一種循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的方法及裝置與流程

2023-06-02 01:34:01 1

本發明涉及提水方法及裝置，尤其涉及一種循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的方法及裝置，具體地說是一種用於火電、冶金、鋼鐵、化工、建材等相關領域的排煙降溫提水降煙羽、節能方法及裝置。

背景技術：

綠色發展是當今社會、經濟的發展主題，綠色發展的要求即是環保與節能。目前，火電廠的煙氣排放已受到人們的普遍關注，因此有效的節約能源以及降低汙染物排放是我國能源領域可持續發展所面臨的嚴峻挑戰。

目前鍋爐機組大多採用溼法脫硫技術，由於進入脫硫塔的煙氣溫度較高（一般在100℃以上），經脫硫塔噴淋層噴淋和除霧器衝洗後，一方面煙氣中攜帶大量水汽，另一方面脫硫塔需要大量補水，造成大量的水耗和電耗。

脫硫塔出口煙氣溫度一般在50℃左右，由於煙囪出口環境溫度較低，煙氣中的水分冷凝成大量水霧，不僅帶來「視覺汙染」，更是造成水資源的嚴重浪費。

目前工業上常用的間接換熱降溫節水設備主要有列管式換熱器，由於脫硫淨煙氣中氯離子濃度較高，ph值較低，材質的選擇多為耐腐蝕的氟橡膠換熱管。但氟橡膠換熱管存在換熱效率低、整套設施佔地面積大、一次性投資高、能耗高及施工周期長等問題，因此急需尋求一種安全穩定、簡潔高效的新型降溫提水降煙羽、節能的技術路線。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的方法及裝置，解決傳統換熱提水器效率低等技術問題。

本發明的技術方案如下：

一種循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的方法，將處於流場中的高溫煙氣先通過換熱手段進行換熱，換熱後產生的熱能用於循環利用，換熱後煙氣析出大量霧滴，然後通過聲波團聚的方式將霧滴團聚，再將團聚後的霧滴收集並固液氣分離，提水回用。

進一步地，所述的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的方法，聲波團聚採用高頻、低頻或可調頻聲波中的一種或幾種的組合進行團聚。

進一步地，所述的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的方法，霧滴收集採用離心的方式進行。

一種循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置，包括煙氣流通腔體，煙氣流通腔體中從腔體入口到腔體出口依次設置有循環降溫裝置、聲波發生裝置和除霧提水裝置。

進一步地，所述的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置，循環降溫裝置為通過液態工質吸熱汽化和放熱液化進行循環換熱的裝置，具體包括內部真空的密閉管殼，管殼內部具有豎直方向的毛細孔結構，內部填充液態工質；密閉管殼下部沿豎直方向伸入煙氣流通腔體內部，密閉管殼上部設置於煙氣流通腔體外部，通過煙氣流通腔體中的高溫煙氣流加熱使得液態工質汽化進入密閉管殼上部，密閉管殼上部的外部通過低溫氣流換熱，使得汽化後的液態工質放熱液化，沿毛細孔結構流入密閉管殼下部進行再次換熱循環。

進一步地，所述的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置，聲波發生裝置為低頻聲波發生器、高頻聲波發生器或可調頻聲波發生器中的任意一種或一種以上的組合。

進一步地，所述的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置，除霧提水裝置為能夠對流場中攜帶液滴的氣流進行氣液分離的裝置。

進一步地，所述的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置，通過液態工質吸熱汽化和放熱液化進行循環換熱的裝置包括密閉管殼、換熱腔和送風機，其中密閉管殼設置於換熱腔內部，換熱腔入口敞口，換熱腔出口通過管道與送風機連通。

進一步地，所述的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置，換熱腔入口處還可以設置有空氣過濾器。

以上任一項所述的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置在高溫煙氣脫硫、除塵或提水除煙羽中的應用。

本發明提供的循環降溫及聲波團聚提水方法應用於除霧提水系統及深度除塵領域，該技術具有適應性強，可靠性高，一次性投資低，運行及維護費用低，施工周期短，幾乎不佔面積，不產生二次汙染等諸多優點，不會對用戶設施產生任何的副作用，對用戶運行維護不會增加任何的負擔，應用前景廣闊。

本發明提供的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的方法及裝置，通過循環降溫裝置迅速降低高溫煙氣的溫度，使得其中的水汽液化析出，部分具有揮發性的鹽等以晶體形式析出，同時再利用特定頻率和一定強度的聲波對析出的霧滴進行團聚，霧滴經團聚後可以攜帶高溫煙氣中的顆粒物（包括析出的鹽晶體），促進霧滴、顆粒物之間的相互團聚並形成較大的液固包裹物，團聚形成的液固包裹物最後通過除霧提水裝置收集並分離再利用，實現了高溫煙氣除塵提水過程中的高度協同增效作用，極大地增強了提水除塵效果，同時很好的降低了煙羽的排放。

本發明能夠充分利用煙氣餘熱，達到熱能與提水的再循環利用，該技術若運用到溼法脫硫中能夠節約脫硫系統用水。

本發明增強了系統的換熱能力，餘熱回收率高，提高了鍋爐熱效率。

本發明通過循環降溫、聲波團聚及除霧提水三重聯合作用，有效實現固液氣分離，可高效提水，同時能夠深度協同處理超細顆粒物汙染，實現超低排放，降低煙羽。

附圖說明

圖1為本發明實施例1提供的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置示意圖；

圖2為本發明實施例1提供的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置中循環降溫裝置循環降溫原理示意圖；

圖3為本發明實施例1提供的循環降溫裝置示意圖；

圖4為本發明實施例2提供的循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置示意圖；

以上圖1-圖4中，1為煙氣流通腔體，21為通過液態工質吸熱汽化和放熱液化進行循環換熱的裝置，211為密閉管殼，212為換熱腔，213為送風機，3為聲波發生裝置，4為除霧提水裝置，5為空氣過濾器，6為溼法脫硫塔，7為煙囪。

具體實施方式：

實施例1

本實施例提供了一種循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的方法，具體為將處於流場中的高溫煙氣先通過換熱手段進行換熱，換熱後產生的熱能用於循環利用，換熱後煙氣析出大量霧滴，然後通過聲波團聚的方式將霧滴團聚，再將團聚後的霧滴收集並固液氣分離，提水回用。其中聲波團聚採用高頻、低頻或可調頻聲波中的一種或幾種的組合進行團聚；霧滴收集可以採用離心的方式進行。以上高溫煙氣可以為火電、冶金、鋼鐵、化工、建材等領域的生產設備中產生的待除塵、脫硫、提水除煙羽的高溫煙氣。以下通過上述方法的具體應用進行說明：

如圖1所示，提供了一種循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置，包括煙氣流通腔體1，煙氣流通腔體1中從腔體入口到腔體出口依次設置有循環降溫裝置2、聲波發生裝置3和除霧提水裝置4，其中循環降溫裝置2為通過液態工質吸熱汽化和放熱液化進行循環換熱的裝置。該裝置的具體循環降溫原理圖如圖2所示，包括內部真空的密閉管殼，管殼內部具有豎直方向的毛細孔結構，內部填充液態工質，密閉管殼下部深入待換熱區域作為受熱側，密閉管殼上部伸出作為放熱側，受熱側受熱後，液態工質汽化後進入密閉管殼上部，密閉管殼上部的外面通過冷流體進行換熱，使得汽化後的液態工質放熱液化，沿毛細孔結構流回密閉管殼下部，繼續受熱汽化後進行換熱循環。

如圖3所示，為以上通過液態工質吸熱汽化和放熱液化進行循環換熱的裝置示意圖，包括內部真空的密閉管殼211、換熱腔212和送風機213；其中密閉管殼211內部設置有豎直方向的毛細孔結構，內部填充液態工質；密閉管殼211下部沿豎直方向伸入煙氣流通腔體1內部，密閉管殼211上部設置於煙氣流通腔體1外部，通過煙氣流通腔體1中的高溫煙氣流加熱使得液態工質汽化進入密閉管殼211上部，密閉管殼211上部的外部通過低溫氣流換熱，使得汽化後的液態工質放熱液化，沿毛細孔結構流入密閉管殼211下部進行再次換熱循環。密閉管殼211設置在換熱腔212的內部，換熱腔212入口敞口，換熱腔212出口通過管道與送風機213連通。在運行過程中，通過送風機213進行冷風換熱，將密閉管殼211上部汽化後的液態工質熱量換出，液化工質放熱後繼續進行換熱循環，換熱後的冷風溫度升高進行循環利用，從而實現了循環降溫過程。

實施例2

本實施例採用了實施例1中所述的通過液態工質吸熱汽化和放熱液化進行循環換熱的裝置，具體如圖4所示，循環降溫及聲波團聚提水降煙羽的裝置的煙氣流通腔體入口與溼法脫硫塔6相連接，腔體出口與煙囪7連接；其中通過液態工質吸熱汽化和放熱液化進行循環換熱的裝置21的換熱腔212入口處還設置有空氣過濾器5，可以對冷空氣進行過濾，保持空氣的清潔，聲波發生裝置3設置4組，其中3組高頻聲波發生器，1組低頻聲波發生器，通過不同聲波的協同作用提高除塵提水效果。來自溼法脫硫塔6的高溫煙氣經過通過液態工質吸熱汽化和放熱液化進行循環換熱的裝置21時，換熱使得高溫煙氣溫度降低，其中的水霧析出，同時部分具有揮發性的鹽等以晶體形式析出，在聲波發生裝置3的聲波作用下迅速團聚，水霧液滴攜帶煙塵和鹽粒聚合變大，同時析出大量水，最後經除霧提水裝置4分離，清潔煙氣經煙囪7排出或進入下一級處理。通過液態工質吸熱汽化和放熱液化進行循環換熱的裝置21換熱後產生的熱風通過送風機213送入鍋爐中再次利用，提高熱能利用效率，節約鍋爐能源。

本發明除霧提水裝置4為能夠對流場中攜帶液滴的氣流進行氣液分離的裝置，可以選擇符合分離要求的常用除霧器、氣液分離器以及基於流場轉換的分離裝置等。