基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收工艺及系统技术方案

一种基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收工艺及系统，包括以下步骤：将热烟气从所述填料降温塔的侧面注入，分别从填料降温塔的顶部和填料初冷塔的顶部喷淋冷却水，热烟气与冷却水及微界面高比表面积亲水填料十字错流接触，得到净化后的烟气和升温后的冷却水；分别从增湿塔的顶部和除湿塔的顶部喷淋循环水，升温后的冷却水进入增湿塔的内部，与环境空气和循环水接触降温，得到含湿空气；含湿空气从除湿塔的顶部进入，与环境空气和循环水接触，进行降温和解析水分，解决了传统的烟气脱白与水分回收方法存在的因回收工艺复杂和回收能耗较高，从而导致回收效率较低的技术问题，属于烟气脱白与水分回收技术领域。属于烟气脱白与水分回收技术领域。属于烟气脱白与水分回收技术领域。

【技术实现步骤摘要】
基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收工艺及系统


[0001]本申请涉及烟气脱白与水分回收
，尤其涉及一种基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收工艺及系统。

技术介绍

[0002]水是地球上最重要的自然资源之一，是人们生活生产中不可或缺的一项重要资源。水资源是促进全社会经济可持续发展、推动工业文明进步的重要要素。然而，可供人类直接利用的地下水和淡水尚不到其总量的0.36％；中国水资源总量为2.8万亿立方米，位列世界第6位，但人均水资源量仅为世界平均水平的25％，被联合国列为世界上最贫水的13个国家之一。按照国际公认的标准，人均水资源低于3000立方米为轻度缺水；人均水资源低于2000立方米为中度缺水；人均水资源低于1000立方米为重度缺水；人均水资源低于500立方米为极度缺水。中国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线，有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500立方米，为极度缺水地区。我国城市水资源存在极其匮乏且涉及面广的问题，全国城市每年缺水60亿m3，每年因缺水造成的经济损失约2000
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4000亿元，涉及和影响的领域包括：工业、农业、建筑业、居民生活等，严重的缺水问题导致我国城镇现代化建设进程、GDP的增长和居民生活水平的提高都受到了限制。
[0003]另一方面，我国每年在燃煤热电、钢铁、焦化、水泥、建材、有色金属、石油化工等行业排放到大气中的水分超过160亿吨。以煤电和热电行业为例，每燃烧1吨标煤，湿烟气带走水分1吨、循环水冷却塔排水5吨。钢铁行业每生产1吨钢，放散1.5吨水分，全行业每年排放水分约15亿吨。煤焦化行业每湿熄1吨焦炭，排放0.5吨水分，焦炉烟道气湿法脱硫、干法脱硫都排放水分，合计煤焦化行业每年向大气排放水分超过2亿吨。在燃气行业每燃烧1立方米天然气，会产生2立方米、1.55千克水蒸气，全国每年排放超过3亿吨水分。这些排放到大气中的白烟不仅带来视觉污染，而且，宝贵的水资源白白浪费。更无助于除雾霾、节水和节能。
[0004]我们知道，烟气中的水蒸气密度为0.804kg/m3，比空气轻，离开烟囱后很容易上升，与环境低温空气混合降温后，水蒸气饱和冷凝为水滴，水滴的密度是1000kg/m3，颗粒极细、密度远比空气大的水滴在大气层中悬浮累积形成雾，雾滴对光线产生折射、散射，使烟羽呈现出白色或者灰色，俗称“大白烟”，影响飞行和高速公路交通。通过风、雨、雪可以刮走或凝结降落，遇静稳天气，浓雾就像一个大盖子，本身就有溶解性颗粒物析出，还吸收其他污染源颗粒物、阻隔其扩散，在雾层中累积，就形成了雾霾，这就是我国频繁出现雾霾的成因和过程。
[0005]因此，烟气脱白，并回收这部分非常规水资源，对我国具有重要的意义。采用以除湿为基础的烟气脱白，假设回收70％烟气中的水分，全国每年可以回收相当于100多亿吨水蒸气和所含的热量，具有相当显著的节能效益。然而，目前烟气脱白技术主要是“喷淋降温+溴化锂吸收式热泵”组合与“喷淋降温+电磁感应升温脱白”技术，使烟气温度从50℃降低到
25℃，湿度从14％降低到3％，这些技术要么工艺上有“冷热病”，反复降温和升温，导致能耗高，要么就是采用溴化锂等吸收式热泵技术投资高。
[0006]加湿冷却
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除湿回收水分技术被认为是具有发展前景的技术之一。热烟气与冷却水在填料塔内接触降温，冷却水升温后再通过增湿
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除湿填料塔工艺回收水分。根据牛顿冷却定理，Q＝KA(T
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T0),(Q为传热量；K为传热系数；A为传热面积；T
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T0为传热温差)，为了提高传质和传热的效率，填料塔内的填料面积越大越好，越具有亲水性越好；填料塔的设计也极为重要，尽可能提高Re数和K。同时，为了提高整体系统的性能，多级多效喷淋水回收热能和饱和水蒸气也是主要的手段。鉴于此，本专利技术基于前期研制的微界面高比表面积规整填料、错流床填料喷淋塔与逆流增湿
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除湿填料塔空气水分回收的方法，设计一种利用微界面高比表面积亲水规整填料烟气脱白与水分回收新工艺。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于提供一种基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收工艺及系统，旨在解决传统的烟气脱白与水分回收方法存在的因回收工艺复杂和回收能耗较高，从而导致回收效率较低的技术问题。
[0008]本申请实施例的第一方面提供了基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收工艺，用于对热烟气进行回收处理，包括以下步骤：
[0009]S1、在填料降温塔、填料初冷塔、增湿塔以及除湿塔的内部装入微界面高比表面积亲水填料，将所述热烟气从所述填料降温塔的侧面注入；
[0010]S2、分别从所述填料降温塔的顶部和所述填料初冷塔的顶部向所述填料降温塔的内部和所述填料初冷塔的内部喷淋冷却水，所述热烟气与所述冷却水及所述微界面高比表面积亲水填料在所述填料降温塔的内部和所述填料初冷塔的内部十字错流接触，得到净化后的烟气和升温后的冷却水；
[0011]S3、分别从增湿塔的顶部和除湿塔的顶部向所述增湿塔的内部和所述除湿塔的内部喷淋循环水，升温后的所述冷却水从增湿塔的底部进入所述增湿塔的内部，与环境空气和所述循环水接触降温，得到含湿空气；
[0012]S4、所述含湿空气从所述除湿塔的顶部进入所述除湿塔的内部，与环境空气和所述循环水接触，进行降温和解析水分。
[0013]在其中一实施例中，从所述增湿塔顶部出来的冷却水在所述除湿塔内部与所述循环水通过冷却盘管与环境空气接触降温，得到混合空气，所述混合空气排入烟气进口。
[0014]在其中一实施例中，所述微界面高比表面积亲水填料的比表面积为3000m2/m3，堆积密度为320－650kg/m3，空隙率为70－90％，F因子为1.5－3.5，波距为10－55mm，齿形角为30－80。
[0015]在其中一实施例中，所述微界面高比表面积亲水填料的表面涂覆有Al2O3‑
MnO2复合物。
[0016]在其中一实施例中，所述填料降温塔和所述填料初冷塔的烟气进出口处分别设置斜板，所述热烟气中的水蒸气在进入所述填料降温塔和所述填料初冷塔的内部降温后形成水滴降落。
[0017]在其中一实施例中，所述增湿塔的底部和所述除湿塔的底部设有空气进口格栅，
所述环境空气从所述空气进口格栅进入到所述增湿塔和所述除湿塔的内部。
[0018]本申请实施例的第二方面提供了一种基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收系统，包括填料降温塔、填料初冷塔、增湿塔以及除湿塔，所述填料降温塔、所述填料初冷塔、所述增湿塔以及所述除湿塔的内部均设有微界面高比表面积亲水填料，热烟气与冷却水及所述微界面高比表面积亲水填料在所述填料降温塔的内部和所述填料初冷塔的内部十字错流接触，得到净化后的烟气和升温后的冷却水，升温后的所述冷却水从增湿塔的底部进入所述增湿塔的内部，与环境空气和所述循环水接触降温，得到含湿空气，所述含湿空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收工艺，用于对热烟气进行回收处理，其特征在于，包括以下步骤：S1、在填料降温塔、填料初冷塔、增湿塔以及除湿塔的内部装入微界面高比表面积亲水填料，将所述热烟气从所述填料降温塔的侧面注入；S2、分别从所述填料降温塔的顶部和所述填料初冷塔的顶部向所述填料降温塔的内部和所述填料初冷塔的内部喷淋冷却水，所述热烟气与所述冷却水及所述微界面高比表面积亲水填料在所述填料降温塔的内部和所述填料初冷塔的内部十字错流接触，得到净化后的烟气和升温后的冷却水；S3、分别从增湿塔的顶部和除湿塔的顶部向所述增湿塔的内部和所述除湿塔的内部喷淋循环水，升温后的所述冷却水从增湿塔的底部进入所述增湿塔的内部，与环境空气和所述循环水接触降温，得到含湿空气；S4、所述含湿空气从所述除湿塔的顶部进入所述除湿塔的内部，与环境空气和所述循环水接触，进行降温和解析水分。2.根据权利要求1所述的一种基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收工艺，其特征在于，从所述增湿塔顶部出来的冷却水在所述除湿塔内部与所述循环水通过冷却盘管与环境空气接触降温，得到混合空气，所述混合空气排入烟气进口。3.根据权利要求1所述的一种基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收工艺，其特征在于，所述微界面高比表面积亲水填料的比表面积为3000m2/m3，堆积密度为320－650kg/m3，空隙率为70－90％，F因子为1.5－3.5，波距为10－55mm，齿形角为30－80。4.根据权利要求1所述的一种基于水冷与空冷结合的烟气脱白与水分回收工艺，其特征在于，所述微界面高比表面积亲水填料的表面涂覆有Al2O3‑
MnO2复合物。5.根据权利要求1所述的一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌豹，李栋，李春虎，
申请(专利权)人：威海金宏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：