本发明涉及烟气处理技术领域，尤其涉及一种消白烟装置和消白烟方法。
背景技术：
轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙，是将石灰石等原料煅烧生成石灰(主要成分是氧化钙)和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳(主要成分为氢氧化钙)，再加入一定的添加剂，然后通过二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水和干燥制成。由于轻质碳酸钙具有粒形状规则、相对密度较小、比表面积大及粒度分布范围较窄等突出优点，使其在用作填充剂时能够有效增大产品体积，从而节约产品制造成本，因而在化工、医药、食品和汽车轮胎等诸多领域得到了广泛应用。
现有技术中，在轻质碳酸钙的生产过程中，由于碳化过程需要较高的温度，加之轻质碳酸钙在前期处理工艺中加入的水分，使得经碳化塔排出的废气中含有大量水蒸汽。当这些高温水蒸汽排放至外环境并与周围环境中的空气混合时，将冷凝形成白烟拖尾现象，不仅影响视觉，而且，由烟气带出的水分还会在烟囱周边降落，同时，烟气中携带的脱硫浆液和轻质碳酸钙产物也随之降落，严重地污染了环境，并对周围居民的身心健康造成了极大的威胁。
技术实现要素：
本发明的第一个目的在于提供一种消白烟装置，以解决现有轻质碳酸钙生产过程中，因烟囱出口排出大量白烟而导致的环境污染现象严重的技术问题。
本发明提供的消白烟装置，包括冷凝室、一级冷却装置和二级冷却装置，所述冷凝室上开设有进气口和排气口，由所述进气口进入的烟气依次经所述一级冷却装置和所述二级冷却装置冷却后，经所述排气口排出。
所述一级冷却装置包括固设在所述冷凝室内部的内管，所述内管的一端封闭，另一端连接有鼓风机，用于将干燥冷风排入至所述内管中，且所述内管的管壁沿其轴线方向间隔设置有若干内出风孔；所述一级冷却装置还包括用于对所述内管的出风量进行调节的风量调节组件，所述风量调节组件包括感应凸轮、第一连杆、第二连杆、第三连杆、外管、弹性件和支杆，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述外管依次铰接，且所述外管滑动套设在所述内管的封闭端，所述外管的管壁沿其轴线方向间隔设置有若干外出风孔，所述外管位于第一位置时，所述外出风孔与所述内出风孔错位，所述外管关闭所述内管与所述冷凝室的连通；所述外管位于第二位置时，所述外出风孔与所述内出风孔之间形成出风通道，所述内管与所述冷凝室连通；所述第一连杆铰接于所述冷凝室内，所述第三连杆由所述支杆提供转动支点，所述转动支点将所述第三连杆分为第一段和第二段，所述第一段与所述第二连杆铰接，所述第二段与所述外管铰接，所述感应凸轮靠近所述进气口设置，且其轮廓紧密抵接于所述第一连杆与所述第二连杆的铰接点，所述弹性件用于使所述外管由第二位置运动至第一位置，将所述出风通道关闭；所述支杆转动连接于所述冷凝室的内部，并由锁紧装置锁定位置。
由所述进气口进入的烟气撞击所述感应凸轮，驱动第三连杆绕所述转动支点转动，使所述外管由第一位置运动至第二位置。
进一步地，所述二级冷却装置包括位于所述冷凝室内的冷凝管束，所述冷凝管束包括若干冷凝管，各所述冷凝管间隔布置。
进一步地，所述弹性件包括设置在所述内管的封闭端与所述外管之间的弹簧，所述外管在第一位置与第二位置之间运动时，所述弹簧压缩或伸长。
进一步地，还包括用于为所述外管的运动进行导向的导向结构。
所述导向结构包括设置在所述外管与所述内管中一者上的导向柱和设置在另一者上的导向套，所述导向柱与所述导向套套接，所述弹簧套设在所述导向结构上。
进一步地，所述锁紧装置包括用于调节所述转动支点的位置的支点调节组件，所述支杆的外周设置有齿形，所述支点调节组件包括与所述齿形匹配的齿轮和用于驱动所述齿轮转动的电机。
进一步地，所述进气口为锥形进口，沿烟气的流动方向，所述锥形进口的横截面积逐渐减小。
进一步地，还包括排水管和蓄水池，所述排水管设置在所述冷凝室的底部，将所述冷凝室内的凝结水引流至所述蓄水池中。
进一步地，还包括设置在所述进气口处的除雾器。
本发明消白烟装置带来的有益效果是：
该消白烟装置用于对经烟囱排出的烟气进行处理的工作过程为：首先，在外管位于第一位置时，开启鼓风机，此时，外管上的外出风孔与内管上的内出风孔错位，内管与冷凝室不连通，内管中充满干燥冷风；然后，进气口开启，使烟气由进气口进入至冷凝室内。在此过程中，由进气口进入的烟气撞击感应凸轮，使感应凸轮转动，在感应凸轮的驱动作用下，使得第二连杆驱动第三连杆绕支杆上的转动支点转动，从而驱动外管相对内管滑动至第二位置，使外管上的外出风孔与内管上的内出风孔对位，出风通道打开，内管中的干燥冷风经出风通道进入至冷凝室中，对烟气进行一级冷却。当不再向冷凝室中通入烟气时，外管在弹性件的作用下复位至第一位置，将出风通道关闭，以达到节约干燥冷风的目的。在烟气继续向排气口方向流动的过程中，其将经过第二冷却装置，在第二冷却装置的再次冷却作用下，烟气中的水蒸汽进一步凝结成液态水。
该消白烟装置通过设置一级冷却装置和二级冷却装置，对经烟囱排出的烟气进行二级冷却处理，使得烟气中的高温水蒸汽能够充分凝结为液态水，从而降低了烟气中的含水量，进而有效地改善了烟囱出口处的白烟拖尾现象，并缓解了因烟气中水分降落在烟囱周围而导致的环境污染现象，保护了环境及周围居民的身心健康。
此外，该消白烟装置通过设置风量调节组件，以根据烟气的进入量自适应控制用于冷却该部分烟气的干燥冷风量，不仅实现了对烟气的冷却处理，还在一定程度上避免了因风量过小而导致的冷却失效及风量过大而导致的烟气受阻回流的不利情形，保证了风冷的可靠性。而且，这种根据烟气通入量而自适应调节冷风量的设置形式，保证了烟气流动各阶段的降温一致性，从而保证了消白烟处理的均匀性与可靠性。
另外，该消白烟装置中风量调节组件的弹性件的复位功能，使得在不需要对烟气进行冷却处理时，外管能够自动运动至第一位置(出风通道关闭的位置)，切断内管与冷凝室之间的连通，阻止内管中冷风向冷凝室继续流动，在一定程度上避免了能源的浪费，有效地降低了消白烟成本。并且，该消白烟装置结构简单，方案易于实现，对于烟气排放过程中的白烟处理具有重要意义。
本发明的第二个目的在于提供一种消白烟方法，以解决现有轻质碳酸钙生产过程中，因烟囱出口排出大量白烟而导致的环境污染现象严重的技术问题。
本发明提供的消白烟方法，利用上述消白烟装置对经烟囱排出的烟气进行处理，包括如下步骤：
S10：在外管位于第一位置时，开启鼓风机；
S20：使烟气由进气口进入冷凝室中，并撞击感应凸轮，在感应凸轮的驱动作用下，第二连杆带动第三连杆绕转动支点转动，从而使外管相对内管滑动至第二位置，将出风通道打开，对烟气进行一级冷却。
进一步地，步骤S10之前还包括开启第二冷却装置；
烟气经一级冷却装置冷却处理后，在第二冷却装置的作用下进行再次冷却。
本发明消白烟方法带来的有益效果是：
该消白烟方法利用上述消白烟装置对经烟囱排出的烟气进行处理，有效地改善了烟囱出口处的白烟拖尾现象，并缓解了因烟气中水分降落在烟囱周围而导致的环境污染现象，保护了环境及周围居民的身心健康。并且，该消白烟方法成本较低，具有较高的市场经济价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明实施例提供的消白烟装置的内部结构示意图；
图2为本发明实施例提供的消白烟装置中，风量调节组件的调节机构简图；
图3为图1中A处的局部放大图；
图4为图3中外管向上运动将出风通道打开的局部结构示意图。
图标：100-冷凝室；200-风量调节组件；300-鼓风机；400-支点调节组件；500-冷凝管束；600-排水管；700-蓄水池；110-进气口；120-排气口；130-锥形进口；140-内管；141-内出风孔；142-导向柱；210-感应凸轮；220-第一连杆；230-第二连杆；240-第三连杆；250-支杆；260-调节杆；270-外管；280-弹簧；271-外出风孔；272-导向套。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“逆时针”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本实施例提供了一种消白烟装置，包括冷凝室100、一级冷却装置和二级冷却装置，其中，冷凝室100上开设有进气口110和排气口120，由进气口110进入的烟气依次经一级冷却装置和二级冷却装置冷却后，经排气口120排出。
具体的，请继续参照图1，并结合图2-图4，本实施例中，一级冷却装置包括固设在冷凝室100内部的内管140，其中，内管140的一端封闭，另一端连接有鼓风机300，用于将干燥冷风排入至内管140中，且内管140的管壁沿其轴线方向间隔设置有若干内出风孔141。并且，一级冷却装置还包括用于对内管140的出风量进行调节的风量调节组件200，具体的，风量调节组件200包括感应凸轮210、第一连杆220、第二连杆230、第三连杆240、外管270、弹性件和支杆250，其中，第一连杆220、第二连杆230、第三连杆240和外管270依次铰接，且外管270滑动套设在内管140的封闭端，外管270的管壁沿其轴线方向间隔设置有若干外出风孔271，外管270位于第一位置时，外出风孔271与内出风孔141错位，外管270关闭内管140与冷凝室100的连通；外管270位于第二位置时，外出风孔271与内出风孔141之间形成出风通道，内管140与冷凝室100连通。第一连杆220铰接于冷凝室100内，第三连杆240由支杆250提供转动支点，转动支点将第三连杆240分为第一段和第二段，其中，第一段与第二连杆230铰接，第二段与外管270铰接，感应凸轮210靠近进气口110设置，且其轮廓紧密抵接于第一连杆220与第二连杆230的铰接点，弹性件用于使外管270由第二位置运动至第一位置，以将出风通道关闭。支杆250转动连接于冷凝室100的内部，并由锁紧装置锁定位置。
该消白烟装置用于对经烟囱排出的烟气进行处理的工作过程为：首先，在外管270位于第一位置时，开启鼓风机300，此时，外管270上的外出风孔271与内管140上的内出风孔141错位，内管140与冷凝室100不连通，内管140中充满干燥冷风；然后，进气口110开启，使烟气由进气口110进入至冷凝室100内。在此过程中，由进气口110进入的烟气撞击感应凸轮210，使感应凸轮210转动，在感应凸轮210的驱动作用下，使得第二连杆230驱动第三连杆240绕支杆250上的转动支点转动，从而驱动外管270相对内管140滑动至第二位置，使外管270上的外出风孔271与内管140上的内出风孔141对位，出风通道打开，内管140中的干燥冷风经出风通道进入至冷凝室100中，对烟气进行一级冷却。当不再向冷凝室100中通入烟气时，外管270在弹性件的作用下复位至第一位置，将出风通道关闭，以达到节约干燥冷风的目的。在烟气继续向排气口120方向流动的过程中，其将经过第二冷却装置，在第二冷却装置的再次冷却作用下，烟气中的水蒸汽进一步凝结成液态水。
该消白烟装置通过设置一级冷却装置和二级冷却装置，对经烟囱排出的烟气进行二级冷却处理，使得烟气中的高温水蒸汽能够充分凝结为液态水，从而降低了烟气中的含水量，进而有效地改善了烟囱出口处的白烟拖尾现象，并缓解了因烟气中水分降落在烟囱周围而导致的环境污染现象，保护了环境及周围居民的身心健康。
此外，该消白烟装置通过设置风量调节组件200，以根据烟气的进入量自适应控制用于冷却该部分烟气的干燥冷风量，不仅实现了对烟气的冷却处理，还在一定程度上避免了因风量过小而导致的冷却失效及风量过大而导致的烟气受阻回流的不利情形，保证了风冷的可靠性。而且，这种根据烟气通入量而自适应调节冷风量的设置形式，保证了烟气流动各阶段的降温一致性，从而保证了消白烟处理的均匀性与可靠性。
另外，该消白烟装置中风量调节组件200的弹性件的复位功能，使得在不需要对烟气进行冷却处理时，外管270能够自动运动至第一位置(出风通道关闭的位置)，切断内管140与冷凝室100之间的连通，阻止内管140中冷风向冷凝室100继续流动，在一定程度上避免了能源的浪费，有效地降低了消白烟成本。并且，该消白烟装置结构简单，方案易于实现，对于烟气排放过程中的白烟处理具有重要意义。
需要说明的是，本实施例中，弹性件可以采用刚度较小的弹簧280，同时，提高内管140外壁与外管270内壁的制造精度，并设置一定的润滑剂以减小摩擦阻力，使得内管140相对于外管270之间的相对运动接近无阻尼状态，从而使得在烟气撞击感应凸轮210时，外管270能够向上运动将出风通道打开；当烟气不再通入时，外管270能够缓慢向下运动复位，将出风通道关闭。
请继续参照图1，本实施例中，内管140垂直于烟气在冷凝室100中的流动方向布置，鼓风机300固设在冷凝室100的外壁上，与内管140连通。第一连杆220和感应凸轮210均铰接在冷凝室100的内壁上，当感应凸轮210逆时针转动时，由于其抵接作用，使得第一连杆220与第二连杆230之间的夹角增大，驱动第二连杆230向下运动，此时，在支杆250作用下，第三连杆240绕转动支点逆时针转动，驱动与其铰接的外管270向上运动，实现外管270由第一位置向第二位置的切换。
请继续参照图1和图2，本实施例中，风量调节组件200还可以包括调节杆260，具体的，调节杆260的一端与第三连杆240铰接，另一端与外管270固定连接。
本实施例中，第三连杆240可以为弧形杆，且第三连杆240朝支杆250一侧弯曲。
请继续参照图3和图4，本实施例中，内出风孔141和外出风孔271可以分别是在内管140和外管270上布置一周的结构形式，当需要对烟气进行冷却时，外管270沿周向对冷凝室100提供冷风。这样的设置，增加了冷风与烟气的接触时间，保证了冷却的可靠性。
具体的，本实施例中，沿外管270的轴线，内出风孔141和外出风孔271的高度可以相等，并且，各内出风孔141和各外出风孔271分别等间隔布置，且间隔等于各孔的高度。
请继续参照图1，本实施例中，二级冷却装置可以包括位于冷凝室100内的冷凝管束500，具体的，冷凝管束500包括若干冷凝管，各冷凝管间隔布置。
当烟气进一步流动至冷凝管束500位置处时，烟气中的水蒸汽凝结在冷凝管束500上，从而实现对烟气的进一步冷却处理。
请继续参照图3和图4，本实施例中，弹性件包括设置在内管140的封闭端与外管270之间的弹簧280，当外管270在第一位置与第二位置之间运动时，弹簧280压缩或伸长。当外管270向上运动至第二位置将出风通道打开时，弹簧280被压缩；当不再向冷凝室100通入烟气时，弹簧280复位，使外管270向下运动至第一位置，将出风通道关闭。这样的设置，结构简单，且易于实现。并且，弹簧280工作可靠，进一步保证了本实施例消白烟装置的工作可靠性。
请继续参照图3和图4，本实施例中，还可以包括用于为外管270的运动进行导向的导向结构。具体的，导向结构可以包括设置在外管270上的导向套272和设置在内管140上的导向柱142，其中，导向柱142与导向套272套接，弹簧280套设在导向结构上。这样的设置，为外管270的运动起到了一定的引导作用，同时也阻止了弹簧280在内管140与外管270之间的窜动。
需要说明的是，本实施例中，弹性件可以是上述在内管140与外管270之间设置弹簧280的结构形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如：将弹簧280设置在第一连杆220与冷凝室100的内壁之间，其中，弹簧280的两端分别与第一连杆220的杆段及冷凝室100的内壁连接。初始状态下，弹簧280处于正常长度，当感应凸轮210转动驱动第二连杆230向下运动时，弹簧280被拉伸；不再通入烟气后，在弹簧280的弹性回复力作用下，外管270回到第一位置，弹簧280回到正常长度。
还需要说明的是，本实施例中，导向结构可以是上述在外管270上设置导向套272而在内管140上设置导向柱142的结构形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如：在外管270上设置导向柱142而在内管140上设置导向套272，其只要是通过这种结构形式的导向结构，能够实现外管270运动过程中的导向即可。
请继续参照图1，本实施例中，锁紧装置包括用于调节支杆250转动支点的位置的支点调节组件400。具体的，支杆250的外周设置有齿形，支点调节组件400包括与齿形匹配的齿轮和用于驱动齿轮转动的电机(图中未示出)。
该消白烟装置工作前，可启动电机，控制齿轮转动，从而实现支杆250的转动，进而实现对转动支点的位置进行调节，以改变外管270在对烟气处理前的平衡状态，将内管140与外管270之间的出风通道打开，使得在进行冷却前便有少量冷风进入冷凝室100。
支点调节组件400的设置，实现了对转动支点的位置的调节，使得外管270满足多种不同初始状态下的进风需求，从而实现了本实施例消白烟装置在多种使用工况下的工作需求。
请继续参照图1，本实施例中，进气口110可以为锥形进口130，具体的，沿烟气的流动方向，锥形进口130的横截面积逐渐减小。锥形进口130的设置，利用了烟气在进气口110处通流面积的减小，实现了对烟气的加压，使得烟气能够以较高的压力撞击感应凸轮210，从而使感应凸轮210能够快速地感应到烟气的进入，在一定程度上提高了风量调节组件200的灵敏度。
请继续参照图1，本实施例中，该消白烟装置还可以包括排水管600和蓄水池700。具体的，排水管600设置在冷凝室100的底部，将冷凝室100内的凝结水引流至蓄水池700中。
排水管600和蓄水池700的设置，实现了对凝结水的集中收集，在一定程度上避免了因水流直接排放到外环境中而导致的环境污染现象。
本实施例中，该消白烟装置还可以包括除雾器，具体的，除雾器设置在进气口110处。当烟气即将进入冷凝室100中时，利用除雾器即可预先对烟气中的较大液滴进行去除处理，以降低进入冷凝室100中的烟气的水分含量。这样的设置，实现了对烟气的预处理，进一步提高了本实施例消白烟装置的工作可靠性。
本实施例还提供了一种消白烟方法，该消白烟方法利用上述消白烟装置对经烟囱排出的烟气进行处理，包括如下步骤：
S10：在外管270位于第一位置时，开启鼓风机300；
S20：使烟气由进气口110进入冷凝室100中，并撞击感应凸轮210，在感应凸轮210的驱动作用下，第二连杆230带动第三连杆240绕转动支点转动，从而使外管270相对内管140滑动至第二位置，将出风通道打开，对烟气进行一级冷却。
该消白烟方法利用上述消白烟装置对经烟囱排出的烟气进行处理，有效地改善了烟囱出口处的白烟拖尾现象，并缓解了因烟气中水分降落在烟囱周围而导致的环境污染现象，保护了环境及周围居民的身心健康。并且，该消白烟方法成本较低，具有较高的市场经济价值。
本实施例中，上述步骤S10之前还包括开启第二冷却装置。其中，烟气经一级冷却装置冷却处理后，在第二冷却装置的作用下进行再次冷却。
最后应说明的是：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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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实施例技术方案的范围。