通过法兰与换热箱下半部分连接。

所述圆型翘片式换热器包括外框架，在该外框架内设置有连接件和至少两个换热管，该连接件与外框架连接和换热管连接，该换热管之间通过翘片连接，所述翘片还和外框架连接；所述换热管内包括有清洗螺旋。

所述换热箱的底部设置有喷淋装置。

所述碱液储罐通过碱液预加热管连接在该换热箱底部，该碱液预加热管设置有碱液增压泵，该碱液增压泵与碱液储罐连接。

所述清洗管道上设有清洗水泵，该清洗水泵还和冷凝水收集存储箱连接。

所述烟气引风管连接有加湿器储水罐，该加湿器储水罐通过加湿器预加热管和超声波雾化器连接。

所述加湿器预加热管设有加湿器供水泵，该加湿器供水泵与所述加湿器储水罐连接。

还包括外框架，所述换热箱分别设置在外框架两侧，与外框架连接；在该换热箱上部的外框架上设置有架板，所述风机设置在该架板上；该风机的上端设置有风筒；所述在该换热箱底部的外框架上也设置有架板，该架板底部设置有喷淋装置。

本发明的有益效果是：

1)本发明根据烟气总量设计翘片式低温气体换热箱的大小，将多组模块组合安装在装置两侧，烟囱排放的烟气经过管道输送到收水区，经过翘片式低温气体热交换冷凝收水装置处理后，除尘效率可以达到99％以上，使得烟气得到深度净化，白雾消失；

2)本发明超声波雾化加湿器提高烟气含湿量，促进烟气中粉尘和溶胶粒子凝聚，对烟气进行净化处理；

3)本发明烟羽治理、收水除湿、脱硫除尘效率高、不产生二次污染、运行费用低、安装方便，适于广泛推广。

附图说明

图1为本发明实施例翘片式低温气体热交换冷凝收水装置的结构示意图；

图2为本发明实施例翘片式低温气体热交换冷凝收水装置的换热箱的结构示意图；

图3为本发明实施例翘片式低温气体热交换冷凝收水装置的翘片式换热器的结构示意图

图中：1.外框架11.外框架上部架板12.外框架下部架板13.混合区131.风机132.风筒133.清洗管2.换热箱21.换热箱上半部分211.方型翘片式换热器212.钢板213.法兰214.侧边钢板215.底部钢板216.底部法兰22.换热箱下半部分221.圆型翘片式换热器222.换热箱下半部分侧边钢板223.换热箱下半部分钢板底部法兰224.翘片不锈钢225.清晰螺旋226.翘片式换热器外框架227.连接件228.翘片229.换热管23.自然空气出口24.自然空气进口3.雾化区31.喷淋装置4.收水区41.烟气引风管411.烟气引风管入口42.加湿器预加热管43.加湿器供水泵44.加湿器储水罐45.碱液增压泵46.碱液储罐461.碱液预加热管47.超声波雾化器48.冷凝水收集存储箱481.清洗水泵482.收水管

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对发明作进一步详细的说明。

实施例1

参看图1，图2，该翘片式低温气体热交换冷凝收水装置，包括换热装置、收水装置，所述换热装置包括至少两个换热箱2，所述换热箱2可以成对设置；该换热箱2设置在两侧，在两个换热箱之间形成自然空气出口23，所述换热箱2分为上半部分21和换热箱下半部分22；该换热箱上半部分21包括有至少两排方型翘片式换热器211，每排换热器211包括至少两个翘片式换热器211；所述换热器下半部分22包括有圆型翘片式换热器221；所述换热箱上半部分21和换热箱下半部分22固定连接；

所述换热箱2上部设有风机131，该换热箱2下端连接有烟气引风管41，该烟气引风管41上连接有碱液储罐46和超声波雾化器47，所述超声波雾化器47通过收水管482与收水装置连接，该收水装置包括冷凝水收集存储箱48，该冷凝水收集存储箱48通过清洗管道133与换热箱2连接。

优选地，所述换热箱2的底部设置有喷淋装置31。

进一步优选地，本发明还包括外框架1，所述换热箱2分别设置在外框架1两侧，分别与外框架1连接；在该换热箱2上部的外框架1上设置有上架板11，所述风机131设置在该架板11上；该风机131的上端设置有风筒132；所述在该换热箱2底部的外框架上也设置有下架板12，该架板12底部设置有喷淋装置31。

参看图1，本发明，由风机131、混合区13、换热区、雾化区3、收水区4、自清洗装置组成，所述混合区13包括换热箱2顶部至风机131区域和风机131和风筒132区域；所述换热区包括两个换热箱2区域，该换热箱2两侧有自然空气进口21，在两个换热箱之间形成自然空气出口23；所述雾化区3包括该换热箱2下端区域；所述收水区4包括烟气引风管41形成的区域；所述自清洗装置包括换热箱2内的清洗螺旋225和清洗管道133；

本实施例中，所述烟气烟气引风管41包括烟气引风管入口411，所述烟气通过烟气引风管入口411进入收水区4，并分配到雾化区3，在所述雾化区3进行接触式深度净化除尘，净化后的烟气进入换热区通过换热箱2进行冷凝换热和收水，所述换热箱2采用冷凝膜结构，通过自然通风与烟气进行非接触式换热，换热除湿后的烟气进入混合区13与空气混合，达到与环境空气接近的温度，经过风机131增压排入大气中。

本实施例中，所述收水区4采用升温超声波雾化加湿器47提高烟气含湿量，促进烟气中粉尘和溶胶粒子凝聚。该加湿器47中水温由烟气提供热量，通过在烟气进入本发明的换热箱2换热实现。

所述雾化区3在收水区4的超声波雾化加湿器47提供的雾化粒子基础上投加碱液(naoh)调节烟气ph值到中性，ph值控制在7.0-7.5，ph值采用自动在线监测仪表，分析收水区4水质ph值获得。

所述换热区包括两个换热箱2区域，该换热箱2两侧有自然空气进口21，在两个换热箱之间形成自然空气出口23；所述烟气从下而上运行，自然空气从外向内运行，进行非接触式换热冷凝，烟气通道通过该换热箱2内的清洗螺旋225清洗，该换热箱2内的圆型翘片式换热器221结构在烟气通道内实现水汽的碰撞、附着、吸收和凝聚，并沿该换热箱2通道管壁在重力作用下流入到收水区4。

所述混合区13是自然空气和净化后的烟气混合区域。

本实施例中，所述碱液储罐46通过碱液预加热管461连接在该换热箱2底部，该碱液预加热管461设置有碱液增压泵45，该碱液增压泵45与碱液储罐46连接。

所述清洗管道133上设有清洗水泵481，该清洗水泵481还和冷凝水收集存储箱48连接。

所述烟气引风管41连接有加湿器储水罐44，该加湿器储水罐44通过加湿器预加热管42和超声波雾化器47连接。

所述加湿器预加热管42设有加湿器供水泵43，该加湿器供水泵43与所述加湿器储水罐44连接。

本实施例中，所述烟气引风管41利用管道将收集到的(钢铁、煤电工业、石油化工等行业)排放的湿烟羽、白色雾气(温度约60-100℃)等送入换热箱2内的翘片式换热器进行处理。该烟气引风管41通过法兰和所述换热箱2底部连接，该该烟气引风管41主要起到引风的作用。

本实施例中，所述碱液储罐46及喷淋装置3主要利用本发明内收集的凝结水，经过过滤处理后部分水接到碱液储罐46内，加碱naoh调节控制浓度(naoh/10％-20％)；经碱液增压泵45提升，先进入烟气引风管道41换热，温度和烟气温度接近后，以喷淋的方式，在雾化区和烟气混合。

所述碱液储罐46设置在该烟气引风管41下方，通过碱液增压泵45提升，先将碱液打入该烟气引风管41内进行换热，通过翘片式换热器进行处理，升温后进入物化混合区，通过雾化喷淋管道和喷头均匀喷洒到雾化混合区。

所述碱液储罐46主要作用是提供碱性液体中和烟气中微细粉尘和气溶胶粒子的酸性物质，比如硫，二氧化硫等，解决烟气酸属性问题，起到高度净化目的。使得从烟气中回收的水程中性，排出气体程中性。

所述超声波雾化加湿器47利用烟气引风管道内的烟气余热(约60-100℃之间)，将本发明内凝结出的凝结水约30-50℃再加热5-15℃(节约能源、减少浪费)后，收集至超声波加湿器储水罐44内，经加湿器供水泵43送入超声波雾化加湿器47喷出，达到净化湿烟雨、白色烟雨中的粉尘及消除有害气体的目的，对引风管41烟气进行二次深度处理。

该超声波雾化加湿器47通过烟气引风管41连接，经过过超声波换能器高频振荡作用产生的水雾均匀释放到烟气中，在雾化区和烟气、碱液雾均匀混合，增加烟气含湿量，使得烟气中水分子处于过饱和状态。

该超声波雾化加湿器47作用是在整个雾化区充满游离态致密微细的碱性液滴，所有烟气中的氮氧化物，硫化物，各种烟尘颗粒物，气溶胶，各种结晶盐颗粒物质通过时无可避免的要和液滴接触，首先发生混合作用，进而发生酸碱中和反应，由于烟气含湿量增加，处于过饱和状态，进而在分子力作用下凝聚，吸附，净化烟气杂质。最终形成雾化态烟气在通过冷凝模块时更容易凝结成水珠和水滴，对烟气的水和杂质起凝聚和促进凝聚的作用，有利于烟气水雾消除。即消除白雾。

所述冷凝水收集存储箱48通过收集本发明冷凝出来的水，一部分用于清洗换热箱也就是对引风管41内的烟气进行三次清洗，另一部分可以返回至脱硫塔二次回用及原装置回用。

该冷凝水收集存储箱安装在该烟气引风管41下面，直接坐落在混凝土基础地面上，进水口和引风管道通过法兰连接，成三通形式，上面直接和雾化区3连接。冷凝水在雾化区3汇合后沿应风管到在重力作用下流入到冷凝水收集存储箱48内。

实施例2

参看图2，图3，与上述实施例的不同之处在于，本发明所述换热箱2顶部设置有钢板212，该钢板212通过法兰213与换热箱2连接。

所述换热箱上半部分21的底端通过法兰216与换热箱下半部分22连接。该换热箱上半部分21侧边包括有侧边钢板214。

换热箱下半部分22包括有圆型翘片式换热器221，该圆型翘片式换热器221包括外框架226，在该外框架226内设置有连接件227和至少两个换热管229，还设置有翘片不锈钢管224；该连接件227与外框架226连接和换热管229连接，该换热管229之间通过翘片228连接，所述翘片228还和外框架226连接；所述换热管229内包括有清洗螺旋225。

该换热箱下半部分22侧边包括侧边钢板222，该该换热箱下半部分22底部通过法兰223与烟气引风管41连接。

该换热箱上半部分21包括有至少两排方型翘片式换热器211，每排换热器211包括至少两个翘片式换热器211；所述方型翘片式换热器211排布成一定角度，第一排与第二排方向相反。

所述方型翘片式换热器211窄边焊接通长翘片，宽边间距100-300毫米左右焊接翘片，相邻2根方管翘片连接在一起；所述方型翘片式换热器211入口端和出口端采用不锈钢板激光切割成方管尺寸相同的口，和方管焊接在一起。

该换热箱下半部分22利用薄壁2205不锈钢圆管(纵向分布)插入两端管箱内焊接组成冷凝膜结构。该圆型翘片式换热器221内装有螺旋导流清洗螺旋225。该圆型翘片式换热器221采用2根立翘片和多组水平翘片，增加换热面积，同时起到结构支撑作用。在圆管内凝结的水珠沿管壁下落到雾化区后收集。

所述换热箱2中的烟气内的氮氧化物、硫化物、各种烟尘颗粒物、气溶胶、各种结晶盐颗粒物质等等对金属有腐蚀性。所以，在此工段，下层元件中设置螺旋导流混合结构，首先和过饱和烟气接触，腐蚀危害比较严重，在此工段中采用强耐腐蚀的2205不锈钢材料，上层元件接触的烟气腐蚀危害大大减小

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。