一种利用空气循环的烟气脱白系统及工艺的制作方法

本发明属于烟气处理领域，涉及烟气脱除白烟的技术，具体涉及一种利用空气循环的烟气脱白系统及工艺。

背景技术：

这里的陈述仅提供与本发明有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

低温饱和湿烟气直接经烟囱排放，与温度较低的环境大气混合，烟气中大量的水蒸气遇冷凝结为小液滴，经光线的折射或散射作用，湿烟气呈现白色或者灰色，即所谓的“白烟”。为了消除“白烟”对环境的影响，需要对烟气进行脱白处理。

现有市场上的烟气脱白都是在脱硫塔或者除尘器后，增加一个烟气-水换热器，或者增加一个喷淋塔降低烟温，在降低烟温的同时水温升高了，为了使水能够循环使用，还要增加一个凉水塔，同时要增加循环水泵，这样不但增加投资，占地面积也大，特别是一些工厂空间小，无法布置这么多的设备，烟气脱白工程无法实施。

技术实现要素：

本发明利用空气脱白，首先利用空气对烟气进行降温，淅出烟气中的水分，空气温度也升高了，利用温度升高后的空气与淅出水分的烟气混合。烟温升高再排入大气，消除了烟羽，达到了烟气脱白的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种利用空气循环的烟气脱白系统，包括空气换热器、脱硫塔、脱白塔，所述脱白塔竖立设置，由下至上依次包括除湿换热器、空气-烟气混合器，所述除湿换热器为列管换热器结构，除湿换热器的管程将脱白塔上下连通，除湿换热器的列管内按列管轴向安装若干涡轮叶扇，脱白塔的烟气进口设置在脱白塔下部，且脱白塔的烟气进口位于除湿换热器下方，脱白塔的烟气出口设置在脱白塔顶部；

空气换热器的烟气出口连接脱硫塔的烟气进口，脱硫塔的烟气出口连接脱白塔烟气进口，除湿换热器的壳程进口连接空气风机的出口，除湿换热器的壳程出口通过一次风管道连接空气-烟气混合器的一次风进口，除湿换热器的壳程出口通过空气分流管道连接空气换热器的空气进口，空气换热器的空气出口连接空气-烟气混合器的二次风进口，脱白塔内的烟气依次经过除湿换热器、混合器从脱白塔顶部排出。

本发明的另一个目的是提供了一种利用空气循环的烟气脱白工艺，提供上述烟气脱白系统，烟气依次进入空气换热器、脱硫塔进行一次冷却、脱硫，再进入脱白塔，脱白塔内的烟气先进入除湿换热器，在除湿换热器内进行二次冷却并经过涡轮叶扇旋流除湿后进入空气-烟气混合器，在空气-烟气混合器内，除湿降温后的烟气与空气混合升温，然后排出脱白塔；空气风机将空气输送至除湿换热器，对除湿换热器进行二次冷却的同时对空气进行一次升温，一次升温后的空气一部分进入混合器与除湿后的烟气进行混合，另一部分进入空气换热器，对空气换热器进行一次冷却的同时对空气进行二次升温，二次升温后的空气进入混合器与除湿后的烟气进行混合。

本发明的有益效果为：

1.本发明利用空气对烟气降温，淅出水分，同时空气温度升高，再利用这个空气与低温烟气混合，使烟温升高，消除烟羽，达到脱白要求。

2.本发明烟气脱白过程不消耗水，能够降低烟气脱白成本。

3.本发明通过除湿换热器和空气换热器对空气分别进行一次升温和二次升温，通过控制一次升温空气和二次升温空气进入空气-烟气混合器的比例，可实现最终排烟温度的调节。

4.本发明直接利用了烟气余热，排烟过程的升高烟温工序不需要增加换热器。

5.本发明利用空气对烟气进行降温，使得降低烟温的工序不用凉水塔，也不用喷淋塔，投资小。

6.本发明中除湿换热器与脱白塔一体，减少了占地空间。

7.本发明的系统在烟气脱白时，对烟气还有进一步除尘效果，使烟气能达到超净排放。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本发明系统的结构示意图；

图2为本发明除湿换热器列管的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为空气-烟气混合器的结构示意图；

其中，1、烟气风机，2、空气换热器，3、脱硫塔，4、湿电除尘器，5、增压风机，6、空气风机，7、除湿换热器，8、气水分离器，9、内烟囱，10、空气-烟气混合器，11、外烟囱，12、脱白塔，13、分流风机，14、涡流叶扇，15、固定杆，16、固定架，17、气体扰动挡板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，采用水对烟气脱白投资和占地面积较大的不足，为了解决如上的技术问题，本公开提出了一种利用空气循环的烟气脱白系统及工艺。

本公开的一种典型实施方式，提供了一种利用空气循环的烟气脱白系统，包括空气换热器、脱硫塔、脱白塔，所述脱白塔竖立设置，由下至上依次包括除湿换热器、空气-烟气混合器，所述除湿换热器为列管换热器结构，除湿换热器的管程将脱白塔上下连通，除湿换热器的列管内按列管轴向安装若干涡轮叶扇，脱白塔的烟气进口设置在脱白塔下部，且脱白塔的烟气进口位于除湿换热器下方，脱白塔的烟气出口设置在脱白塔顶部；

空气换热器的烟气出口连接脱硫塔的烟气进口，脱硫塔的烟气出口连接脱白塔烟气进口，除湿换热器的壳程进口连接空气风机的出口，除湿换热器的壳程出口通过一次风管道连接空气-烟气混合器的一次风进口，除湿换热器的壳程出口通过空气分流管道连接空气换热器的空气进口，空气换热器的空气出口连接空气-烟气混合器的二次风进口，脱白塔内的烟气依次经过除湿换热器、混合器从脱白塔顶部排出。

空气对烟气的余热的利用是逆流进行的，烟气进行两次降温，空气进行两次升温，未加热的空气与降温后的烟气进行换热，加热后的空气与未降温的烟气再次进行换热，能够完全利用烟气的余热。第二，由于采用一次加热后的空气和二次加热后的空气与烟气进行混合，能够控制排烟的温度。第三，除湿换热器中增加若干涡流叶扇，使得烟气在列管内旋转流动，既增加了烟气在列管中的换热效率，又能使烟气旋转上升，在离心力的作用下，雾滴与粉尘向管壁流动，在运动过程中相互碰撞并凝聚成较大液滴，液滴被甩向筒体内壁表面，与壁面附着的液滴层接触后一同落入浆液，实现除尘除水。

该实施方式的一种或多种实施例中，所述脱白塔内设有气水分离器，所述气水分离器设置在接空气-烟气混合器和除湿换热器之间。能够对烟气中的水分进一步去除。所述气水分离器的出口设有内筒体，内筒体的外径与气水分离器的出口的外径相等。

该实施方式的一种或多种实施例中，脱硫塔与脱白塔之间设有除尘器。能够去除烟气中的大部分灰尘，降低脱白塔对烟气灰尘的处理量，提供脱白塔对烟气中水分的处理效率。所述除尘器为湿电除尘器。

该实施方式的一种或多种实施例中，脱白塔的烟气进口设有增压风机，增压风机的出口连接脱白塔的烟气进口。增加烟气进入脱白塔的速率，从而提供脱白塔对烟气中水分的脱除效率。

该实施方式的一种或多种实施例中，空气分流管道设有分流风机，分流风机的出口与空气换热器的空气进口连通。能够控制一次加热空气与二次加热空气的比例，从而提高排烟温度。

该实施方式的一种或多种实施例中，空气换热器的烟气进口设有烟气风机，烟气风机的出口连接空气换热器的烟气进口。增加烟气在系统内流动的动能。

该实施方式的一种或多种实施例中，空气分流管道的进口设置在一次风管道壁上。

该实施方式的一种或多种实施例中，除湿换热器的列管内设有固定杆，涡流叶扇固定在固定杆上。所述固定杆的轴线与列管的轴线重合。固定杆两端设有固定架，固定杆通过固定架与换热列管连接。

该实施方式的一种或多种实施例中，空气-烟气混合器为气体扰动挡板，气体扰动挡板与脱白塔的轴线垂直，空气-烟气混合器的一次风进口和二次风进口均设置在气体扰动挡板上方。空气-烟气混合器的一次风进口和二次风进口均指向气体扰动挡板。

本公开的另一种实施方式，提供了一种利用空气循环的烟气脱白工艺，提供上述烟气脱白系统，烟气依次进入空气换热器、脱硫塔进行一次冷却、脱硫，再进入脱白塔，脱白塔内的烟气先进入除湿换热器，在除湿换热器内进行二次冷却并经过涡轮叶扇旋流除湿后进入空气-烟气混合器，在空气-烟气混合器内，除湿降温后的烟气与空气混合升温，然后排出脱白塔；空气风机将空气输送至除湿换热器，对除湿换热器进行二次冷却的同时对空气进行一次升温，一次升温后的空气一部分进入混合器与除湿后的烟气进行混合，另一部分进入空气换热器，对空气换热器进行一次冷却的同时对空气进行二次升温，二次升温后的空气进入混合器与除湿后的烟气进行混合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本公开的技术方案。

实施例

一种利用空气循环的烟气脱白系统，如图1～3所示，由空气换热器2、脱硫塔3、湿电除尘器4、脱白塔12组成。

脱白塔12的塔体为竖立设置外烟囱11，由下至上依次包括除湿换热器7、气水分离器8、空气-烟气混合器10，气水分离器8的出口设有内烟囱9，内烟囱9的外径与气水分离器8的出口的外径相等。除湿换热器7为列管换热器结构，除湿换热器7的管程将脱白塔12上下连通，除湿换热器7的列管内按列管轴向安装若干涡轮叶扇14，除湿换热器7的列管内设有固定杆15，涡流叶扇14固定在固定杆15上，固定杆15的轴线与列管的轴线重合。脱白塔12的烟气进口设置在脱白塔12下部，且脱白塔12的烟气进口位于除湿换热器7下方，脱白塔12的烟气出口设置在脱白塔12顶部。

空气换热器2的烟气出口连接脱硫塔3的烟气进口，脱硫塔3的烟气出口湿电除尘器4的烟气进口，湿电除尘器4的烟气出口连接增压风机5的进口，增压风机5的出口连接脱白塔12烟气进口，除湿换热器7的壳程进口连接空气风机6的出口，除湿换热器7的壳程出口通过一次风管道连接空气-烟气混合器10的一次风进口，除湿换热器7的壳程出口通过空气分流管道连接空气换热器2的空气进口，空气换热器2的空气出口连接空气-烟气混合器10的二次风进口，脱白塔12内的烟气依次经过除湿换热器7、气水分离器8、内烟囱9、空气-烟气混合器10从脱白塔顶部排出。

空气分流管道设有分流风机13，分流风机13的出口与空气换热器2的空气进口连通。

空气换热器2的烟气进口设有烟气风机1，烟气风机1的出口连接空气换热器2的烟气进口。

在生产中产生的烟气，经烟气风机1升压后进入空气换热器2，与经分流风机13来的空气在空气换热器2内进行热交换，烟气温度降低后进入脱硫塔3进行脱硫，使烟气含硫量达到排放标准，再进入湿电除尘器4，再经烟气增压风机5进入脱白塔12，在脱白塔12内，除湿换热器7内与空气风机6来的新空气进行热交换，烟温降低。由于烟气进入脱白塔前，经过脱硫和湿电除尘，烟气已达到饱和，进入除湿换热器7后，与新空气进行热交换，温度降低。烟气由饱和烟气变为过饱和烟气，烟气中的水冷凝。

烟气在脱白塔12内上升，进入气水分离器8，气水进一步分离。然后进入空气-烟气混合器10，与在除湿换热器7中升温的空气和在空气换热器2升温后的空气混合，混合烟气温度升高，相对湿度大大降低，此时排入大气就不会有水雾现象。即看不到烟囱冒白烟，达到了烟气脱白的目的。

除湿换热器7的关键部件为列管内部设置涡流叶扇14，工作时，烟气由下向上流动，由于涡流叶扇14的导向作用使烟气旋转上升，在离心力的作用下，雾滴与粉尘向管壁流动，在运动过程中相互碰撞并凝聚成较大液滴，液滴被甩向列管内壁表面，与壁面附着的液滴层接触后一同落入浆液，实现除尘出水。

脱白塔：烟气在脱白塔内流动。烟气经换热器7降温，空气经换热器7升温，由于烟气降温变成过饱和烟气，烟气中的大部分水淅出，在列管上流入到脱白塔底部排出。脱白塔内换热器7的上部设置有气水分离器8，进一步使烟气的气水分离。脱白塔上部有空气-烟气混合器10，使烟气与空气充分混合，烟气的温度升高后排入大气。除温换热器7的换热列管：换热列管内装有多个涡流叶扇14，叶扇利用固定杆15进行固定，固定杆两端设有固定架16，固定杆15通过固定架16与换热列管连接。烟气经涡流叶扇旋转上升，在离心力的作用下，水滴甩向桶壁，在重力作用下流入到脱白塔底部排出。

空气-烟气混合器10如图4所示，为气体扰动挡板17，气体扰动挡板17设置在脱白塔12内，气体扰动挡板17与脱白塔12的轴线垂直，空气-烟气混合器的一次风进口和二次风进口均设置在气体扰动挡板17上方，且空气-烟气混合器的一次风进口和二次风进口均指向气体扰动挡板17。烟气由下向上遇到气体扰动挡板17后，烟气向四周扩散，一次风、二次风遇到气体扰动挡板17后也向四周扩散，这样一次风、二次风与烟气就能充分混合，然后排入大气。

新空气经空气风机6升压，进入除温换热器7，与烟气进行热交换，降低烟气温度，淅出烟气中的饱和水，空气温度升高后，一部分空气直接进入空气-烟气混合器10，另一部分空气经分流风机13进入空气换热器2，在空气换热器2中与烟气进行热交换，空气温度进一步升高，然后进入空气-烟气混合器10，与烟气和一次空气充分混合后，经烟囱排入大气。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。