一種用於垃圾焚燒廢氣處理的煙氣處理系統的製作方法

2023-04-29 17:45:56

本實用新型涉及垃圾焚燒發電技術領域，具體地指一種用於垃圾焚燒廢氣處理的煙氣處理系統。

背景技術：

隨著石油、煤炭等的日益枯竭，能源問題日益突顯於人們面前，除了開發新能源外，現有能源的節約和再利用也成為人們研究的重點領域。

在能源利用技術中，垃圾焚燒發電是把垃圾焚燒廠和垃圾焚燒設備引進、消化吸收再創新的工作，合理的利用了廢棄的垃圾，用來創造能源，符合綠色節能的理念。

在垃圾焚燒發電過程中，垃圾焚燒所產生的廢氣不能夠直接排放，其含有大量的二噁英、硫化物和氮氧化物，需經過處理達標後才能排放，在煙氣處理過程中涉及到煙氣有高溫降至低溫的過程，有時需要對高溫煙氣進行冷卻，有時又需要對低溫煙氣進行加熱，需要合適而又高效的換熱設備以提高能源的利用率，降低煙氣處理的能耗。

授權公告號為CN 201281347 Y的中國實用新型專利公開了一種大容量前置迴轉爐排爐垃圾焚燒發電裝置，其採用脫酸塔和布袋除塵器對垃圾焚燒廢氣進行處理，廢氣再脫酸塔內降溫，沒有合理利用廢氣本身的溫度，不利於節約能源。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是要提供一種用於垃圾焚燒廢氣處理的煙氣處理系統，其適用於垃圾焚燒發電，很好的利用了垃圾焚燒及煙氣本身的熱量，節約了能源，為廢氣處理系統的發展方向提供的新的參考模板。

為實現上述目的，本實用新型所設計的一種用於垃圾焚燒廢氣處理的煙氣處理系統，包括焚燒鍋爐、與所述焚燒鍋爐的煙氣出口相連通的省煤換熱設備以及隨煙氣流向依次相連接的除塵設備，所述除塵設備之後設置有管式氣-氣換熱設備、廢氣酸洗設備和排煙設備；

所述鍋爐上除設置有煙氣出口外，還設置有燃料入口、熱空氣入口和蒸汽加熱盤管；

所述省煤換熱設備通過空氣對煙氣進行初步冷卻，其上設置有與所述熱空氣入口相連通的熱空氣出口；

所述管式氣-氣換熱設備採用氟塑料製成的換熱管實現管程流體與殼程流體的換熱。

作為上述技術方案的優選，煙氣流經所述除塵設備後，先流入廢氣酸洗設備，再流入管式氣-氣換熱設備的殼程，所述管式氣-氣換熱設備的管程走空氣進行冷卻。

廢氣酸洗設備通常為酸洗塔，其將煙氣中的汙染物質分離出來，轉化為無害物質，已達到淨化煙氣的目的，其能夠處理的汙染物主要包括各類酸性氣體、鹼性氣體、鹽類氣體及部分有機氣體；在塔內設置填料以增加氣液兩相的接觸面積，使得汙染物被液體吸收。

作為上述技術方案的優選，所述管式氣-氣換熱設備的殼程下部設置有冷凝水收集器。

作為上述技術方案的優選，煙氣流經所述除塵設備後，先流入管式氣-氣換熱設備的管程，再流入廢氣酸洗設備中，由所述廢氣酸洗設備中流出後再進入所述管式氣-氣換熱設備的殼程進行加熱，被加熱的煙氣流入排煙設備排出。

煙氣在進入煙囪排出之前，需要將其提高到一定的溫度，即煙氣內參與的酸性氣體的露點之上，否則煙氣內的酸性氣體在煙囪內凝結易腐蝕設備和煙囪內壁，在造成設備的損壞。

現有技術往往採用額外的加熱設備對煙氣進行加熱，這樣需要額外增加能耗，不符合節能環保的理念。

作為上述技術方案的優選，煙氣從所述管式氣-氣換熱設備的殼程流出後，經過脫硝設備處理後再從排煙設備排出。

作為上述技術方案的優選，所述脫硝設備包括一個輔助管式氣-氣換熱器、煙氣加熱器和脫硝塔。

作為上述技術方案的優選，煙氣從所述管式氣-氣換熱設備的殼程流出後，先流入所述輔助管式氣-氣換熱器的殼程，進行初步預熱，再流入所述煙氣加熱器內進行加熱，然後進入脫硝塔內進行脫硝，脫硝後的煙氣流入所述輔助管式氣-氣換熱器的管程進行冷卻，後從排煙設備排出。

作為上述技術方案的優選，所述煙氣加熱器採用蒸汽在盤管內對煙氣進行加熱。

脫硝需要的溫度較高，經酸洗設備降溫後的煙氣不能滿足其要求，因此需要額外增加煙氣加熱器對其進行加熱；而經脫硝後的煙氣溫度較高，不能夠直接排放，需要進行降溫處理，因此設置輔助管式氣-氣換熱器對二者進行換熱，一來對酸洗塔排出的煙氣進行預熱，減輕煙氣加熱器的能耗，二來對脫硝後的煙氣進行冷卻，使其達到排放要求。

作為上述技術方案的優選，所述省煤換熱設備為省煤器，所述廢氣酸洗設備為酸洗塔，所述排煙設備為煙囪。

作為上述技術方案的優選，所述除塵設備為靜電除塵設備、噴淋除塵設備、膜除塵設備、布袋除塵設備、旋風除塵設備中的一種或幾種的組合。

一種氣-氣式換熱設備或輔助管式氣-氣換熱器，包括上端的上板密封部和下端的下板密封部，以及設置於所述上板密封部和所述下板密封部之間的若干根換熱管，所述若干根換熱管形成換熱管束，所述換熱管束的四周設置有殼程流體入口和殼程流體出口，以及將所述殼程流體入口和所述殼程流體出口分隔出來的側板；

所述側板上在豎向方向上設置有若干層換熱管孔板，所述換熱管孔板由耐腐蝕材料製成，所述換熱管穿過所述換熱管孔板被安置在換熱器內；

所述側板通常平行且相對的設置，殼程的煙氣貫通兩個側板所形成的通道，那麼殼程煙氣的入口為殼程流體入口，殼程煙氣的出口為殼程流體出口。

所述換熱管孔板為聚四氟乙烯材料製成，質輕、耐腐蝕且成本低廉。

所述上板密封部由若干個單換熱管密封結構組合而成，每一個單換熱管密封結構包括換熱管支撐部以及位於所述換熱管支撐部下方的上板高壓氣密封部；所述換熱管支撐部包括第一上孔板，所述第一上孔板上設置有供換熱管穿過的第一上孔，所述第一上孔板上還設置有支撐件，所述支撐件的下部與所述第一上孔的外沿相接觸，所述換熱管位於所述支撐部的部分設置有內襯管，且所述換熱管的上沿卡接在所述支撐件上；所述第一上孔板的下方設置有與其相間隔的第二上孔板，所述第二上孔板上開設有第二上孔，所述第二上孔與所述第一上孔相適配使得所述換熱管豎直的貫穿所述第一上孔板和所述第二上孔板；所述上板高壓氣密封部位於所述第一上孔板和所述第二上孔板之間的夾層空間內，包括部分換熱管和套接在換熱管上的上板密封套管，所述上板密封套管上開設有上板高壓氣入孔；

所述下板密封部亦由若干個單換熱管密封結構組合而成，每一個單換熱管密封結構包括換熱管限位部以及位於所述換熱管限位部上方的下板高壓氣密封部；換熱管限位部包括第一下孔板，所述第一下孔板上設置有供換熱管穿過的第一下孔，所述第一下孔板的下表面、第一下孔的邊緣處還設置有限位凸起，所述換熱管的下端設置有限位部，所述換熱管遇冷收縮時，所述限位凸起通過阻擋所述限位部實現對所述換熱管的限位；所述第一下孔板的上方設置有與其相間隔的第二下孔板，所述第二下孔板上開設有第二下孔，所述第二下孔與所述第一下孔相適配使得所述換熱管豎直的貫穿所述第一下孔板和所述第二下孔板；所述下板高壓氣密封部位於所述第一下孔板和所述第二下孔板之間的夾層空間內，包括部分換熱管和套接在換熱管上的下板密封套管，所述下板密封套管上開設有下板高壓氣入孔。

換熱管採用防腐材料製成，通常由聚四氟乙烯材料製成。

實際運行時，在所述下板密封套管和所述上板密封套管所在處充入表壓約500Pa的高壓氣體，高壓氣體沿上板高壓氣入孔和下板高壓氣入孔進入到殼程內的換熱煙氣中，並形成風幕，有效防止換熱煙氣從換熱管的上部洩漏。

作為上述技術方案的優選，所述支撐件一體設置，包括位於下部且支撐的設置在所述第一上孔板上的環狀支撐部，以及位於上部的與所述換熱管的外壁相貼合的筒狀支撐部。

作為上述技術方案的優選，所述換熱管的上沿設置有向外翻折的上折邊，所述上折邊與所述換熱管的上壁形成掛鈎結構，所述換熱管通過所述掛鈎結構掛接在所述筒狀支撐部上。

環狀支撐部用於將換熱管的重力傳導至第一上孔板上，提供有效支撐，筒狀支撐部用於提供掛鈎結構掛住的支撐部位，並在箍圈的配合下緊緊包覆住換熱管的外壁。

作為上述技術方案的優選，所述支撐件為花齒卡箍，即所述筒狀支撐部上包括有若干齒狀的空缺。

齒狀的空缺一方面節約了材料成本，另一方面方便平面的材料直接加工成一體的環狀支撐部和筒狀支撐部結構，節約了生產成本。

作為上述技術方案的優選，所述掛鈎結構外設置有箍圈。

作為上述技術方案的優選，所述內襯管為硬質的金屬管，其上部延伸出所述換熱管處設置有擋圈。

內襯管的作用至關重要，首先其防止換熱管的上端受擠壓發生形變，失去密封的基礎，其次內襯管為支撐件、箍圈等提供了可供壓合密封的支撐基礎，內襯管上端的擋圈能夠箍圈、上折邊和支撐件起到遮蓋的作用，防止其脫落，並能保護相對較軟的換熱管上端部分。

作為上述技術方案的優選，所述內襯管的下部包括有與所述上板密封套管相重疊的重疊部。

蓋重疊部使得內襯管不易左右晃動，而受到上板密封套管的限制，整體的密封結構更加穩固。

作為上述技術方案的優選，所述限位部為所述換熱管的下沿向外翻折形成的下折邊，所述下折邊與所述換熱管的外壁形成卡槽結構，所述限位凸起限位時卡接入所述卡槽結構中。

作為上述技術方案的優選，所述限位凸起的外表面為彎曲的弧面，並從上至下向內收攏。

限位凸起卡接入卡槽結構時，與逐漸向內收攏的限位凸起的外表面相接觸，收縮的力越大，則下折邊與限位凸起的結合越緊密，隨著限位凸起外表面的彎曲，其所受的摩擦力和材料本身的回彈力也越大，即在換熱管收縮至與限位凸起相接觸開始，限位凸起的結構會提供換熱管形變的緩衝餘地，其對換熱管的限制力度是逐漸加大的，這樣換熱管形變的應力得到釋放，不會積累，亦不易損壞。

作為上述技術方案的優選，所述上板密封套管的上端焊接在所述第一上孔板上，下端焊接在所述第二上孔板上；所述下板密封套管的上端焊接在所述第二下孔板上，下端焊接在所述第一上孔板上。

作為上述技術方案的優選，所述第二上孔板的下方襯有上板防腐層；所述第二下孔板的下方襯有下板防腐層。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

該煙氣處理系統通過在合適位置設置管式氣-氣換熱器很好的利用了煙氣本身的熱量，進而實現酸洗、脫硝、排放之前的加熱和冷卻目的，大大節約了能耗，相較於一般工藝，可節約蒸汽3.4~3.8噸/小時。

附圖說明

圖1為實施例4所述煙氣處理系統示意圖。

圖2為實施例5所述煙氣處理系統示意圖。

圖3為實施例6所述煙氣處理系統示意圖。

圖4為氣-氣式換熱器立體結構示意圖。

圖5為氣-氣式換熱器上板密封結構的剖面示意圖。

圖6為氣-氣式換熱器下板密封結構的剖面示意圖。

圖7為氣-氣式換熱器上板密封結構的立體示意圖。

圖8為氣-氣式換熱器下板密封結構的立體示意圖。

圖中：換熱管a、上折邊a-1、限位部a-2、焚燒鍋爐01、煙氣出口01-1、燃料入口01-2、熱空氣入口01-3、蒸汽加熱盤管01-4、省煤換熱設備02、熱空氣出口02-1、除塵設備03、管式氣-氣換熱設備04、冷凝水收集器04-1、廢氣酸洗設備05、排煙設備06、脫硝設備07、輔助管式氣-氣換熱器07-1、煙氣加熱器07-2、脫硝塔07-3、上板密封部1、換熱管支撐部11、第一上孔板111、支撐件112、環狀支撐部1121、筒狀支撐部1122、內襯管113、擋圈1131、箍圈114、上板高壓氣密封部12、第二上孔板121、上板密封套管122、上板高壓氣入孔1221、上板防腐層123、下板密封部2、換熱管限位部21、第一下孔板211、限位凸起212、下板高壓氣密封部22、第二下孔板221、下板密封套管222、下板高壓氣入孔2221、下板防腐層223、殼程流體入口3、殼程流體出口4、側板5、換熱管孔板6。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述：

實施例1：參考圖4、圖5和圖6，一種氣-氣式換熱設備，包括上端的上板密封部1和下端的下板密封部2，以及設置於所述上板密封部1和所述下板密封部2之間的若干根換熱管a，所述若干根換熱管a形成換熱管束，所述換熱管束的四周設置有殼程流體入口3和殼程流體出口4，以及將所述殼程流體入口3和所述殼程流體出口4分隔出來的側板5；

所述側板5上在豎向方向上設置有若干層換熱管孔板6，所述換熱管孔板6由耐腐蝕的PTFE材料製成，所述換熱管a穿過所述換熱管孔板6被安置在換熱器內；

所述上板密封部1由若干個單換熱管密封結構組合而成，每一個單換熱管密封結構包括換熱管支撐部11以及位於所述換熱管支撐部11下方的上板高壓氣密封部12；所述換熱管支撐部11包括第一上孔板111，所述第一上孔板111上設置有供換熱管a穿過的第一上孔，所述第一上孔板111上還設置有支撐件112，所述支撐件112一體設置，包括位於下部且支撐的設置在所述第一上孔板111上的環狀支撐部1121，以及位於上部的與所述換熱管a的外壁相貼合的筒狀支撐部1122，所述環狀支撐部1121與所述第一上孔的外沿相接觸；所述換熱管a的上沿設置有向外翻折的上折邊a-1，所述上折邊a-1與所述換熱管a的上壁形成掛鈎結構，所述換熱管a通過所述掛鈎結構掛接在所述筒狀支撐部1122上，所述掛鈎結構外還設置有彈性的箍圈114；

所述換熱管a位於所述支撐部11的部分設置有硬質的金屬內襯管113，其上部延伸出所述換熱管a處設置有擋圈1131；

所述第一上孔板111的下方設置有與其相間隔的第二上孔板121，所述第二上孔板121上開設有第二上孔，所述第二上孔與所述第一上孔相適配使得所述換熱管a豎直的貫穿所述第一上孔板111和所述第二上孔板121；所述上板高壓氣密封部12位於所述第一上孔板111和所述第二上孔板121之間的夾層空間內，包括部分換熱管a和套接在換熱管a上的上板密封套管122，所述上板密封套管122上開設有上板高壓氣入孔1221；

所述內襯管113的下部包括有與所述上板密封套管122相重疊的重疊部；

所述下板密封部2亦由若干個單換熱管密封結構組合而成，每一個單換熱管密封結構包括換熱管限位部21以及位於所述換熱管限位部21上方的下板高壓氣密封部22；換熱管限位部21包括第一下孔板211，所述第一下孔板211上設置有供換熱管a穿過的第一下孔，所述第一下孔板211的下表面、第一下孔的邊緣處還設置有限位凸起212，所述限位凸起212的外表面為彎曲的弧面，並從上至下向內收攏；

所述換熱管a的下端設置有限位部a-2，所述限位部a-2為所述換熱管a的下沿向外翻折形成的下折邊，所述下折邊與所述換熱管a的外壁形成卡槽結構，所述限位凸起212限位時卡接入所述卡槽結構中；

所述第一下孔板211的上方設置有與其相間隔的第二下孔板221，所述第二下孔板221上開設有第二下孔，所述第二下孔與所述第一下孔相適配使得所述換熱管a豎直的貫穿所述第一下孔板211和所述第二下孔板221；所述下板高壓氣密封部22位於所述第一下孔板211和所述第二下孔板221之間的夾層空間內，包括部分換熱管a和套接在換熱管a上的下板密封套管222，所述下板密封套管222上開設有下板高壓氣入孔2221；

所述上板密封套管122的上端焊接在所述第一上孔板111上，下端焊接在所述第二上孔板121上；所述下板密封套管222的上端焊接在所述第二下孔板221上，下端焊接在所述第一上孔板211上。

實施例2：參考圖4、圖5和圖6，與實施例1的不同之處在於，所述支撐件112為花齒卡箍，即所述筒狀支撐部1122上包括有若干齒狀的空缺。

實施例3：參考圖4、圖5和圖6，與實施例1的不同之處在於，所述第二上孔板121的下方襯有上板防腐層123；所述第二下孔板221的下方襯有下板防腐層223，所述上板防腐層123與所述下板防腐層223由PTFE材料製成。

實施例4：參考圖1，一種用於垃圾焚燒廢氣處理的煙氣處理系統，包括焚燒鍋爐01、與所述焚燒鍋爐01的煙氣出口01-1相連通的省煤換熱設備02以及隨煙氣流向依次相連接的除塵設備03，所述除塵設備03之後設置有管式氣-氣換熱設備04、廢氣酸洗設備05和排煙設備06，所述管式氣-氣換熱設備04採用氟塑料製成的換熱管a實現管程流體與殼程流體的換熱，管式氣-氣換熱設備04的殼程下部設置有冷凝水收集器04-1；

煙氣流經所述除塵設備03後，先流入廢氣酸洗設備05，再流入管式氣-氣換熱設備04的殼程，所述管式氣-氣換熱設備04的管程走空氣進行冷卻；

所述鍋爐01上除設置有煙氣出口01-1外，還設置有燃料入口01-2、熱空氣入口01-3和蒸汽加熱盤管01-4；

所述省煤換熱設備02通過空氣對煙氣進行初步冷卻，其上設置有與所述熱空氣入口01-3相連通的熱空氣出口02-1；

所述省煤換熱設備02省煤器，所述廢氣酸洗設備05為酸洗塔，所述排煙設備06為煙囪。

所述除塵設備03為靜電除塵設備。

實施例5：參考圖2，一種用於垃圾焚燒廢氣處理的煙氣處理系統，包括焚燒鍋爐01、與所述焚燒鍋爐01的煙氣出口01-1相連通的省煤換熱設備02以及隨煙氣流向依次相連接的除塵設備03，所述除塵設備03之後設置有管式氣-氣換熱設備04、廢氣酸洗設備05和排煙設備06，所述管式氣-氣換熱設備04採用氟塑料製成的換熱管a實現管程流體與殼程流體的換熱；

煙氣流經所述除塵設備03後，先流入管式氣-氣換熱設備04的管程，再流入廢氣酸洗設備05中，由所述廢氣酸洗設備05中流出後再進入所述管式氣-氣換熱設備04的殼程進行加熱，被加熱的煙氣流入排煙設備06排出；

所述鍋爐01上除設置有煙氣出口01-1外，還設置有燃料入口01-2、熱空氣入口01-3和蒸汽加熱盤管01-4；

所述省煤換熱設備02通過空氣對煙氣進行初步冷卻，其上設置有與所述熱空氣入口01-3相連通的熱空氣出口02-1；

所述省煤換熱設備02省煤器，所述廢氣酸洗設備05為酸洗塔，所述排煙設備06為煙囪。

所述除塵設備03為膜除塵設備。

實施例6：參考圖3，與實施例5的不同之處在於，煙氣從所述管式氣-氣換熱設備04的殼程流出後，經過脫硝設備07處理後再從排煙設備06排出，所述脫硝設備07包括一個輔助管式氣-氣換熱器07-1、煙氣加熱器07-2和脫硝塔07-3，所述煙氣加熱器07-2採用蒸汽在盤管內對煙氣進行加熱；

煙氣從所述管式氣-氣換熱設備04的殼程流出後，先流入所述輔助管式氣-氣換熱器07-1的殼程，進行初步預熱，再流入所述煙氣加熱器07-2內進行加熱，然後進入脫硝塔07-3內進行脫硝，脫硝後的煙氣流入所述輔助管式氣-氣換熱器07-1的管程進行冷卻，後從排煙設備06排出；

所述除塵設備03為旋風除塵設備和布袋除塵設備的組合。