一种循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置的制作方法

本发明涉及提水方法及装置，尤其涉及一种循环降温及声波团聚提水降烟羽的方法及装置，具体地说是一种用于火电、冶金、钢铁、化工、建材等相关领域的排烟降温提水降烟羽、节能方法及装置。

背景技术：

绿色发展是当今社会、经济的发展主题，绿色发展的要求即是环保与节能。目前，火电厂的烟气排放已受到人们的普遍关注，因此有效的节约能源以及降低污染物排放是我国能源领域可持续发展所面临的严峻挑战。

目前锅炉机组大多采用湿法脱硫技术，由于进入脱硫塔的烟气温度较高（一般在100℃以上），经脱硫塔喷淋层喷淋和除雾器冲洗后，一方面烟气中携带大量水汽，另一方面脱硫塔需要大量补水，造成大量的水耗和电耗。

脱硫塔出口烟气温度一般在50℃左右，由于烟囱出口环境温度较低，烟气中的水分冷凝成大量水雾，不仅带来“视觉污染”，更是造成水资源的严重浪费。

目前工业上常用的间接换热降温节水设备主要有列管式换热器，由于脱硫净烟气中氯离子浓度较高，pH值较低，材质的选择多为耐腐蚀的氟橡胶换热管。但氟橡胶换热管存在换热效率低、整套设施占地面积大、一次性投资高、能耗高及施工周期长等问题，因此急需寻求一种安全稳定、简洁高效的新型降温提水降烟羽、节能的技术路线。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种循环降温及声波团聚提水降烟羽的方法及装置，解决传统换热提水器效率低等技术问题。

本发明的技术方案如下：

一种循环降温及声波团聚提水降烟羽的方法，将处于流场中的高温烟气先通过换热手段进行换热，换热后产生的热能用于循环利用，换热后烟气析出大量雾滴，然后通过声波团聚的方式将雾滴团聚，再将团聚后的雾滴收集并固液气分离，提水回用。

进一步地，所述的循环降温及声波团聚提水降烟羽的方法，声波团聚采用高频、低频或可调频声波中的一种或几种的组合进行团聚。

进一步地，所述的循环降温及声波团聚提水降烟羽的方法，雾滴收集采用离心的方式进行。

一种循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置，包括烟气流通腔体，烟气流通腔体中从腔体入口到腔体出口依次设置有循环降温装置、声波发生装置和除雾提水装置。

进一步地，所述的循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置，循环降温装置为通过液态工质吸热汽化和放热液化进行循环换热的装置，具体包括内部真空的密闭管壳，管壳内部具有竖直方向的毛细孔结构，内部填充液态工质；密闭管壳下部沿竖直方向伸入烟气流通腔体内部，密闭管壳上部设置于烟气流通腔体外部，通过烟气流通腔体中的高温烟气流加热使得液态工质汽化进入密闭管壳上部，密闭管壳上部的外部通过低温气流换热，使得汽化后的液态工质放热液化，沿毛细孔结构流入密闭管壳下部进行再次换热循环。

进一步地，所述的循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置，声波发生装置为低频声波发生器、高频声波发生器或可调频声波发生器中的任意一种或一种以上的组合。

进一步地，所述的循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置，除雾提水装置为能够对流场中携带液滴的气流进行气液分离的装置。

进一步地，所述的循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置，通过液态工质吸热汽化和放热液化进行循环换热的装置包括密闭管壳、换热腔和送风机，其中密闭管壳设置于换热腔内部，换热腔入口敞口，换热腔出口通过管道与送风机连通。

进一步地，所述的循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置，换热腔入口处还可以设置有空气过滤器。

以上任一项所述的循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置在高温烟气脱硫、除尘或提水除烟羽中的应用。

本发明提供的循环降温及声波团聚提水方法应用于除雾提水系统及深度除尘领域，该技术具有适应性强，可靠性高，一次性投资低，运行及维护费用低，施工周期短，几乎不占面积，不产生二次污染等诸多优点，不会对用户设施产生任何的副作用，对用户运行维护不会增加任何的负担，应用前景广阔。

本发明提供的循环降温及声波团聚提水降烟羽的方法及装置，通过循环降温装置迅速降低高温烟气的温度，使得其中的水汽液化析出，部分具有挥发性的盐等以晶体形式析出，同时再利用特定频率和一定强度的声波对析出的雾滴进行团聚，雾滴经团聚后可以携带高温烟气中的颗粒物（包括析出的盐晶体），促进雾滴、颗粒物之间的相互团聚并形成较大的液固包裹物，团聚形成的液固包裹物最后通过除雾提水装置收集并分离再利用，实现了高温烟气除尘提水过程中的高度协同增效作用，极大地增强了提水除尘效果，同时很好的降低了烟羽的排放。

本发明能够充分利用烟气余热，达到热能与提水的再循环利用，该技术若运用到湿法脱硫中能够节约脱硫系统用水。

本发明增强了系统的换热能力，余热回收率高，提高了锅炉热效率。

本发明通过循环降温、声波团聚及除雾提水三重联合作用，有效实现固液气分离，可高效提水，同时能够深度协同处理超细颗粒物污染，实现超低排放，降低烟羽。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置示意图；

图2为本发明实施例1提供的循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置中循环降温装置循环降温原理示意图；

图3为本发明实施例1提供的循环降温装置示意图；

图4为本发明实施例2提供的循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置示意图；

以上图1-图4中，1为烟气流通腔体，21为通过液态工质吸热汽化和放热液化进行循环换热的装置，211为密闭管壳，212为换热腔，213为送风机，3为声波发生装置，4为除雾提水装置，5为空气过滤器，6为湿法脱硫塔，7为烟囱。

具体实施方式：

实施例1

本实施例提供了一种循环降温及声波团聚提水降烟羽的方法，具体为将处于流场中的高温烟气先通过换热手段进行换热，换热后产生的热能用于循环利用，换热后烟气析出大量雾滴，然后通过声波团聚的方式将雾滴团聚，再将团聚后的雾滴收集并固液气分离，提水回用。其中声波团聚采用高频、低频或可调频声波中的一种或几种的组合进行团聚；雾滴收集可以采用离心的方式进行。以上高温烟气可以为火电、冶金、钢铁、化工、建材等领域的生产设备中产生的待除尘、脱硫、提水除烟羽的高温烟气。以下通过上述方法的具体应用进行说明：

如图1所示，提供了一种循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置，包括烟气流通腔体1，烟气流通腔体1中从腔体入口到腔体出口依次设置有循环降温装置2、声波发生装置3和除雾提水装置4，其中循环降温装置2为通过液态工质吸热汽化和放热液化进行循环换热的装置。该装置的具体循环降温原理图如图2所示，包括内部真空的密闭管壳，管壳内部具有竖直方向的毛细孔结构，内部填充液态工质，密闭管壳下部深入待换热区域作为受热侧，密闭管壳上部伸出作为放热侧，受热侧受热后，液态工质汽化后进入密闭管壳上部，密闭管壳上部的外面通过冷流体进行换热，使得汽化后的液态工质放热液化，沿毛细孔结构流回密闭管壳下部，继续受热汽化后进行换热循环。

如图3所示，为以上通过液态工质吸热汽化和放热液化进行循环换热的装置示意图，包括内部真空的密闭管壳211、换热腔212和送风机213；其中密闭管壳211内部设置有竖直方向的毛细孔结构，内部填充液态工质；密闭管壳211下部沿竖直方向伸入烟气流通腔体1内部，密闭管壳211上部设置于烟气流通腔体1外部，通过烟气流通腔体1中的高温烟气流加热使得液态工质汽化进入密闭管壳211上部，密闭管壳211上部的外部通过低温气流换热，使得汽化后的液态工质放热液化，沿毛细孔结构流入密闭管壳211下部进行再次换热循环。密闭管壳211设置在换热腔212的内部，换热腔212入口敞口，换热腔212出口通过管道与送风机213连通。在运行过程中，通过送风机213进行冷风换热，将密闭管壳211上部汽化后的液态工质热量换出，液化工质放热后继续进行换热循环，换热后的冷风温度升高进行循环利用，从而实现了循环降温过程。

实施例2

本实施例采用了实施例1中所述的通过液态工质吸热汽化和放热液化进行循环换热的装置，具体如图4所示，循环降温及声波团聚提水降烟羽的装置的烟气流通腔体入口与湿法脱硫塔6相连接，腔体出口与烟囱7连接；其中通过液态工质吸热汽化和放热液化进行循环换热的装置21的换热腔212入口处还设置有空气过滤器5，可以对冷空气进行过滤，保持空气的清洁，声波发生装置3设置4组，其中3组高频声波发生器，1组低频声波发生器，通过不同声波的协同作用提高除尘提水效果。来自湿法脱硫塔6的高温烟气经过通过液态工质吸热汽化和放热液化进行循环换热的装置21时，换热使得高温烟气温度降低，其中的水雾析出，同时部分具有挥发性的盐等以晶体形式析出，在声波发生装置3的声波作用下迅速团聚，水雾液滴携带烟尘和盐粒聚合变大，同时析出大量水，最后经除雾提水装置4分离，清洁烟气经烟囱7排出或进入下一级处理。通过液态工质吸热汽化和放热液化进行循环换热的装置21换热后产生的热风通过送风机213送入锅炉中再次利用，提高热能利用效率，节约锅炉能源。

本发明除雾提水装置4为能够对流场中携带液滴的气流进行气液分离的装置，可以选择符合分离要求的常用除雾器、气液分离器以及基于流场转换的分离装置等。