一种降低烟气污染物排放的排放装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103170208 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103170208 A *CN103170208A* (21)申请号 201310095879.8 (22)申请日 2013.03.25 B01D 50/00(2006.01) B01D 53/18(2006.01) (71)申请人 哈尔滨工程大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通 大街 145 号哈尔滨工程大学科技处知 识产权办公室 (72)发明人 王忠义 王松 孙涛 孙海鸥 曲永磊 栾一刚 李飞 赵政衡 (74)专利代理机构 哈尔滨市船大专利事务所 23201 代理人 张耀华 (

2、54) 发明名称 一种降低烟气污染物排放的排放装置 (57) 摘要 本发明的目的在于提供一种降低烟气污染物 排放的排放装置， 包括烟气通道、 雾化结晶装置、 热管换热器， 热管换热器包括依次相连的蒸发段、 绝热段、 凝结段， 蒸发段位于烟气通道里， 凝结段 位于雾化结晶装置里， 绝热段位于烟气通道和雾 化结晶装置之间， 在烟气通道里、 蒸发段的后方依 次设置喷水装置和气液分离装置， 气液分离装置 连通溶液收集器， 溶液收集器通过管路和泵连通 雾化结晶装置的入口， 雾化结晶装置的入口设有 高压喷头。本发明能够有效的降低高温烟气的温 度， 降低排气对大气的污染， 同时具有对上游气流 影响小， 耗能

3、少、 效率高、 集成度高、 占用空间小等 优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103170208 A CN 103170208 A *CN103170208A* 1/1 页 2 1. 一种降低烟气污染物排放的排放装置， 其特征是 ： 包括烟气通道、 雾化结晶装置、 热 管换热器， 热管换热器包括依次相连的蒸发段、 绝热段、 凝结段， 蒸发段位于烟气通道里， 凝 结段位于雾化结晶装置里， 绝热段位于烟气通道和雾化结晶装置之间，

4、在烟气通道里、 蒸发 段的后方依次设置喷水装置和气液分离装置， 气液分离装置连通溶液收集器， 溶液收集器 通过管路和泵连通雾化结晶装置的入口， 雾化结晶装置的入口设有高压喷头。 2. 根据权利要求 1 所述的一种降低烟气污染物排放的排放装置， 其特征是 ： 所述的凝 结段交错布置在雾化结晶装置里， 且高于蒸发段。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种降低烟气污染物排放的排放装置， 其特征是 ： 雾化 结晶装置的出口设置溶液存储器。 权 利 要 求 书 CN 103170208 A 2 1/2 页 3 一种降低烟气污染物排放的排放装置 技术领域 0001 本发明涉及的是一种降低烟气排放的排

5、放装置。 背景技术 0002 锅炉， 发动机等设备中， 石化能源燃烧产生的烟气中含有 SOx、 NOx等污染物， 直接 排放会造成大气污染， 同时在烟气通道中不处理也容易出现酸露点腐蚀现象。如果对烟气 不加处理直接排放， 不仅会对大气产生污染， 对于高温烟气 （150） 左右中的热量也是浪 费。 0003 目前， 对于烟气污染物处理及控制技术已经取得很大进展， 常用的方法有 ： 使用碱 性物质中和烟气中酸性气体， 使烟气脱硫得到净化 ； 另外也有使用活性炭纤维等强吸附性 物质对烟气中污染物进行物理吸附处理， 以上方法虽然有在研究和使用， 但也受到限制， 比 如工艺复杂， 烟气流量较大时处理效率

6、低等。专利 200910062370.7 中的烟气污染物去除方 法为活性炭碳纤维， 同时采用了一、 二级反应器， 烟气首先经降温后顺次通过， 活性炭吸附 其中的污染物， 净化后的烟气再经加热后排放。 由于活性炭本身吸附能力有限， 而且存在饱 和的问题， 这里就需要通过水喷淋洗涤脱除产物， 工艺复杂， 而且处理烟气流量不大。专利 200820155469.2 中的烟气净化排放一体化设备， 把脱硫工艺应用到烟气净化中， 不需对原 烟囱进行改造， 但其设备占用空间大， 保温等设备成本较多， 仅适用于大型锅炉排烟。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供能够解决烟气排放处理系统空间较大、 处理效率不

7、高， 工 艺复杂等问题的一种降低烟气污染物排放的排放装置。 0005 本发明的目的是这样实现的 ： 0006 本发明一种降低烟气污染物排放的排放装置， 其特征是 ： 包括烟气通道、 雾化结晶 装置、 热管换热器， 热管换热器包括依次相连的蒸发段、 绝热段、 凝结段， 蒸发段位于烟气通 道里， 凝结段位于雾化结晶装置里， 绝热段位于烟气通道和雾化结晶装置之间， 在烟气通道 里、 蒸发段的后方依次设置喷水装置和气液分离装置， 气液分离装置连通溶液收集器， 溶液 收集器通过管路和泵连通雾化结晶装置的入口， 雾化结晶装置的入口设有高压喷头。 0007 本发明还可以包括 ： 0008 1、 所述的凝结段

8、交错布置在雾化结晶装置里， 且高于蒸发段。 0009 2、 雾化结晶装置的出口设置溶液存储器。 0010 本发明的优势在于 ： 本发明能够有效的降低高温烟气的温度， 降低排气对大气的 污染， 同时具有对上游气流影响小， 耗能少、 效率高、 集成度高、 占用空间小等优点。 附图说明 0011 图 1 为本发明的结构示意图 ； 0012 图 2 为本发明的气液走向示意图 ； 说 明 书 CN 103170208 A 3 2/2 页 4 0013 图 3 为本发明的立体结构图。 具体实施方式 0014 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述 ： 0015 结合图13， 本发明主要组成包括烟气通道1、

9、 热管换热器 （包括凝结段6、 绝热段 5 和蒸发段 2） 、 喷水装置 3、 气液分离装置 4、 溶液收集器 8、 雾化结晶装置 7 等。在烟气道中 按气流的流动方向依次布置着热管换热器凝结段 6， 喷水装置 3 和气液分离装置 4。在通过 平行的热管管排组成的热管换热器的蒸发段 2 后， 烟气温度降低， 其中的水蒸气出现结露， 部分烟气中的排放污染物溶于水雾之中。烟气在通过喷水装置 3 时， 喷出的水雾溶解更多 的排放污染物 ； 最后烟气在通过气液分离装置 4 时进行气液两相分离。气液分离装置 4 分 离出的液体在重力的作用下， 收集于置于其下端的溶液收集器 8 中。溶液收集器 8 中的溶

10、 液通过泵经管道进入雾化结晶装置 7， 经高压喷头雾化后， 形成雾化的小液滴。液滴在吸收 热管换热器蒸发段 2 传递的热量后， 其中的水份蒸发， 达到过饱并结晶。结晶颗粒在重力作 用下降以得到分离。蒸发过程中形成的蒸汽可以冷凝成水， 作为锅炉水循环使用。 0016 蒸发段 2 置于烟气通道中， 凝结段 2 伸入到雾化结晶装置 7 的加热室中， 且凝结段 2 呈交错排列。热管换热器的凝结段 6 高于蒸发段 2。气液分离装置 4 为折板分离器， 其下 方设置有一收集污水的溶液收集器8。 雾化结晶装置7包含有高压喷头和蒸汽引出管路、 阀 门等， 在其入口设有一高压喷口对进入其中的污水进行雾化处理。同

11、时雾化结晶装置 7 的 蒸汽排出口可以设置一冷凝器， 对蒸汽进行冷却。烟气通道 1 和雾化结晶装置 7 一般就近 布置。雾化结晶装置 7 的凝结段 6 高于蒸发段 2。 0017 本发明的工作过程 ： 0018 结合图 1 和图 2， 燃烧排出的高温烟气中含有水蒸气、 空气、 CO2、 SOx、 NOx等组分， 也 含有少量粉尘。 在流经烟气道设有平行的热管管排蒸发段的前段时， 烟气的温度迅速降低， 达到结露点， 其中的水蒸气凝结成小液滴， 烟气中的硫氧化物溶于其中形成酸性液滴。 在通 过喷水装置时， 排放污染物被喷出的水雾进一步溶解 ； 在烟气道的后段， 烟气在气液分离装 置中在惯性的作用下

12、进行气液两相分离。分离出的液体在重力的作用下， 收集于置于其下 方的溶液收集器中。溶液收集器中的溶液通过泵经管道进入雾化结晶装置， 经高压喷头雾 化后形成小液滴。液滴在吸收热管换热器蒸发段传递的热量后， 水份蒸发， 达到过饱并结 晶。接着， 结晶颗粒在重力作用下降得到分离。雾化结晶装置的蒸发过程中形成的蒸汽可 以冷凝成水， 作为锅炉水循环使用。 0019 在热管换热器中， 工作液在热管蒸发段吸收烟气中的热量汽化， 在压差的作用下 流向另一端。 同时， 汽化的工作液在冷凝段凝结， 在在毛细抽吸力和重力的双重作用下回流 到蒸发段， 重新吸收热量。 说 明 书 CN 103170208 A 4 1/2 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103170208 A 5 2/2 页 6 图 3 说 明 书 附 图 CN 103170208 A 6