烟气冷凝箱及其应用 本发明的“烟气冷凝箱”涉及一种烟气吸热与烟气有害成分减排一体化处理装置。
碳氢化合物和其它可燃物燃烧生成的烟气含有热能；CO2；SO2；NOX水蒸气等有害气体。为了充分利用能量和减少污染，现有技术手段是：采用换热器吸收热能，用化学反应器吸收有害气体。缺点是烟气中部分显热和全部水蒸气的潜热被浪费，大多数化学反应器采用液体吸收法，会产生大量废液处理问题。
本发明的目的是提供一种“烟气冷凝箱”装置，能够通过换热装置分段吸收烟气显热和潜热，通过对烟气调湿调质使烟气中的水蒸汽强化冷凝和吸附烟气中有害成分生成少量酸性废液，用碱性药液对酸性废液中和后成为无害液体，同时实现高效能量回收和减少废气排放。
本发明是这样实现的：高温烟气进入前置显热换热器箱吸收显热，其烟气出口连接风机箱，风机箱烟气出口连接烟气加湿调质箱，烟气加湿调质箱出口连接冷凝换热器箱吸收水蒸气潜热，吸热介质循环回路的结构是：冷液按烟气逆流方向接入冷凝换热器，通过冷凝换热器吸热工质出口后分为两路，一回路按烟气逆流方向接通显热换热器和高温水箱，二回路接通中温水箱。显热换热器和冷凝换热器也可采用各自独立的吸热介质循环回路。低于冷凝换热器出口标高位置布置一后处理烟箱，各功能装置依序连接构成烟气冷凝箱总体。根据烟气流过显热换热器箱；冷凝换热器箱的轨迹，烟气冷凝箱的连接方式可细分为：1。垂直连接；2。水平连接；3。90°连接；4。倒“U”型连接四种方式。显热换热器箱的结构是：高肋化换热器器件横向(纵向)错排布置，每两组换热器件的管端头通过带方发兰的180度弯头螺栓连接，或穿过两侧管板通过180度的焊接弯头连接，吸热工质进口接管布置在显热换热器的烟气出口端，吸热工质出口接管布置在显热换热器的烟气进口端，构成显热换热器吸热组件整体，显热换热器吸热组件整体固定在显热换热器烟箱内，显热换热器烟箱进口接通烟气来源设备，显热换热器烟箱出口接通排烟风机箱，排烟风机箱的结构是：风机壳进口法兰连接进烟渐缩接口，风机壳内置风机叶轮，叶轮传动轴从风机壳后板中心穿出与电机相连，风机壳后板径向布置有出风口，防护罩与风机壳后板连接并罩住电机，风机壳后板出连接烟气加湿调质箱，烟气加湿调质箱的结构是：有烟气加湿调质箱外壳，雾化剂进液主管穿入外壳内，用焊接或法兰方式与外壳相连，雾化剂进液主管在垂直气流方向上下布置有螺纹或法兰接头与支管连接，支管迎风面连接雾化器。在雾化剂进液主管后有调质剂进液主管穿入外壳内，用焊接或法兰方式与外壳相连，雾化剂进液主管在垂直气流方向上下布置有螺纹或法兰接头与支管连接，支管迎风面连接雾化器，烟气加湿调质箱的作用是：通过喷雾加湿调节烟温，通过加调质剂调节烟气的PH值，造成有利的烟气冷凝条件。加湿调质箱烟气出口与潜热换热器烟箱烟气进口接通，潜热换热器的结构是：低肋化换热器器件横向(纵向)错排布置，每两组换热器器件的管端头通过带方发兰的180度弯头螺栓连接，或穿过两侧管板通过180度地焊接弯头连接，吸热工质进口接管布置在潜热换热器的烟气出口端，吸热工质出口接管布置在潜热换热器的烟气进口端，构成潜热换热器吸热组件整体，潜热换热器吸热组件整体固定在潜热换热器烟箱内，潜热换热器烟箱出口与后处理烟箱进口连接，后处理烟箱的结构是：进口与水平面平行，烟箱内右壁板连接一向左壁板倾斜的挡烟板，烟箱内右壁板下部布置气水分离器，后处理烟箱底部收液板与废液收集槽连接，废液收集槽有加药管接通加药箱，收集槽底部与废液管接通。“烟气冷凝箱”采用上述结构的优点是：前置显热强化换热器在露点以上工作，受热面材质不受酸性液体腐蚀。排烟风机箱布置在前置显热强化换热器和后置冷凝换热器中间，可有效降低进出口躁声，向冷凝换热器正压排烟有利于提高冷凝起点温度，烟气加湿调质箱的作用是：通过喷雾加湿调节烟温，通过加调质剂调节烟气的PH值，造成有利的烟气冷凝条件。本发明的“烟气冷凝箱用于碳氢化合物和其它可燃物燃烧生成的烟气吸热及污染物减排处理。
烟气冷凝箱与现有烟气换热器比较如下表(燃烧天然气)项目名称烟气冷凝箱 烟气换热器吸热来源95％显热+70％潜热 90％显热系统热效率(低位发热量)102-104％ 90％SO2减排60-90％ 0CO2，NOX减排冷凝液吸受部分 0
说明：天然气氢元素燃烧产生水蒸汽的汽化潜热量等值于低位发热量的11-13％，回收70％汽化潜热相当于提高热效率7.7-9.1％。
结合附图和实施例对本发明进一步说明
(图1)是本发明垂直连接时的主视图
(图2)是本发明垂直连接时的俯视图
(图3)是本发明水平连接时的主视图
(图4)是本发明水平连接时的俯视图
(图5)是本发明90度连接时的主视图
(图6)是本发明90度连接时的俯视图
(图7)是本发明倒U型连接时的主视图
(图8)是本发明倒U型连接时的俯视图
(图1)中：显热换热器箱(1)高肋化换热器件(2)180度弯头(3)二回路(4)吸热介质出口阀(5)显热换热器烟箱(6)显热换热器烟箱进口(7)显热换热器烟箱出口(8)抽烟收缩接口(9)风机(10)风机箱外壳(11)风机箱后板(12)电机护罩(13)烟气加湿调质箱(14)雾化器进液主管(15)雾化器进液支管(16)调质进液主管(17)调质进液支管(18)雾化器(19)冷凝换热器烟箱烟气进(20)180°弯头(21)低肋化换热器件(22)冷凝换热器烟箱烟气出口(23)汽气水分离器(24)后处理烟箱(25)挡烟板(26)排废液管(27)加药管(28)加药箱(29)中温水箱(30)高温水箱(31)一回路(32)低温介质进口接管(33)中温吸热介质出口(34)废液收集槽(35)
(图3)中：介质进口接管(33)中温吸热介质出口(34)废液收集槽(35)显热换热器箱(1)高肋化换热器件(2)180度弯头(3)二回路(4)吸热介质出口阀(5)显热换热器烟箱(6)显热换热器烟箱进口(7)显热换热器烟箱出口(8)抽烟收缩接口(9)风机(10)风机箱外壳(11)风机箱后板(12)电机护罩(13)烟气加湿调质箱(14)雾化器进液主管(15)雾化器进液支管(16)调质进液主管(17)调质进液支管(18)雾化器(19)冷凝换热器烟箱烟气进(20)180°弯头(21)低肋化换热器件(22)冷凝换热器烟箱烟气出口(23)汽气水分离器(24)后处理烟箱(25)挡烟板(26)排废液管(27)加药管(28)加药箱(29)中温水箱(30)高温水箱(31)一回路(32)低温介质进口接管(33)中温吸热介质出口(34)废液收集槽(35)
(图5)中：显热换热器箱(1)高肋化换热器件(2)180度弯头(3)二回路(4)吸热介质出口阀(5)显热换热器烟箱(6)显热换热器烟箱进口(7)显热换热器烟箱出口(8)抽烟收缩接口(9)风机(10)风机箱外壳(11)风机箱后板(12)电机护罩(13)烟气加湿调质箱(14)雾化器进液主管(15)雾化器进液支管(16)调质进液主管(17)调质进液支管(18)雾化器(19)冷凝换热器烟箱烟气进(20)180°弯头(21)低肋化换热器件(22)冷凝换热器烟箱烟气出口(23)汽气水分离器(24)后处理烟箱(25)挡烟板(26)排废液管(27)加药管(28)加药箱(29)中温水箱(30)高温水箱(31)一回路(32)低温介质进口接管(33)中温吸热介质出口(34)废液收集槽(35)
(图7)中：显热换热器箱(1)高肋化换热器件(2)180度弯头(3)二回路(4)吸热介质出口阀(5)显热换热器烟箱(6)显热换热器烟箱进口(7)显热换热器烟箱出口(8)抽烟收缩接口(9)风机(10)风机箱外壳(11)风机箱后板(12)电机护罩(13)烟气加湿调质箱(14)雾化器进液主管(15)雾化器进液支管(16)调质进液主管(17)调质进液支管(18)雾化器(19)冷凝换热器烟箱烟气进口(20)180°弯头(21)低肋化换热器件(22)冷凝换热器烟箱烟气出口(23)汽气水分离器(24)后处理烟箱(25)挡烟板(26)排废液管(27)加药管(28)加药箱(29)中温水箱(30)高温水箱(31)一回路(32)低温介质进口接管(33)中温吸热介质出口(34)废液收集槽(35)
以(图1)表达的垂直布置方式为实施例对本发明作进一步说明：
本发明是这样实现工作的：显热换热器烟箱进口(7)接通烟气来源设备，烟气流向与吸热介质流向逆向流过由180度弯头(3)(发兰或焊接连接)与高肋化唤热器件(2)组成的显热换热器，来自冷凝换热器的吸热介质通过二回路(4)高肋化唤热器件(2)吸热介质出口阀(5)接通高温水箱(31)，作用是吸收烟气显热，由于以对流放热为主采用高肋化唤热器件能强化传热也避免了酸性液体对换热器产生腐蚀。显热换热器烟箱出口(8)接通抽烟收缩接口(9)，其后连接风机箱外壳(11)风机箱外壳内是风机叶轮(10)风机叶轮传动轴穿出风机箱后板(12)与电机连接，电机护罩(13)罩住电机固定在风机箱后板(12)上，风机箱后板(12)径向周向有出风口。风机箱部置在显热换热器烟箱和潜热换热器之间对后级产生正压排烟，有利于通过提高水蒸汽分压提高烟气露点温度。风机箱烟气出口连接烟气加湿调质箱(14)，雾化剂进液主管(15)穿入烟气加湿调质箱(14)外壳内，用焊接或法兰方式与外壳相连，雾化剂进液主管(15)在垂直气流方向上布置有螺纹或法兰接头与雾化剂进液支管(16)连接，雾化剂进液支管(16)迎风面连接雾化器(19)，在雾化剂进液主管(15)后部与其平行有调质剂进液主管(17)穿入烟气加湿调质箱(14)外壳内，用焊接或法兰方式与外壳相连，调质剂进液主管(17)在垂直气流方向上布置有螺纹或法兰接头与调质剂进液支管(18)连接，雾化剂进液支管(18)迎风面连接雾化器(19)，烟气加湿调质箱的作用是通过加湿降低烟温到露点温度，通过加调质剂改变烟气PH值能调节露点温度提高冷凝效率。加湿调质箱(14)烟气出口与冷凝换热器烟箱烟气进口(20)接通，冷凝换热器的结构是：低肋化换热器器件(22)横向(纵向)错排布置，每两组换热器件的管端头通过180度弯头(21)法兰螺栓连接或穿过两侧管板焊接连接，吸热介质循环回路是低温介质进口接管(33)通过冷凝换热器低肋化唤热器件(22)中温吸热介质出口(34)一分为二，一回路(32)经调节阀接通中温水箱(30)，二回路(4)经调节阀接通显热换热器吸热工质入口。潜热换热器烟箱(23)烟气出口与后处理烟箱(25)进口接通，烟气垂直进入后处理烟箱饶过挡烟板(26)，经气水分离器(24)后排入大气，啉凝液流入废液收集槽(35)，加药箱(29)内的药液经加药管(28)进入废液收集槽(35)中合反应为中性液体后经废液收集槽(35)底部废液管(27)排入外部。