一种换热除尘装置、包含其的余热利用除尘脱硫系统和余热利用与除尘耦合的方法制造方法及图纸

技术编号:15597126 阅读:120 留言:0更新日期:2017-06-13 22:30
本发明专利技术公开了一种换热除尘装置,其包括共中心轴线的外层冷却罐、中间层换热筒和内层出气管,所述外层冷却罐内隔有冷却腔,所述中间层换热筒设于所述冷却腔中,所述内层出气管设在所述中间层换热筒中。所述冷却腔,以及所述中间层换热筒和所述内层排气管中间的空间均为环形柱状空间,高温烟气和冷却液可在环形柱状空间逆向盘旋流通进行热交换,换热效率高,同时高温烟气中的粉尘因旋转时在离心力的作用下可从烟气中分离下落,换热、除尘除水同步高效率地进行,而且所述换热除尘装置结构简单,占地面积小。本发明专利技术还公开了含有所述换热除尘装置的焚烧尾气余热利用除尘脱硫系统以及一种焚烧尾气余热利用与离心除尘耦合的方法。

The utility model relates to a heat exchanging dust removing device, a waste heat utilization dedusting and desulfurization system comprising the same, and a method for coupling waste heat utilization and dust removal

The invention discloses a heat exchanger comprising a total dust removal device, the central axis of the outer cooling tank, the middle layer and the inner tube heat exchanger pipe, wherein the outer cooling tank by a cooling cavity, the middle layer of the heat transfer tube is arranged in the cooling chamber, wherein the inner layer is arranged on the outlet pipe the middle layer heat transfer tube. The cooling chamber, and the intermediate layer heat transfer tube and the inner space in the middle of the exhaust pipe is an annular cylindrical space, high temperature flue gas and cooling fluid in an annular cylindrical space reverse circulation spiral heat exchange, high heat efficiency, and dust in high temperature flue gas by rotating the centrifugal force under the influence of separation from falling in flue gas, heat transfer, water removal synchronization is performed efficiently, and the heat removal device has the advantages of simple structure, small occupied area. The invention also discloses a dedusting and desulfurizing system for burning tail gas with the heat exchanging dust removing device, and a method for coupling the waste heat of the exhaust gas and the centrifugal dust removing coupling.

【技术实现步骤摘要】
一种换热除尘装置、包含其的余热利用除尘脱硫系统和余热利用与除尘耦合的方法本专利技术申请要求名称为“一种高效硫化氢气体吸收装置”,申请日是2016年9月21日,申请号是201610494578.6的专利技术,作为本专利技术中旋流喷射吸附器结构的优先权。
本专利技术属于石油化工与环保领域,涉及一种换热除尘装置及包含其的焚烧尾气余热利用除尘脱硫系统和一种焚烧尾气余热利用与除尘耦合的方法。
技术介绍
焚烧是我国炼油化工等行业中重要的工艺,而在焚烧过程中存在能耗高、污染高等问题,一方面在于排烟温度过高,造成严重的能量浪费,另一方面就是烟气污染物的直接排空,其中含有大量的硫化物和粉尘等污染物。随着人们环保意识日益增强,国家环保标准的日益严格,需要大量的能量回收、气体净化及防治大气污染等工程,在这些工程中,用于分离硫化物和粉尘的分离器,以及余热利用的换热装置均为关键的设备。在大多数工程中,分离器和换热装置为分开设置,占地面积较大,设备和管线的安装较为复杂且成本较高。目前也有换热除尘一体化设备,比如热管和旋风分离器组合、热管和电除装置组合,但是这些设备仍然存在结构复杂、占地面积大等缺点。
技术实现思路
因此,针对现有技术中的换热除尘一体化设备结构复杂、占地面积大的技术问题本专利技术的目的在于提供一种结构简单,占地面积小的换热、除尘除水同步进行的换热除尘装置。本专利技术的换热除尘装置包括共中心轴线的外层冷却罐、中间层换热筒和内层出气管,所述外层冷却罐内设有上隔板和下隔板,所述上隔板和所述下隔板之间形成冷却腔,所述冷却腔底部侧壁设有一个切向接入的冷却液入口,所述冷却腔顶部侧壁设有一个切向接入的冷却液出口,所述外层冷却罐底部设有一个含尘冷凝水出口,所述外层冷却罐顶部设有一个低温烟气出口;所述中间层换热筒设于所述冷却腔中,所述中间层换热筒顶部密封,所述中间层换热筒顶部侧壁设有一个切向接入的高温烟气入口,所述中间层换热筒下部为锥形,所述中间层换热筒底端开口并穿过所述下隔板;所述内层出气管设在所述中间层换热筒中且上端穿过所述中间层换热筒顶部和所述上隔板。本专利技术的另一目的在于提供一种焚烧尾气余热利用除尘脱硫系统,其包括:换热除尘单元,所述换热除尘单元包括冷却液缓冲罐、冷却液泵以及所述的换热除尘装置,所述冷却液缓冲罐与所述冷却液入口接通,所述冷却液泵设于所述冷却液缓冲罐和所述冷却液入口之间的管道上;脱硫除尘单元,所述脱硫除尘单元包括脱硫装置、气液分离器、碱液缓冲罐和脱硫液泵,所述脱硫装置上设有低温烟气入口、含液烟气出口、碱液入口和碱液出口,所述低温烟气入口与所述低温烟气出口接通,所述碱液入口与所述碱液缓冲罐接通,所述脱硫液泵安装在所述碱液入口和所述碱液缓冲罐出口之间的管道上,所述含液烟气出口与所述气液分离器入口接通,所述气液分离器的气体出口排空,所述气液分离器的液体出口与所述碱液缓冲罐入口接通。较佳的,所述换热除尘装置和所述脱硫装置之间设有风机,所述风机上游、所述冷却液泵下游以及所述脱硫液泵下游分别设有调节阀,分别用于调节烟气、冷却液和脱硫液的流量,保证冷却液和脱硫液的流量适中能够对烟气进行充分的换热、除尘和脱硫,同时避免冷却液和脱硫液流量过大而浪费。较佳的,所述脱硫装置可选用传统的顶部喷淋式脱硫塔。较佳的,所述脱硫装置还可选用旋流喷射吸附器,所述旋流喷射吸附器上部为旋流圆筒体,所述低温烟气入口切向接入所述旋流圆筒体顶部;所述旋流圆筒体内部沿着中心轴线设有排气套管,所述排气套管顶端作为所述含液烟气出口伸出所述旋流喷射吸附器;所述旋流圆筒体侧壁外设有圆柱形外夹套,所述圆柱形外夹套与所述旋流筒体外壁连接构成水力喷射雾化室,所述旋流圆筒体侧壁上均匀开有小孔,所述碱液入口切向接入所述圆柱形外夹套上端;所述碱液出口设于所述旋流喷射吸附器底部。进一步优化的,所述排气套管侧壁外设有圆柱形内夹套,所述圆柱形内夹套与所述排气套管侧壁连接也构成水力喷射雾化室,所述圆柱形内夹套外层均匀开有小孔;所述圆柱形内夹套上端也设有一个碱液入口。较佳的,所述小孔孔径为0.5~5mm。所述的换热除尘装置为单级,或者为多级串连和/或并联;所述的旋流喷射吸附器也可为单级,或者为多级串连和/或并联。所述换热除尘装置可为立式也可为卧式。如有必要,所述换热除尘装置和所述风机均可采用耐高温、耐腐蚀材料。本专利技术的再一目的在于提供一种焚烧尾气余热利用与离心除尘耦合的方法,包括步骤:(a)将焚烧后的高温烟气送入如权利要求1所述的换热除尘装置中进行换热和离心除尘,高温烟气经所述高温烟气入口进入所述中间层换热筒和所述内层出气管之间后盘旋下降;(b)将冷却液自所述冷却液入口送入所述除尘换热装置中,冷却液经所述冷却液入口进入所述冷却腔后沿着所述冷却腔盘旋上升;步骤(a)和(b)同时进行,所述冷却液盘旋方向和所述高温烟气盘旋方向相反,高温烟气中的粉尘受旋转离心力而从高温烟气中分离出来,同时高温烟气与冷却腔中的冷却液换热,进行一次分离和一次换热,高温烟气温度下降后进入所述内层出气管再上升排出,冷却热温度升高后自所述冷却液出口排出;高温烟气经除尘降温后,烟气中的水蒸气凝析变为液相水滴,进一步吸附聚并烟气中的细微粒径灰尘,含尘冷凝水被分离后流出所述中间层换热筒底端并经所述含尘冷凝水出口排出,同时回收水蒸气冷凝释放的汽化潜热,实现二次吸附分离和二次相变换热功能。较佳的,所述冷却液为工艺水或预热油,还可以是常温空气。较佳的高温烟气流动动力由烟囱抽提或外加风机提供,高温烟气初始温度由150~300℃,水蒸气含量由6~15%,粉尘含量由100~400mg/Nm3。较佳的,所述换热除尘装置的压降为0~1500Pa。本专利技术的一较佳实施例中,所述方法处理含有N2、CO2、水气、灰尘、NOx、SO2等多种组分的高温烟气,高温烟气由300℃以上降至100℃以下,水蒸气含量可由10%以上降至6%以下,粉尘含量由400mg/Nm3以上降至50mg/Nm3以下。本专利技术的有益效果在于:1、所述换热除尘装置中的冷却腔,以及所述中间层换热筒和所述内层排气管中间的空间均为环形柱状空间,高温烟气和冷却液可在环形柱状空间逆向盘旋流通进行热交换,这种热交换方式具有较高的换热效率,高温烟气温度得以降低,而冷却液温度升高可用于下游设备的热能利用;与此同时,高温烟气中的粉尘因旋转时在离心力的作用下可从烟气中分离下落。另外,高温烟气经除尘降温后,烟气中的水蒸气凝析变为液相水滴,进一步吸附聚并烟气中的细微粒径灰尘,含尘冷凝水被分离后流出所述中间层换热筒底端并经所述含尘冷凝水出口排出,同时回收水蒸气冷凝释放的汽化潜热。所述换热除尘装置中可实现两次吸附分离和两次相变换热功能,换热、除尘除水同步进行,换热分离效率高,而且结构简单,占地面积小。2、经所述换热除尘装置降温和除尘后的低温烟气再进入所述脱硫除尘单元进行脱硫除尘处理,所述脱硫除尘单元使用旋流喷射吸附器进行脱硫除尘处理效果尤佳。所述旋流喷射吸附器中利用了超重力场强化传质的原理,即含尘含硫的低温烟气进入所述旋流喷射吸附器后切向高速旋转形成超重力场,可持续切割径向喷入的流线型吸附液,烟气和吸附液之间的传质得到强化,吸附液对粉尘和二氧化硫的吸附和反应效率大大提高。而且所述旋流喷射吸附器同时进行除尘和脱硫,相比于传统的除本文档来自技高网...
一种换热除尘装置、包含其的余热利用除尘脱硫系统和余热利用与除尘耦合的方法

【技术保护点】
一种换热除尘装置,其特征在于,其包括共中心轴线的外层冷却罐、中间层换热筒和内层出气管,所述外层冷却罐内设有上隔板和下隔板,所述上隔板和所述下隔板之间形成冷却腔,所述冷却腔底部侧壁设有一个切向接入的冷却液入口,所述冷却腔顶部侧壁设有一个切向接入的冷却液出口,所述外层冷却罐底部设有一个含尘冷凝水出口,所述外层冷却罐顶部设有一个低温烟气出口;所述中间层换热筒设于所述冷却腔中,所述中间层换热筒顶部密封,所述中间层换热筒顶部侧壁设有一个切向接入的高温烟气入口,所述中间层换热筒下部为锥形,所述中间层换热筒底端开口并穿过所述下隔板;所述内层出气管设在所述中间层换热筒中且上端穿过所述中间层换热筒顶部和所述上隔板。

【技术特征摘要】
2016.06.30 CN 20161049457861.一种换热除尘装置,其特征在于,其包括共中心轴线的外层冷却罐、中间层换热筒和内层出气管,所述外层冷却罐内设有上隔板和下隔板,所述上隔板和所述下隔板之间形成冷却腔,所述冷却腔底部侧壁设有一个切向接入的冷却液入口,所述冷却腔顶部侧壁设有一个切向接入的冷却液出口,所述外层冷却罐底部设有一个含尘冷凝水出口,所述外层冷却罐顶部设有一个低温烟气出口;所述中间层换热筒设于所述冷却腔中,所述中间层换热筒顶部密封,所述中间层换热筒顶部侧壁设有一个切向接入的高温烟气入口,所述中间层换热筒下部为锥形,所述中间层换热筒底端开口并穿过所述下隔板;所述内层出气管设在所述中间层换热筒中且上端穿过所述中间层换热筒顶部和所述上隔板。2.一种焚烧尾气余热利用除尘脱硫系统,其特征在于,其包括:换热除尘单元,所述换热除尘单元包括冷却液缓冲罐、冷却液泵以及如权利要求1所述的换热除尘装置,所述冷却液缓冲罐与所述冷却液入口接通,所述冷却液泵设于所述冷却液缓冲罐和所述冷却液入口之间的管道上;脱硫除尘单元,所述脱硫除尘单元包括脱硫装置、气液分离器、碱液缓冲罐和脱硫液泵,所述脱硫装置上设有低温烟气入口、含液烟气出口、碱液入口和碱液出口,所述低温烟气入口与所述低温烟气出口接通,所述碱液入口与所述碱液缓冲罐接通,所述脱硫液泵安装在所述碱液入口和所述碱液缓冲罐出口之间的管道上,所述含液烟气出口与所述气液分离器入口接通,所述气液分离器的气体出口排空,所述气液分离器的液体出口与所述碱液缓冲罐入口接通。3.如权利要求2所述的焚烧尾气余热利用除尘脱硫系统,其特征在于,所述换热除尘装置和所述脱硫装置之间设有风机,所述风机上游、所述冷却液泵下游以及所述脱硫液泵下游分别设有调节阀。4.如权利要求2或3所述的焚烧尾气余热利用除尘脱硫系统,其特征在于,所述脱硫装置为顶部喷淋式脱硫塔。5.如权利要求2或3所述的焚烧尾气余热利用除尘脱硫系统,其特征在于,所述脱硫装置为旋流喷射吸附器,所述旋流喷射吸附器上部为旋流圆筒体,所述低温烟气入口切向接入所述旋流圆筒体顶...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘安林肖翔马良杨根长黄燎云何梦雅李剑平
申请(专利权)人:华东理工大学洛阳涧光特种装备股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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