一种高效烟气水洗热回收装置.pdf

本发明提供一种高效烟气热回收设备，它能够将烟气中的浮尘与废热通过水洗的方式进行过滤与热回收，水洗废烟中的浮尘，有利于减少烟气对环境的污染，也便于烟气内的浮尘等有害物质在水洗过程中集中收集，为废弃物的收集浓缩后集中处理创超条件，水洗烟气过程中，不仅截留有害物质同时还截留了烟气中的热能，实现热能热回收，就近提取，生产热水既方便热回收也方便热储存，取得廉价热水有利于直接获取经济效益，让大气治理的投入从节能中获得回报，让节能投入取得减少空气污染的意外收获，是一种采用引入智能控制与热泵技术的四级水洗四级热回收的阶梯减排，阶梯热回收提供热水的设备。

1.  一种烟气水洗热回收装置，其特征在于：所述烟气水洗装置的结构由，进烟口(1)第一级烟道(2-1)喷雾组件喷头(3-1)喷淋组件(3-2)过滤器(4)过滤填料(6)水过滤网(7)排水管(10-1)过滤引水管(10-2)供水管(13)水泵(11-1)第二级烟道(2-2)喷雾组件喷头(3-3)喷淋组件(3-4)过滤器(14)过滤填料(16)水过滤网(17)水位电极(5-3)水位电极(5-4)温度传感器(9-3)温度传感器(9-4)排水管(10-3)过滤引水管(10-4)供水管(23)水泵(11-2)排烟口(20)排风机(21)风量开关(22)保温隔墙(8)构成。所述热回收装置的结构由第一级烟道(2-1)水过滤网(7)水位电极(5-1)(5-2)温度传感器(9-1)(9-2)过滤引水管(10-2)储热水箱(2-3)换热器(12-1)水位电极(5-5)温度传感器(9-5)水泵(11-1)换热器(15)供水管(13)第二级烟道(2-2)水过滤网(17)水位电极(5-3)(5-4)温度传感器(9-3)(9-4)过滤引水管(10-4)温水箱(2-4)换热器(12-2)水位电极(5-6)温度传感器(9-6)水泵(11-2)供水管(23)和水源热泵(18)水泵(11-3)控制阀(19-1)控制阀(19-2)控制阀(19-3)控制阀(19-4)控制阀(19-5)温度传感器(9-7)排烟口(20)排烟风机(21)风量开关(22)组成。

2.  根据权利要求1所述一种烟气水洗热回收装置其特征在于包括四级水洗，四级热回收结构，其中第一级、第二级水洗与第一级、第二级换热在第一级烟道(2-1)内，第三级、第四级水洗与第三级、第四级换热在第二级烟道(2-2)内，通过保温隔墙(8)将污水浓度高低与水温高低通过保温隔墙(8)分离。

3.  根据权利要求1所述一种烟气水洗热回收装置的烟气水洗的特征在于，烟气与喷雾组件喷头(3-1)喷雾组件喷头(3-3)呈相对状态，喷雾组件喷头(3-1)喷雾组件喷头(3-3)喷出的水雾与烟气直接接触、后烟气通过过滤器(4)过滤器(14)与过滤填料(6)过滤填料(16)充分接触，烟气内的微粒、热量通过喷淋组件(3-2)喷出的水冲刷于第一级烟道(2-1)或第二级烟道(2-2)的水池内。

4.  根据权利要求1所述一种烟气水洗热回收装置的烟气热回收的特征在于滞留于第一级烟道(2-1)或第二级烟道(2-2)内的热水。由保温隔墙(8)将水分为高低水温区，高水温区的热水通过过滤引水管(10-2)换热器(12-1)水泵(11-1)换热器(15)供水管(13)将热量传递到储热水箱(2-3)中通过换热器(12-1)加热出热水，温水区的热水通过过滤引水管(10-4)换热器(12-2)水泵(11-2) 水源热泵(18)水泵(11-3)供水管(23)将热量传递到温水箱(2-4)内的水加热出温水，控制阀(19-1)控制阀(19-2)控制阀(19-3)控制阀(19-4)控制阀(19-5)提供水源。

5.  根据权利要求1所述一种烟气水洗热回收装置的控制的特征在于，水位电极(5-1)(5-2)(5-3)(5-4)(5-5)(5-6)温度传感器(9-1)(9-2)(9-3)(9-4)(9-5)(9-6)(9-7)排烟量开关(22)检测经系统程序控制排风机(21)水泵(11-1)(11-2)(11-3)水源热泵(18)控制阀(19-1)控制阀(19-2)控制阀(19-3)控制阀(19-4)控制阀(19-5)。

6.  根据权利要求1所述一种烟气水洗热回收装置的高效的特征在于，第一级热回收采用水泵(11-1)提供水洗烟气降温，水循环加热升温，滞留于第一级烟道(2-1)内的热水经水过滤网(17)再经过滤引水管(10-2)引入换热器(12-1)加热出热水存于储热水箱(2-3)内，为保证热水供应需要储热水箱(2-3)要有足够容积满足使用需要，并采取定温上水水满自停循环加热控制模式上水，第一级热回收循环加入换热器(15)用于在控制阀(19-4)提供自来水或水泵(11-3)提供温水缩小与热水温差，降低喷雾组件喷头(3-1)喷淋组件(3-2)出水水温加大烟、水温差来提高换热效率，第二级热回收在采用第一级工作模式的基础上，通过水源热泵(18)降低水温再降低烟温，并提高温水水温方式回收烟气热量。

7.  根据权利要求6所述水源热泵(18)回路的过滤引水管(10-4)输出端至室外增加一台冷却塔回路，在室外温度10℃以上时，制成水环热泵工作模式，生产热水，用以提高无排烟时的系统设备利用率。

一种高效烟气水洗热回收装置
技术领域
本发明涉及一种高效烟气水洗热回收装备。
背景技术
当今环境污染对人们危害日受关注，大气污染最受关注的当属雾霾天，雾霾天的主要成分为PM2.5浮尘，而造成PM2.5浮尘的原因是超量消耗石化能源，其消耗量超越环境最大承载力的结果，消除雾霾抓源头，废烟气位于第一，废烟气中即含有各种害物质，又含有促使PM2.5腾空飞扬的热动力，水洗烟气可在治理减少害物质排放的同时又减少废热排放，是一种实现减排与节能相结合的高效消除雾霾方法，是用生态理念指导发现、生产、消费能源过程出发，查询，建立解决废弃物资源化的节能减排，开源节流治理环境污染，减少PM2.5浮尘的排放的技术路线，治理大气污染的投入，从节能减排的经济成果中获得。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效烟气水洗热回收装备，本发明的优势在于，将烟气经过两级喷雾清洗，两级水洗过滤介质的方式清洗，通过多级水洗过滤清除烟气中的污染物，并在烟气污染物洗涤时使之融入水中，流入水槽通过在水中漂浮与沉淀可使烟气污染物得到简易分类，集中收集、集中处理，同时在烟气水洗过程中通过喷雾降温、喷淋降温，加大烟、水温差的物理方法水洗烟气的过程中，拦截烟中的热能，水、气直接接触，热交换简单彻底，换热方式直截了当，阶梯性拦截阶梯性收集热能，最终通过烟气污染综合治理方式实现降低污染排放，建立废弃物集中收集、处理有利于害物质无害化与资源化，热回收实现提高能源利用率的目的。
本发明实现上述目的采用的技术方案：是由一级喷雾清洗烟气、一级喷淋水洗过滤介质与一个水箱组成烟气热回收的烟气综合处理装置，在使烟气浓度与烟气温度双双下降，第二级烟气水洗热回收结构与第一级相同目标是使烟气浓度再下降、烟气温度再下降，为实现低温水洗热回收制取热水加装一套水源热泵机组可使水温降至20℃，最大限度的降低有害物质排放以利于收集处理，最大限度的降低排烟温度，实现热回收。为抵消多级过滤产生的阻力，在排气口加装一台补偿排风扇，由于排气口已接近常温，对风扇扇叶没有耐温要求，采用本装备提供生活热水系统为提高设备利用率，在停炉期间第二级烟气热回收器通过输出冷水方式，也可获取廉价的热水供应，本装备构成一套完整的烟气四级水洗四级降温热回收装备，具有结构简单、工艺实用、可实现多重功效的清洗过滤粉尘、烟气热回收、供应热水的结果。
附图说明：
图1为水洗烟气热回收装置本体结构示意图
图2为热回收装置结构示意图
图3为喷雾组件及过滤组件结构示意图
图中各个标号为1-进烟口、2-1-第一级烟道、下部水池2-5、2-2-第二级烟道、下部水池2-6、2-3-热水箱、2-4-温水箱、3-1-喷雾组件喷头、3-2-喷淋组件、3-3-喷雾组件喷头、3-4-喷淋组件、4-过滤箱、5-1水位电极、5-2水位电极、5-3水位电极、5-4水位电极、5-5水位电极、5-6水位电极、6-过滤填料、7-水过滤网、8-保温隔墙、9-1-温度传感器、9-2-温度传感器、9-3-温度传感器、9-4-温度传感器、9-5-温度传感器、9-6-温度传感器、9-7-温度传感器、10-1-排污口、10-2-过滤引水管、10-3-排污口、10-4-过滤引水管、11-1-水泵、11-2-水泵、11-3-水泵、12-1-换热器、12-2-换热器、13-供水管、14-过滤箱、15-换热器、16-过滤填料、17-水过滤网、18-水源热泵、19-1-电动阀、19-2-电动阀、19-3-电动阀、19-4-电动阀、19-5-电动阀、20-排烟口、21-排风机、22-风量开关、23-供水管。
所述第一级、第二级水洗换热运行方式为：烟气通过进烟口1引入第一级烟道2-1的上部大空间，烟气流动速度降低，喷雾组件喷头3-1喷出的水雾在与烟气接触混合中，水雾与烟气混合携带了烟气热量和沾染上了污染物质后凝结为水珠，水珠落入第一级烟道2-1下部水池2-5，完成第一级烟气水洗与换热后，烟气流动通过过滤箱4，烟气在与过滤箱4中的过滤填料6充分亲密接触后通过，由于过滤箱4顶部也设有喷淋组件3-2喷出的水流过过滤箱4内的过滤填料6，也将过滤填料6中拦截的热量和污染物质冲刷到第一级烟道2-1下部水池2-5，污水携带的烟气热量和有害物质统一落入第一级烟道2-1下部水池2-5，污水再通过第一级烟道2-1下部水池2-5内的水过滤网7，拦截水中大型污物降低污水浓度后，从第一级烟道2-1下部水池2-5底部的过滤引水管10-2，由水泵11-1抽入热水箱2-3内的换热器12-1，以此通过换热器12-1加热热水箱2-3内的温水，水泵11-1出口连接于换热器15通过温水或自来水的低温，降低水泵11-1出口水温输送到供水管13，加大水洗烟气时水与烟之间的温差，以利于高效换热。
所述第三级、第四级水洗与换热：其运行方式大体于前级水洗换热相同第二级烟道2-2内部也设有下部水池2-6、喷雾组件喷头3-3、喷淋组件3-4、过滤箱14、过滤填料16、水过滤网17，主要实现前级水洗与换热后的烟气再处理实现阶梯水洗与阶梯热回收，第一级烟道2-1进入第二级烟道2-2间设有保温隔墙8，利用保温隔墙8在一个空间内，实现两个温区，由于在排烟口20排风机21的作用下烟一定是单向流动，热也一定被强迫由高到低流动，风量开关22用于检测这种状态是否正常的运行，同时也用于监测过滤器是否污垢过多需要更换 或清洗，从第一级烟道2-1进入第二级烟道2-2烟气温度虽已大幅下降，但在这时烟气中还含有水蒸汽，一般水蒸汽在小于56℃时水蒸气才能陆续冷凝为水，水蒸汽冷凝释放出热能占烟气排热比例很高，若使排烟温度降得越低获得的热能越高，后级热回收通过再降低排烟温度截取冷凝水的过程中热能，用冷却烟温对自来水预热制出温水，实现，创造高效热回收低能耗生产热水的方法，后级换热与前级不同的是过滤引水管10-4，由水泵11-2抽入温水箱2-4内的换热器12-2，换热出来的是比温水箱2-4的水温要更低的温水，通过换热器12-2加热温水箱2-4内的自来水，水泵11-2出口连接于水源热泵18，不论水源热泵18是否工作，水源热泵18内的换热器，换热两侧采用反向强迫换热方式使从供水管23流向喷雾组件喷头3-3、喷淋组件3-4的水温更低，同理水源热泵18也是为了在自来水水温达不到15℃以下时，启动水源热泵18使供水管23的供水水温降至更低，以利于低温换热，使最终进过排烟口四级水洗、热回收从20排风机21排出的烟气中的微粒与温度达到或接近环境空气质量与温度。此外水源热泵18与水泵12-3在无排烟环境温度高于10℃以上时，还可外接一个冷却塔或空调负载，形成水环热泵工作条件，使系统维持连续生产热水的能力，提高设备利用率。
所述第一级烟道2-1、下部水池2-5与第二级烟道2-2、下部水池2-6构成水洗降温烟气的主体。
所述电动阀19-1与电动阀19-5配合通过水源热泵18，向第一级烟道2-1水箱内补水、由水位电极5-1、水位电极5-2检测水位，当水位显示缺水电动阀19-1与电动阀19-5配合通过水源热泵18，在水源热泵18不工作时由自来水补充到水位满为止，所述电动阀19-4通过水源热泵18向第二级烟道2-2水箱内补水、由水位电极5-3、水位电极5-4检测水位，当水位缺水电动阀19-4启动通过水源热泵18向第二级烟道2-2水箱内自来水补充到水位满为止。
所述电动阀19-2与电动阀19-5通过水源热泵18，向热水箱2-3内补水、由水位电极5-5检测水位，当水位显示缺水电动阀19-2与电动阀19-5配合启动通过水源热泵18，提供自来水补充到热水箱2-3内水位电极5-5低水位有水为止，关闭电动阀19-2与电动阀19-5，当水位电极5-5检测热水箱2-3低水位有水，烟气热回收进行中温度传感器9-5检测热水箱2-3水温是否分别到达水箱启动上水温度设定值或降至停止上水温度回差设定值，控制电动阀19-2和电动阀19-5对热水箱2-3补水的启动与停止直至水位高达水位电极5-5高水位，在此期间只要水箱水位不到水位电极5-5的高水位，始终采用定温上水的方式补水，当热水箱2-3水位到达水位电极5-5高水位，才禁止电动阀19-2启动补水，但加热循环水泵(11-1)可以继续运行以提高水温，回收存储更多烟气热能，在烟气热回收状态下从热水箱2-3内水位电极5-5检测低水位有水，第一次上水后开始到热水箱2-3内的水位电极5-5检测低水位无水之前，热水箱2-3始终可以提供停止上水温度回差设定值以上水温的热水。
所述电动阀19-3与电动阀19-5通过水源热泵18，向温水箱2-4内补水、由水位电极5-6检测水位，当水位显示缺水电动阀19-3与电动阀19-5配合启动通过水源热泵18，提供自来水补充到热水箱2-4内水位电极5-6低水位有水为止，关闭电动阀19-2与电动阀19-5，当水位电极5-6检测温水箱2-4低水位有水，烟气热回收进行中温度传感器9-6检测温水箱2-4水温是否分别到达水箱启动上水温度设定值或降至停止上水温度回差设定值，控制电动阀19-3和电动阀19-5对温水箱2-4补水的启动与停止直至水位高达水位电极5-6高水位止，在此期间只要水箱水位不到水位电极5-6的高水位，始终采用定温上水的方式补水，当温水箱2-4水位到达水位电极5-6高水位，才禁止电动阀19-3启动补水，但加热循环水泵11-2可以继续运行以提高水温，回收存储更多烟气热能，在烟气热回收状态下从温水箱2-4内水位电极5-6检测低水位有水，第一次上水后开始到温水箱2-4内的水位电极5-6检测低水位无水之前，温水箱2-4始终可以提供停止上水温度回差设定值以上水温的温水。
所述温度传感器9-1测量第一级烟道2-1内烟的温度，温度传感器9-2测量下部水池2-5内水的温度，温度传感器9-3测量第一级烟道2-1水洗后烟的温度，温度传感器9-4测量下部水池2-6内水的温度，温度传感器9-5测量热水箱2-3内热水的水温，温度传感器9-6测量温水箱2-4内温水的水温，温度传感器9-7测量自来水的水温。
所述第一级烟道2-1下部水池2-5设有排污口10-1，同样第二级烟道2-2下部水池2-6设有排污口10-3，用于对水池清洗。