一种烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备的制作方法

本实用新型涉及废气处理领域，特别涉及一种烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备。

背景技术：

电厂燃煤锅炉、钢厂烧结机以及其他一些燃烧化石燃料窑炉产生的烟气中，含有大量的二氧化硫和氮氧化物，如果直接将这些烟气排放入大气会对空气造成污染，从而形成酸雨等环境灾害。烟气脱硫脱硝通常采用单独的脱硫塔与脱硝塔串联实现，或是先将烟气氧化后利用一体化的脱硫脱硝设备进行硫化物和氮氧化物的脱除，例如专利201820880356.2：复合烟气脱硫脱硝脱白超低排放集成系统。

烟囱排出的饱和湿烟气与温度较低的环境空气接触时，在烟气降温过程中，烟气中所含水蒸气过饱和凝结，凝结水滴对光线产生折射、散射，从而使烟羽呈现出白色或者灰色，称其为“湿烟羽”（俗称“大白烟”）。除湿脱白就是消除大白烟的产生。烟气脱白通常采用烟气冷凝再加热技术，即通过降温减少“白烟”中的绝对含湿量，使烟气中饱和水汽析出成凝结水，再将烟气再加热降低“白烟”的相对含湿量，从而消除烟羽。

但现有的烟气脱硫脱硝脱白设备存在能耗大、除尘效果不佳的缺陷。如专利201821745916.x，公开了一种烟气脱硫脱硝脱白的一体化装置，其可实现脱硫、脱硝、消除″白烟″的目的，但其冷凝器吸收的热量并未得到充分利用，且除尘效果不佳。

所以现在需要一种更可靠的方案。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备，包括：沿气流方向依次设置的取热换热器、除尘器、脱硫脱硝塔、复合冷凝器、预热换热器、升温换热器和烟囱；

所述复合冷凝器包括由下至上依次设置的进气室、扰流室和冷凝室，所述脱硫脱硝塔排出的烟气通过管道输送至所述进气室，所述进气室的底部开设有排污口，所述进气室和扰流室之间设置有滤网，所述扰流室内设置有若干倾斜布置的扰流板；

烟气由所述取热换热器的第一热媒入口进入，再由其上的第一热媒出口排出至所述除尘器；所述取热换热器的第一冷媒出口通过第一热媒介质管道连通至所述升温换热器的第二热媒入口，所述取热换热器的第一冷媒入口通过第一冷媒介质管道与所述升温换热器的第二热媒出口连通；所述复合冷凝器排出的烟气通过管道进入所述升温换热器的第二冷媒入口，并由所述升温换热器的第二冷媒出口排出；

所述冷凝室的第三冷媒出口通过第二热媒介质管道连通至所述预热换热器的第四热媒入口，所述冷凝室的第三冷媒入口通过第二冷媒介质管道与所述预热换热器的第四热媒出口连通；所述复合冷凝器排出的烟气通过管道进入所述预热换热器的第四冷媒入口，并由所述预热换热器的第四冷媒出口排出。

优选的是，所述第一热媒介质管道和第二热媒介质管道上分别设置有第一介质循环泵和第二介质循环泵；

所述除尘器和脱硫脱硝塔之间的管道上还设置有引风机和氧化剂投放装置。

优选的是，还包括通过管道与所述排污口连通的沉淀池。

优选的是，所述复合冷凝器包括壳体，在所述壳体内由下至上依次形成所述进气室、扰流室和冷凝室；

所述冷凝室内设置有蛇形冷凝管，所述蛇形冷凝管的入口端和出口端分别形成所述第三冷媒入口和第三冷媒出口。

优选的是，所述蛇形冷凝管包括管体以及均匀间隔设置在水平方向的所述管体上的若干锥体管段，所述锥体管段的大口端和小口端沿其内部的介质的流动方向依次设置；所述大口端的内径大于所述管体的内径，所述小口端的内径等于所述管体的内径。

优选的是，所述扰流室的上下两端分别设置有与所述壳体的内壁固接的固定杆和导流板，所述扰流板的上下两端分别与所述固定杆和导流板连接；

所述导流板上密集开设有若干导流孔，所述导流板的底面上处于相邻两导流孔之间设置有导流锥体柱；

所述导流锥体柱的侧面设置有与所述导流孔的下端口连接的弧形引导面。

优选的是，所述扰流板的第一表面设置有若干刮板组件，所述扰流板的第二表面设置有若干间隔设置的挡片；

所述挡片为柔性挡片，其沿水平方向连接在所述扰流板的第二表面上。

优选的是，所述刮板组件包括通过第一转轴可转动连接在所述扰流板的第一表面上的驱动叶片以及可转动连接在所述驱动叶片的内侧底面上的刮板。

优选的是，所述驱动叶片的内侧底面上开设有安装槽，所述刮板的上侧面上设置有用于配合插设在所述安装槽内的安装块，所述安装块通过第二转轴可转动设置在所述安装槽内。

优选的是，所述第二转轴的两端与所述安装槽的内壁连接，所述安装块可转动套设在所述第二转轴上；

所述安装槽的横截面呈弧形状，以使所述安装块可在所述安装槽进行转动；

所述驱动叶片的内侧底面与所述刮板的上侧面之间设有两弹簧，所述两弹簧对称设置在所述安装块两侧。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备，烟气经过除尘器除尘、脱硫脱硝塔进行脱硫脱硝处理、复合冷凝器冷凝降温、预热换热器、升温换热器进行加热，能实现烟气的除尘、脱硫脱硝和脱白的目的；

本实用新型利用冷凝后回收的热量对冷凝后的烟气进行预加热，利用取热换热器回收的烟气中的热量对预加热后的烟气进行再加热；从而能充分利用设备中的产热，节约能源；

本实用新型的复合冷凝器兼具冷凝和除尘的功能，能有效降低烟气中的水分和粉尘，可提高整体设备的烟气处理效果。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1中的烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例2中的复合冷凝器的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例3中的复合冷凝器的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例3中的导流板的侧视结构示意图；

图5为本实用新型的实施例3中的导流板的底面的俯视图；

图6为本实用新型的实施例3中的导流锥体柱的结构示意图；

图7为本实用新型的实施例4中的扰流板的第二表面的结构示意图；

图8为本实用新型的实施例4中的扰流板的侧视结构示意图；

图9为本实用新型的实施例4中的刮板组件的结构示意图；

图10为本实用新型的实施例4中的图9中a处的局部放大结构示意图；

图11为本实用新型的实施例4中的刮板组件的侧视结构示意图；

图12为本实用新型的实施例4中的刮板组件与颗粒物接触的一种状态的示意图；

图13为本实用新型的实施例4中的刮板组件与颗粒物接触的一种状态的示意图。

附图标记说明：

1—取热换热器；10—第一热媒入口；11—第一热媒出口；12—第一冷媒出口；13—第一冷媒入口；14—第一热媒介质管道；15—第一冷媒介质管道；16—第一介质循环泵；

2—除尘器；3—脱硫脱硝塔；

4—复合冷凝器；40—进气室；41—扰流室；42—冷凝室；43—滤网；44—扰流板；45—壳体；46—固定杆；47—导流板；400—排污口；420—第三冷媒出口；421—第三冷媒入口；422—第二热媒介质管道；423—第二冷媒介质管道；424—第二介质循环泵；425—蛇形冷凝管；426—管体；427—锥体管段；428—大口端；429—小口端；470—导流孔；471—导流锥体柱；472—弧形引导面；440—扰流板的第一表面；441—扰流板的第二表面；442—刮板组件；443—挡片；444—第一转轴；445—驱动叶片；446—刮板；447—弹簧；4450—安装槽；4460—安装块；4461—第二转轴；4440—转轴帽；448—颗粒物；

5—预热换热器；50—第四热媒入口；51—第四热媒出口；52—第四冷媒入口；53—第四冷媒出口；

6—升温换热器；60—第二热媒入口；61—第二热媒出口；62—第二冷媒入口；63—第二冷媒出口；

7—烟囱；8—管道；

80—引风机；81—氧化剂投放装置；82—沉淀池。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备，包括：沿气流方向通过管道8依次连接的取热换热器1、除尘器2、脱硫脱硝塔3、复合冷凝器4、预热换热器5、升温换热器6和烟囱7。除尘器2和脱硫脱硝塔3之间的管道8上还设置有引风机80和氧化剂投放装置81。除尘器2可采用布袋式除尘器。

本实用新型的整体烟气处理过程为：在引风机80作用下，烟气先经过取热换热器1降温换热，以充分利用烟气中的余热，然后进入除尘器2除尘，接着进入脱硫脱硝塔3进行脱硫脱硝处理；处理后的烟气进入复合冷凝器4先冷凝降温（通过降温减少“白烟”中的绝对含湿量，烟气中饱和水汽析出成凝结水），再一次经过预热换热器5、升温换热器6进行加热（将烟气再加热降低“白烟”的相对含湿量，从而消除烟羽），以实现烟气消白，最终由烟囱7排出。

其中，氧化剂投放装置81用于加入氧化剂，以将烟气中的no氧化为高阶态易被吸收的no2/no3/n2o5等，以使氧化后的氮氧化物被脱硫脱硝塔3中的吸收液吸除。本实施例中氧化剂采用常规产品，如臭氧。本实施例中氧化剂投放装置81主要包括存储氧化剂的存储罐、连接存储罐与管道8的药剂管以及设置在药剂管上的阀门。

其中，脱硫脱硝塔3通过喷淋吸收液进行脱硫脱硝，本实施例中吸收液选用常规的碱液即可，例如氢氧化钠溶液或氨水等。

本实用新型中，复合冷凝器4对烟气进行冷凝后回收的热量传递至预热换热器5，用于对冷凝后的烟气进行预加热；取热换热器1回收的烟气中的热量传递至升温换热器6，用于对预加热后的烟气进行再加热；从而能充分利用设备中的产热，节约能源。

具体的通过以下方案实现：

烟气由取热换热器1的第一热媒入口10进入，再由其上的第一热媒出口11排出至除尘器2；取热换热器1的第一冷媒出口12通过第一热媒介质管道14连通至升温换热器6的第二热媒入口60，取热换热器1的第一冷媒入口13通过第一冷媒介质管道15与升温换热器6的第二热媒出口61连通；复合冷凝器4排出的烟气通过管道8进入升温换热器6的第二冷媒入口62，并由升温换热器6的第二冷媒出口63排出；本实施例中的介质可选择水。热的烟气经过取热换热器1后温度降低，升温换热器6的冷水吸收烟气中的热量后变为热水，然后对进入升温换热器6中的烟气加热，从而将取热换热器1回收的热量传递至取热换热器1，以对预热后的烟气进行再次加热。

冷凝室42的第三冷媒出口420通过第二热媒介质管道422连通至预热换热器5的第四热媒入口50，冷凝室42的第三冷媒入口421通过第二冷媒介质管道423与预热换热器5的第四热媒出口51连通，复合冷凝器4排出的烟气通过管道8进入预热换热器5的第四冷媒入口52，并由预热换热器5的第四冷媒出口53排出。本实施例中的介质可选择水。烟气经过冷凝室42后降温，冷凝室42回收的热量，第三冷媒入口421进入的冷水吸收烟气中的热量变为热水，然后进入预热换热器5，对进入预热换热的烟气进行加热。

其中，第一热媒介质管道14和第二热媒介质管道422上分别设置有第一介质循环泵16和第二介质循环泵424。

本实施例中，进入取热换热器1的烟气温度大约为150℃左右，经过取热换热器1降温后变为110℃左右，再经过复合冷凝器4后变为50℃左右，然后经过预热换热器5后升温至60℃左右，最后经过升温换热器6后变为85℃左右，能实现无白烟排放。

进一步的，本实施例中，复合冷凝器4包括由下至上依次设置的进气室40、扰流室41和冷凝室42，脱硫脱硝塔3排出的烟气通过管道8输送至进气室40，进气室40的底部开设有排污口400，进气室40和扰流室41之间设置有滤网43，扰流室41内设置有若干倾斜布置的扰流板44。烟气进入复合冷凝器4的进气室40后由下向上流动，先经过滤网43过滤掉较大尺寸的颗粒物，然后进入扰流室41，其中，被阻挡过滤的较大尺寸颗粒物有些会粘附在滤网43上，有些则直接下落至底部的排污口400排出。烟气继续上升，在扰流板44的作用下烟气中的较小颗粒物与扰流板44碰撞而下落，小部分会掉落至滤网43上，大部分会穿过滤网43下落至底部的排污口400排出；另一方面，由于扰流室41上方为冷凝室42，所以由下向上扰流板44的温度逐渐降低，所以烟气在扰流板44上也会出现冷凝产生冷凝水，产生的冷凝水沿扰流板44下流，另外，冷凝室42中下落的冷凝水会滴落在扰流板44，两股冷凝水同时对扰流板44的表面和下方的滤网43进行不停的冲刷，能将其上粘附的颗粒物冲下，对扰流板44和滤网43产生清洗作用。烟气上升至冷凝室42后，与冷凝室42中的冷凝管内的冷却介质换热，饱和烟气降温，其中携带的水分凝结下落，从而分离；冷凝后的烟气从上端排出复合冷凝器4，进入到预热换热器5站后中。本实用新型的复合冷凝器4兼具冷凝和除尘的功能，能有效降低烟气中的水分和粉尘。

在进一步优选的实施例中，该烟气脱硫脱硝脱白除尘一体化设备还包括通过管道8与排污口400连通的沉淀池82，下落的颗粒物和冷凝水排至沉淀池82进行沉淀，去除掉颗粒物，能回收其中的水。

实施例2

参照图2，在实施例1的基础上，进行进一步优选。复合冷凝器4包括壳体45，在壳体45内由下至上依次形成进气室40、扰流室41和冷凝室42；

冷凝室42内设置有蛇形冷凝管425，蛇形冷凝管425的入口端和出口端分别形成第三冷媒入口421和第三冷媒出口420。

蛇形冷凝管425包括管体426以及均匀间隔设置在水平方向的管体426上的若干锥体管段427，锥体管段427的大口端428和小口端429沿其内部的介质的流动方向依次设置；大口端428的内径大于管体426的内径，小口端429的内径等于管体426的内径。

锥体管段427的设置一方面能提高蛇形冷凝管425与上流的烟气之间的接触面积，提高换热效果，另一反面，烟气中析出的水分粘结在锥体管段427的外壁上后，由于锥形的结构，凝结的水滴容易顺着锥体管段427下表面向下滴落，能利于蛇形冷凝管425上冷凝的水的快速下滴。烟气由大口端428向小口端429流动，能保证流速。

实施例3

参照图3-6，在实施例2的基础上，进行进一步优选。扰流室41的上下两端分别设置有与壳体45的内壁固接的固定杆46和导流板47，扰流板44的上下两端分别与固定杆46和导流板47连接；

导流板47上密集开设有若干导流孔470，导流板47的底面上处于相邻两导流孔470之间设置有导流锥体柱471；

导流锥体柱471的侧面设置有与导流孔470的下端口连接的弧形引导面472。参照图5，本实施例中，导流孔470横向呈排设置，每一排的相邻导流孔470之间设置导流锥体柱471，经过导流孔470后下落的水滴会沿着弧形引导面472向下流向导流锥体柱471底部的尖端，然后向下滴落到滤网43上。导流锥体柱471的设置能利于导流板47上的液滴的快速下落，以及将液滴均匀滴落至滤网43上；而弧形引导面472的设置能进一步利于导流孔470内的液滴流向导流锥体柱471的侧面。

其中，需要理解的是，扰流板44的下端与导流板47连接的位置需要避开导流板47上的导流孔470。

经过滤网43的烟气向上流动，然后通过导流孔470，能更加均匀的流向扰流室41中的扰流板44。冷凝室42和扰流板44上下滴的冷凝水经过导流孔470下落，在导流锥体柱471的导流作用下，冷凝水会顺着导流锥体柱471两侧的弧形引导面472下落，能均匀的下落到滤网43上，从而能提高对滤网43的冲刷效果。

实施例4

参照图7-13，在实施例3的基础上，进行进一步优选。扰流板的第一表面440（即倾斜设置的扰流板44的迎向上方的冷凝室42的上表面）设置有若干刮板组件442，扰流板的第二表面441（即倾斜设置的扰流板44的背向上方的冷凝室42的下表面）设置有若干间隔设置的挡片443；

挡片443为柔性挡片443（如防腐的塑料薄片或金属薄片），其沿水平方向连接在扰流板的第二表面441上。烟气向上流动流向扰流板44后，烟气中的颗粒物质与挡片443碰撞后会下落，且由于挡片443为柔性挡片443，颗粒与其碰撞后柔性挡片443能向上产生形变，即能减小挡片443的碰撞磨损，由能降低挡片443对上升的烟气的阻碍作用。另外挡片443还能提供烟气中水分冷凝的附着面。

进一步优选的，刮板组件442包括通过第一转轴444可转动连接在扰流板的第一表面440上的驱动叶片445以及可转动连接在驱动叶片445的内侧底面上的刮板446。第一转轴444的上端设置有转轴帽4440，以防止驱动叶片445脱离第一转轴444。在烟气的气流作用下，驱动叶片445会绕第一转轴444转动，从而带动刮板446一起转动，刮板446对扰流板的第一表面440进行刮刷。扰流板的第一表面440上会粘结颗粒物和冷凝水，若长时间不清楚会影响其使用效果。本实施例中通过设置刮板组件442，通过烟气的流动力带动驱动叶片445转动，然后通过驱动叶片445上连接的刮板446对扰流板的第一表面440进行刮刷，能将其上粘结的颗粒物刮落，同时也能使其上的冷凝水快速滴落。

更进一步优选的，驱动叶片445的内侧底面上开设有安装槽4450，刮板446的上侧面上设置有用于配合插设在安装槽4450内的安装块4460，安装块4460通过第二转轴4461可转动设置在安装槽4450内。

第二转轴4461的两端与安装槽4450的内壁连接，安装块4460可转动套设在第二转轴4461上；安装槽4450的横截面呈弧形状，以使安装块4460可在安装槽4450进行转动；参照图11，安装块4460可在安装槽4450的横截面的平面内左右转动。

驱动叶片445的内侧底面与刮板446的上侧面之间设有两弹簧447，两弹簧447对称设置在安装块4460两侧。

刮板446主要用于将扰流板的第一表面440上粘结的颗粒物和冷凝水刮落，当某些部位的颗粒物粘结较牢固而形成一个牢固凸起时，刮板446运动到该处时，刮板446会相对扰流板的第一表面440进行旋转，从而能越过该牢固凸起，既防止刮板446损坏又能保证刮板446继续正常旋转，对扰流板的第一表面440的其他部位进行刮刷。

弹簧447的设置能使刮板446和扰流板44之间具有一定的保持力，刮板446能基本保持垂直于扰流板的第一表面440的状态，不会自由的转动，只有当刮板446下端的阻力大于两弹簧447的作用力时，刮板446才会转动，使两弹簧447中一个被压缩一个拉伸，当阻力消失时，在两弹簧447的弹力作用下，刮板446保持垂直于扰流板的第一表面440的状态。例如，当遇到颗粒物448时，刮板446的下端接触颗粒物448，两弹簧447中一个被压缩一个拉伸，阻碍刮板446转动，提供刮板446对颗粒物448的刮刷作用力，从而使颗粒物448从扰流板的第一表面440刮落（刮板446会有小幅度的转动），如图12。而当该颗粒物448粘结较牢固使，两弹簧447提供的作用力还不足以将颗粒物448刮落，则刮板446进行较大幅度的转动，使刮板446下端越过该颗粒物448，防止刮板446损坏以及卡住，如图13。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

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