一种自动清理窑尾烟气的过滤装置及其使用方法与流程

本发明属于仪器设备，具体涉及一种自动清理窑尾烟气的过滤装置及其使用方法。

背景技术：

1、随着工业的不断发展，对环境造成的危害越来越大，目前已经造成全球性的气候问题，节能减排迫在眉睫。水泥生产就是一个温室气体排放量极大的行业，水泥窑尾烟气中不仅含有温室气体co2，而且含有酸性气体so2和nox，同时窑尾烟气温度高于300℃。

2、工业上，可将窑尾烟气通过锅炉中，利用烟气的余热产生水蒸汽或是进行余热发电；烟气的so2和nox需要专门的脱硫、脱硝技术处理，含量满足排放要求后才能排放；而烟气中co2则采用mea化学吸收法、冷却氨水法、或分离式钙循环法等脱碳技术处理。上述脱硫、脱硝、脱碳等技术，热耗和电耗高，经济效益差。为此，经济合理的利用窑尾烟气成了研究热点，其研究主要集中在窑尾烟气养护混泥土制品、实现碳捕捉及热量的利用，尤其是养护加气混凝土，可以有效利用烟气热量及烟气中富含的co2实现水化-热合-碳化三元反应。在窑尾烟气养护加气混凝土中，通常利用空压机将窑尾烟气打入蒸压釜，釜体内放置经过发气静停的加气混凝土块，经空压机不断打入窑尾烟气提升内部温度及co2浓度，最后达到三元反应及碳捕捉的目的。

3、但是该工艺目前还存在如下问题：窑尾烟气中含大量微细颗粒物，对空压机磨损大，对加气块颜色也有影响，影响成品美观；窑尾烟气过于干燥，不能达到碳化最佳湿度，碳化效率缓慢，水蒸气不足，水热合成反应效率低；干燥空气所能携带热量低，釜体内温度达不到预设温度。

4、因此，本发明提供了一种自动清理窑尾烟气的过滤装置及其使用方法，以至少解决上述部分技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种自动清理窑尾烟气的过滤装置及其使用方法，以至少解决上述部分技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种自动清理窑尾烟气的过滤装置，包括控制柜，以及设于控制柜内的过滤机构和加热机构；所述过滤机构从水泥窑炉接出，用于过滤窑尾烟气中的粉尘；所述过滤机构与加热机构之间设有输气管，加热机构用于加热已过滤的窑尾烟气，加热机构接入至养护蒸压釜；所述控制柜上设有微处理器和液晶显示屏，微处理器分别与过滤机构和加热机构相连接，液晶显示屏与微处理器相连接。

4、进一步地，所述过滤机构包括从水泥窑炉排烟管接出的进气管、以及与进气管相连通用于窑尾烟气中粉尘沉降的u型沉降管，u型沉降管接入至输气管；

5、进气管内部设有喷雾加湿的加湿器，u型沉降管沉降段最低处连接有用于积尘的粉尘仓，u型沉降管内部设有进一步收尘的袋式收尘器，袋式收尘器位于u型沉降管输出段。

6、进一步地，所述粉尘仓底部设有粉尘排放电磁阀门，粉尘仓内部设有粉尘传感器。

7、进一步地，所述u型沉降管进气口与进气管之间设有用于降低窑尾烟气流速的扩径管，u型沉降管出气口与进气管之间设有用于增大已过滤窑尾烟气流速的缩径管，进气管上设有进气电磁阀门。

8、进一步地，所述u型沉降管输入段和输出段均开设有清理口，清理口设有清理电磁阀门a，u型沉降管输入口和输出口均设有清理电磁阀门b。

9、进一步地，所述加热机构包括从输气管接出用于窑尾烟气冷凝除水的u型除水管、与u型除水管相连通用于窑尾烟气加热的u型升温管、以及与u型升温管相连通的排气管，排气管接入至养护蒸压釜；

10、u型除水管外壁套装有冷凝管，冷凝管内设有与窑尾烟气流动方向相反的冷凝水，u型升温管外壁套装有加热管，加热管内设有窑尾烟气流动方向相反的高温气体，u型除水管最底部连接有积水仓。

11、进一步地，所述积水仓底部设有积水排放电磁阀门，积水仓内部设有水位传感器。

12、进一步地，所述u型除水管内部设有冷凝温度传感器，u型升温管内部设有加热温度传感器，排气管上设有排气电磁阀门，输气管上设有输气电磁阀门。

13、进一步地，所述控制柜上设有分别与微处理器相连接的电源按钮、电源灯和指示灯组，指示灯组用于显示过滤机构和加热机构的运行情况。

14、一种自动清理窑尾烟气的过滤装置其使用方法，包括以下步骤，

15、步骤1、水泥窑炉干热的窑尾烟气由进气管输入，经过加湿器喷雾加湿后进入u型沉降管；

16、步骤2、经过加湿的窑尾烟气在重力作用下，多余加湿水和其中的粉尘颗粒开始沉降并累积于粉尘仓内，待达粉尘到警戒位置后自动排出；

17、步骤3、经过沉降后的窑尾烟气到达袋式收尘器，其中的微小颗粒继续被袋式收尘器进一步过滤；

18、步骤4、过滤后的窑尾烟气经输气管输入至u型冷却管，其中部分水蒸气经冷凝管冷凝成水并且吸附烟气中的微颗粒，最后沉降于积水仓中，待达积水到警戒位置后自动排出；

19、步骤5、冷却后的窑尾烟气到达u型升温管，窑尾烟气经加热管加热至温度大于100℃，其中残留水分全部转变为水蒸气，得到不含粉尘、富含水蒸汽的高温烟气，然后由排气管输出；

20、步骤6、不含粉尘、富含水蒸汽的高温烟气经空气压缩机增压后输入至养护蒸压釜参与反应；

21、步骤7、步骤1～步骤6的单次试验完成后，由微处理器控制粉尘仓和积水仓排空，然后隔绝u型沉降管与其他管道连接，采用脉冲气流并经清理口对u型沉降管和袋式收尘器内的粉尘进行清理。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了现有窑尾烟气中细小粉尘难处理，消除了粉尘对管道、设备及加气块表观的影响；并且为窑尾烟气增加了水分，提升反应速度，提升碳捕捉效率。

24、本发明采用雾化加水对窑尾烟气进行加湿处理，在表面张力的作用下，小型颗粒会吸附在水珠表面，然后在重力作用下进入粉尘仓；而粗颗粒自身质量较大，不易被吸附，但自身重量也大，经扩径管后气流速度降低，使得粗颗粒及吸附小颗粒的水珠更好沉降，几乎不受气流的影响；最后再经袋式收尘器过滤，进一步除尘。

25、本发明采用水冷对过滤后的窑尾烟气进行降温处理，降低窑尾烟气中的水分含量至40～60％左右，使其达到碳化反应的最佳湿度，加快碳化反应速率，缩短碳化反应时间，提高设备效率，增加收益；并且冷凝产生的液体水进一步吸附窑尾烟气中的微型颗粒，实现最大化除尘。

26、本发明一方面对水泥窑炉产生的部分高温窑尾烟气过滤补水，用于养护混泥土制品实现碳捕捉；另一方面则利用剩余高温窑尾烟气，用于水冷后的窑尾烟气加温处理，以此进一步加快碳化反应的速度，同时使烟气中的水分保持气体状态，降低对空压机等设备的锈蚀。本发明充分利用副产物高温窑尾烟气，没有增加额外加热能耗，对环境友好。

27、本发明采用控制柜的柜体结构，搬运整体装置的移动；同时基于微处理器对过滤机构和加热机构进行控制，实现过滤、冷却、升温和废弃物排放的自动化操作，并且工作完成后自动清理，增加试验的稳定性。

技术特征：

1.一种自动清理窑尾烟气的过滤装置，其特征在于，包括控制柜(1)，以及设于控制柜(1)内的过滤机构(2)和加热机构(3)；所述过滤机构(2)从水泥窑炉接出，用于过滤窑尾烟气中的粉尘；所述过滤机构(2)与加热机构(3)之间设有输气管(4)，加热机构(3)用于加热已过滤的窑尾烟气，加热机构(3)接入至养护蒸压釜；所述控制柜(1)上设有微处理器(5)和液晶显示屏(6)，微处理器(5)分别与过滤机构(2)和加热机构(3)相连接，液晶显示屏(6)与微处理器(5)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动清理窑尾烟气的过滤装置，其特征在于，所述过滤机构(2)包括从水泥窑炉排烟管接出的进气管(21)、以及与进气管(21)相连通用于窑尾烟气中粉尘沉降的u型沉降管(22)，u型沉降管(22)接入至输气管(4)；

3.根据权利要求2所述的一种自动清理窑尾烟气的过滤装置，其特征在于，所述粉尘仓(24)底部设有粉尘排放电磁阀门(241)，粉尘仓(24)内部设有粉尘传感器(242)。

4.根据权利要求2所述的一种自动清理窑尾烟气的过滤装置，其特征在于，所述u型沉降管(22)进气口与进气管(21)之间设有用于降低窑尾烟气流速的扩径管(26)，u型沉降管(22)出气口与进气管(21)之间设有用于增大已过滤窑尾烟气流速的缩径管(27)，进气管(21)上设有进气电磁阀门(211)。

5.根据权利要求2所述的一种自动清理窑尾烟气的过滤装置，其特征在于，所述u型沉降管(22)输入段和输出段均开设有清理口(20)，清理口(20)设有清理电磁阀门a(28)，u型沉降管(22)输入口和输出口均设有清理电磁阀门b(29)。

6.根据权利要求1所述的一种自动清理窑尾烟气的过滤装置，其特征在于，所述加热机构(3)包括从输气管(4)接出用于窑尾烟气冷凝除水的u型冷却管(31)、与u型冷却管(31)相连通用于窑尾烟气加热的u型升温管(32)、以及与u型升温管(32)相连通的排气管(33)，排气管(33)接入至养护蒸压釜；

7.根据权利要求6所述的一种自动清理窑尾烟气的过滤装置，其特征在于，所述积水仓(36)底部设有积水排放电磁阀门(361)，积水仓(36)内部设有水位传感器(362)。

8.根据权利要求6所述的一种自动清理窑尾烟气的过滤装置，其特征在于，所述u型冷却管(31)内部设有冷凝温度传感器(37)，u型升温管(32)内部设有加热温度传感器(38)，排气管(33)上设有排气电磁阀门(331)，输气管(4)上设有输气电磁阀门(41)。

9.根据权利要求1所述的一种自动清理窑尾烟气的过滤装置，其特征在于，所述控制柜(1)上设有分别与微处理器(5)相连接的电源按钮(7)、电源灯(8)和指示灯组(9)，指示灯组(9)用于显示过滤机构(2)和加热机构(3)的运行情况。

10.一种自动清理窑尾烟气的过滤装置其使用方法，其特征在于，包括以下步骤，

技术总结
本发明公开了一种自动清理窑尾烟气的过滤装置及其使用方法，所述过滤装置包括控制柜、过滤机构和加热机构；所述过滤机构从水泥窑炉接出，用于过滤窑尾烟气中的粉尘；所述过滤机构与加热机构之间设有输气管，加热机构用于加热已过滤的窑尾烟气，加热机构接入至养护蒸压釜；所述控制柜上设有微处理器和液晶显示屏，微处理器分别与过滤机构和加热机构相连接，液晶显示屏与微处理器相连接。本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了现有窑尾烟气中细小粉尘难处理，消除了粉尘对管道、设备及加气块表观的影响；并且为窑尾烟气增加了水分，提升反应速度，提升碳捕捉效率。

技术研发人员：阳黎,王宁,夏艳晴,林燕,张雨晴
受保护的技术使用者：嘉华特种水泥股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13