烟气引射混风消白系统及消白烟方法与流程

本发明涉及一种烟气引射混风消白系统及消白烟方法。

背景技术：

目前电厂锅炉、工业窑炉等排放的烟气，经过脱硫脱硝后仍存在大量白烟，经过湿法脱硫后烟气中的水汽基本处于饱和态，含湿量大，排放过程中，烟气在与大气混合扩散过程中温度降低，烟气中的水结露析出，在烟囱周边形成白雾，俗称“烟羽”。排出的烟气含湿量大，腐蚀烟囱，无法有效扩散，促进雾霾的形成，对市民生活及视觉造成污染。

现有技术路线中，一般先在脱硫出口增加烟气冷却装置降低烟气露点，然后在烟气出口设加烟气热装置提高烟气干球温度，或采用mggh循环换热系统冷却再热或直接采用蒸汽加热系统实来现烟气升温消白。目前的工艺都需要采用庞大的换热设备，运行过程消耗大量热能，同时工业烟气一般都具有强腐蚀性，对设备材质要求较高，烟气经过脱硫，脱硝除尘基本没有剩余压力，需要增加增压风机，以上工艺具有整体投资价格较高、能耗大、占地多、运行能耗大的缺陷。因此，寻求一种新型消白工艺以期解决上述缺陷的用于工业烟气脱白是目前亟须解决的技术问题。

申请号为201810262315.1的中国专利文献中公开了一种火力发电厂烟气升压降温回收消白烟系统和方法，该专利中采用喷射法使得冷风与脱硫烟气进行混合，采用冷风烟气直接一次混风很难凝结水，因此需要在进气口处设置除雾器，同时还需要配合冷凝管进行冷却冷凝才能满足要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是为了解决工业烟气消白的问题，克服现有技术中的脱白系统能耗过高、占地多、投资大、运行费用高的缺陷，而提供了一种新型的烟气引射混风消白系统及消白烟方法，在一次混风后进行二次混冷风，降低烟气温度增大过饱和度；或喷淋少量冷却雾滴，有效增大烟气凝结需要的成核晶种，有效地增强了烟气凝结成核的效果，最终提高烟气消白效果。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供了一种烟气引射混风消白系统，包括一壳体，所述壳体上设置有烟气进口和烟气出口，所述壳体内沿气流方向依次设置有引射器、除水积液装置和除雾除尘装置；所述除雾除尘装置与所述烟气出口连通；

所述引射器包括喷嘴和沿气流方向依次设置的接受室、混合室和扩散室；所述喷嘴为一次引射主体风的进口，所述喷嘴设置在所述接受室内；所述接受室与所述烟气进口连通；所述扩散室的出口与所述除水积液装置连通；所述扩散室还设置有喷淋装置或若干引风口；所述引风口为二次冷却风的进口；

所述引射器的底部设置有排水装置。

所述引风口的数量可以根据实际情况设置，较佳地，所述引风口的数量为1～2个。

较佳地，所述除水积液装置包括支架、折流板、积液挡板和导流管，所述折流板设置在所述支架上，所述积液挡板位于所述折流板出口的下部，所述导流管与所述积液挡板的流出口连通。

较佳地，所述除雾除尘装置为管式除雾器或波纹板除雾器，除雾除尘装置在除水的同时对粉尘具有捕捉功能，降低了出口烟气的粉尘含量。

较佳地，在所述除雾除尘装置和所述烟气出口之间还设置有热风引风口，所述热风引风口为热风的进口，用于引入热风进行混合，提高烟气干球温度，提高脱白效果。

较佳地，在所述喷嘴和/或所述引风口前设有烟风挡板门，所述烟风挡板门可以根据外界环境进行手动调节。

所述一次引射主体风的风机采用变频调节，可以根据出口烟气露点进行自动调节。

本发明还提供了一种利用所述烟气引射混风消白系统消白烟的方法，包括：

(1)烟气经所述烟气进口进入所述接受室，一次引射主体风经所述喷嘴进入所述接受室，所述烟气和所述一次引射主体风在所述混合室内混合；

(2)经步骤(1)混合后的气体在所述扩散室经所述喷淋装置喷淋雾滴；

或，经步骤(1)混合后的气体在所述扩散室经所述二次冷却风再次混合；

(3)经步骤(2)后的气体依次经所述除水积液装置、所述除雾除尘装置和所述烟气出口排出；

当所述除雾除尘装置和所述烟气出口之间设置有热风引风口时，步骤(3)中，经步骤(2)后的气体依次经所述除水积液装置、所述除雾除尘装置后，与热风再次混合后经所述烟气出口排出；

步骤(1)～(3)中析出的凝水流入所述排水装置中。

所述烟气可为本领域常规的工业烟气，较佳地，所述烟气为经脱硫脱硝后的工业烟气。更佳地，所述烟气的温度为55～70℃(例如60℃、65℃)，压力为50～350pa(例如100pa、200pa、300pa)，体积流量为80000～250000nm³/h(例如100000nm³/h、125000nm³/h、200000nm³/h)。

较佳地，所述一次引射主体风和/或所述二次冷却风为自然冷却风，所述自然冷却风的温度为室外空气的温度，通常指-20℃～35℃。

较佳地，所述一次引射主体风的压力为4000～6000pa(例如为4000pa、4500pa、5000pa)。

较佳地，所述一次引射主体风与所述烟气的体积流量比为(0.2～1.2)：1。

较佳地，所述一次引射主体风与所述二次冷却风的体积流量比为1：(0.2～0.8)。

较佳地，所述二次冷却风的压力为0.1～1000pa(例如300pa、400pa、500pa)。

较佳地，所述喷淋装置的喷淋介质为水。所述喷淋介质的温度为10℃～30℃。所述喷淋介质的体积流量为1～10m³/h。

较佳地，所述喷淋装置喷淋的雾滴直径为10μm～300μm。

所述热风来源可以为原厂区洁净的高温烟气，也可以是通过蒸汽加热或电加热系统加热后的热空气。较佳地，所述热风的温度为80℃～150℃(例如80℃、82℃)。所述热风的压力为100～500pa(例如400pa、500pa)。所述热风与所述烟气的体积流量比为(0.2～0.5)：1。

本发明的积极进步效果在于：

本发明新型烟气消白系统采用引射混风的工艺路线，以自然冷却风为主流体，工业烟气为引射流体，引射过程中自然冷却风与热湿工业烟气进行直接接触，混合，系统露点降低，混合过程有大量凝水析出，同时该引射混风系统采用二次冷却风混风或增加喷淋装置喷淋冷却液，进一步除去烟气的含湿量，在除雾过程中烟气凝水回收，除雾本身具有除尘效果，净化了最终排放烟气，到达环保指标，具有重要的环保效益和经济效益。

该烟气引射混风消白系统设有除雾除尘装置，在除水的同时对粉尘具有捕捉功能，降低了出口烟气的粉尘含量。对处理工业烟气脱白除尘具有重要应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例1的烟气引射混风消白系统的结构示意图；

图2为图1所示的除水积液装置的a部的放大图；

图3为本发明实施例2的烟气引射混风消白系统的结构示意图；

图4为本发明实施例3的烟气引射混风消白系统的结构示意图；

图5为本发明实施例4的烟气引射混风消白系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-烟气进口，21-喷嘴，22-接受室，23-混合室，24-扩散室，3-除水积液装置，31-支架，32-折流板，33-积液挡板，34-导流管，4-除雾除尘装置，5-烟气出口，6-排水装置，7-引风口，8-热风引风口，9-壳体。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1～2所示的一种用于工业烟气引射混风消白系统，该烟气引射混风消白系统包括壳体9，壳体9上设置有烟气进口1和烟气出口5，

壳体9内沿气流方向依次设置有引射器、除水积液装置3和除雾除尘装置4；除雾除尘装置4与烟气出口5连通；

该引射器包括喷嘴21和沿气流方向依次设置的接受室22、混合室23和扩散室24；

喷嘴21为一次引射主体风的进口，喷嘴21设置在接受室22内；接受室22与烟气进口1连通；

扩散室24的出口与除水积液装置3连通；

扩散室24还设置有一个引风口7；引风口7为二次冷却风的进口；

引射器底部设置有排水装置6。

除水积液装置3包括支架31、折流板32、积液挡板33和导流管34，折流板32设置在支架31上，积液挡板33位于折流板32出口的下部，导流管34与积液挡板32的流出口连通。气流中的水汽经折流板32后凝聚并经积液挡板33流入导流管34中，最后在重力作用下流入底部的排水装置6中。

该除雾除尘装置4为波纹板除雾器，实际制作时，可以在管式除雾器和波纹板除雾器中进行选择。

实际制作时，喷嘴21和引风口7处可以根据需要设置烟风挡板门，该烟风挡板门可以根据外界环境进行手动调节。

实际制作时，一次引射主体风的风机可以根据需要采用变频调节，从而根据出口烟气露点进行自动调节。

实施例2

如图3所示，本实施例烟气引射混风消白系统中，在除雾除尘装置4和烟气出口5之间还设置有热风引风口8，通过在烟气出口前引入热风进行混合，可以提高烟气干球温度，提高脱白效果。

实施例3

如图4所示，与实施例2相比，区别在于，本实施例烟气引射混风消白系统的扩散室24中未设有引风口，而是设置有喷淋装置9，其他部分与实施例2相同。

通过喷淋少量冷却雾滴，可以有效增大烟气凝结需要的成核晶种，有效地增强了烟气凝结成核的效果，最终提高烟气消白效果。

实施例4

如图5所示，本实施例烟气引射混风消白系统处于水平方向，除了摆放方向以外，其他部分与实施例1相同。

应用实施例1

采用实施例1的引射混风消白系统对工业烟气进行消白烟，其包括如下步骤：

(1)工业湿烟气通过烟气进口1进入接受室22，一次引射主体风从喷嘴21流出进入接受室22，由于射流的紊动扩散作用，在接受室22内一次引射主体风卷吸周围的烟气而发生动量交换，一次引射主体风和烟气在混合室23内混合，进行动量和质量交换；

(2)混合后的气体在扩散室24中经过二次冷却风再次混合，系统内烟气露点进一步降低，同时析出大量凝水；凝水在重力作用下流入底部的排水装置6中；

(3)在扩散室24的出口设有除水积液装置3，混合气体的水汽经过除雾析出烟气凝水，经过除水积液装置3回收排出；

(4)除水积液装置3的气体出口设有除雾除尘装置4，经过除雾除尘的混合气体通过烟气出口5排出。

步骤(1)中，烟气进口1送入的工业烟气为温度为65℃的饱和烟气，体积流量为100000nm³/h，粉尘含量为30mg/nm³，烟气压力为300pa；一次引射主体风的体积流量为60000nm³/h，温度为10℃，压力为4000pa。经步骤(1)混合后烟气露点降低到50℃，干球温度为58℃。

步骤(2)中，二次冷却风体积流量为40000nm³/h，压力为500pa。二次冷却风的温度为10℃。经步骤(2)混合后烟气露点进一步降低到45℃，干球温度为55℃。

效果数据：从烟气出口排出的烟气中粉尘含量为5mg/nm³，需要特别说明的是，冬季，排至大气的烟气干球温度达到55℃，露点降低到45℃以下。在0℃以下的外界气温下，引射混风消白系统出口烟气无白烟。引射混风消白系统总排出的凝水量为2.5m³/h。

由此可见，采用实施例1的引射混风消白系统进行消白烟处理，能够达到脱白除尘的综合效果。

应用实施例2

采用实施例2的引射混风消白系统对工业烟气进行消白烟，其包括如下步骤：

(1)工业湿烟气通过烟气进口1进入接受室22，一次引射主体风从喷嘴21流出进入接受室22，由于射流的紊动扩散作用，在接受室22内一次引射主体风卷吸周围的烟气而发生动量交换，一次引射主体风和烟气在混合室23内混合，进行动量和质量交换；

(2)混合后的气体在扩散室24中经过二次冷却风再次混合，系统内烟气露点进一步降低，同时析出大量凝水；凝水在重力作用下流入底部的排水装置6中；

(3)在扩散室24的出口设有除水积液装置3，混合气体的水汽经过除雾析出烟气凝水，经过除水积液装置3回收排出；

(4)除水积液装置3的出口设有除雾除尘装置4，经过除雾除尘的混合气体通过热风引风口8与热风进行再热混合，混合后烟气干球温度升高，最后通过烟气出口5排出。

步骤(1)中，烟气进口1送入的工业烟气为温度为60℃的饱和烟气，体积流量为200000nm³/h，粉尘含量为35mg/nm³，烟气压力为200pa；一次引射主体的体积流量为100000nm³/h，温度为20℃，压力为5000pa。经步骤(1)混合后烟气露点降低到52℃，干球温度为58℃。

步骤(2)中，二次冷却风体积流量为50000nm³/h。压力为300pa，二次冷却风的温度为20℃。经步骤(2)混合后烟气露点进一步降低到48℃，干球温度为55℃。

步骤(4)中，热风的压力为500pa、热风温度为80℃，体积流量为50000nm³/h，再热混合后烟气干球温度升高到62℃。

效果数据：从烟气出口排出的烟气中粉尘含量为5mg/nm³，需要特别说明的是，冬季，排至大气的烟气的干球温度达到62℃，露点降低到48℃以下。在0℃的外界气温下，引射混风消白系统出口烟气无白烟。引射混风消白系统总排出的凝水量为3.8m³/h。

由此可见，采用实施例2的引射混风消白系统进行消白烟处理，能够达到脱白除尘的综合效果。

应用实施例3

采用实施例3的引射混风消白系统对工业烟气进行消白烟，其包括如下步骤：

(1)工业湿烟气通过烟气进口1进入接受室22，一次引射主体风从喷嘴21流出进入接受室22，由于射流的紊动扩散作用，在接受室22内一次引射主体风卷吸周围的烟气而发生动量交换，一次引射主体风和烟气在混合室23内混合，进行动量和质量交换；

(2)混合后的气体在扩散室24中经过喷淋装置9的高效喷淋管喷淋雾滴，形成水蒸气凝结的结晶核，提高烟气的凝结效果，系统烟气露点进一步降低，同时析出大量凝水；凝水在重力作用下流入底部的排水装置6中；

(3)在扩散室24的出口设有除水积液装置3，混合气体的水汽经过除雾析出烟气凝水，经过除水积液装置3回收排出；

(4)除水积液装置3的出口设有除雾除尘装置4，经过除雾除尘的混合气体通过热风引风口8与热风进行再热混合，混合后烟气干球温度升高，最后通过烟气出口5排出。

步骤(1)中，烟气进口1送入的工业烟气为温度为60℃的饱和烟气，体积流量为200000nm³/h，粉尘含量为35mg/nm³，烟气压力为200pa；一次引射主体的体积流量为100000nm³/h，温度为20℃，压力为5000pa。经步骤(1)混合后烟气露点降低到52℃，干球温度为58℃。

步骤(2)中，喷淋液的体积流量为3m³/h。喷淋液为冷却水，温度为20℃，雾化形成的雾滴颗粒直径为10μm～300μm。经步骤(2)喷淋后烟气露点进一步降低到46℃，干球温度为54℃。

步骤(4)中，热风的压力为400pa、热风温度为82℃，体积流量为50000nm³/h，混合再热后烟气干球温度升高到64℃。

效果数据：从烟气出口排出的烟气中粉尘含量为5mg/nm³，需要特别说明的是，冬季，排至大气的烟气的干球温度达到64℃，露点降低到49℃以下。在0℃的外界气温下，引射混风消白系统出口烟气无白烟。引射混风消白系统总排出的凝水量为5.5m³/h。

由此可见，采用实施例3的引射混风消白系统进行消白烟处理，能够达到脱白除尘的综合效果。

应用实施例4

采用实施例4的引射混风消白系统对工业烟气进行消白烟，具体步骤同应用实施例1。

步骤(1)中，烟气进口1送入的工业烟气为温度为65℃的饱和烟气，体积流量为125000nm³/h，粉尘含量为35mg/nm³，烟气压力为100pa；一次引射主体风的体积流量为75000nm³/h，温度为15℃，压力为4500pa。经步骤(1)混合后烟气露点降低到51℃，干球温度为56℃。

步骤(2)中，二次冷却风体积流量为50000nm³/h，压力为400pa。二次冷却风的温度为15℃。经步骤(2)混合后烟气露点进一步降低到45℃，干球温度为55℃。

效果数据：从烟气出口排出的烟气中粉尘含量为8mg/nm³，需要特别说明的是，冬季，排至大气的烟气干球温度达到55℃，露点降低到45℃以下。在0℃的外界气温下，引射混风消白系统出口烟气无白烟。引射混风消白系统总排出的凝水量为2.8m³/h。

由此可见，采用实施例4的引射混风消白系统进行消白烟处理，能够达到脱白除尘的综合效果。

对比例1

与实施例1相比，区别在于，本对比例烟气引射混风消白系统的扩散室24中未设有引风口，消白烟过程中未通入二次冷却风，其他操作及参数与实施例1相同。

效果数据：

从烟气出口排出的烟气，粉尘含量为8mg/nm³，露点48℃，干球温度54℃，步骤(3)中几乎没有烟气凝水析出。在0℃的外界气温下，引射混风消白系统出口烟气有大量白烟。由此可见，没有二次冷却风进行二次混风和喷淋雾滴，仅通过一次混风对烟气消白和除尘效果较差。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。