一种窑炉尾气处理工艺及系统的制作方法

本发明涉及尾气处理，尤其涉及一种窑炉尾气处理工艺及系统。

背景技术：

近年来，部分地区雾霾现象严重，环境问题上升到新的高度，已经对国计民生造成严重负面影响，节能减排、根除雾霾已经成为重要的民生工程成为国家、企业倡导的重要举措。随着工业发展，工业尾气排放较为严重，通常情况下大部分工业尾气只经过简单的处理就直接排放，远不能达到环保要求。常见的工业尾气有锅炉尾气、物料预热尾气等，这些排放尾气温度较高，能达几百度，直接排放不仅造成热量浪费，还对大气有较大的污染。

针对这样的问题，目前也存在各种对尾气进行处理的处理工艺。例如申请号为201620779902.4、申请日为2016.07.25的中国实用新型专利就公开了锅炉尾气脱硫除尘余热利用系统，该尾气处理系统将锅炉排放的尾气经过换热管换热、经过布袋除尘器除尘，然后经过脱硫塔和脱水器处理后排放。这种尾气处理系统虽然经过换热实现了热量回收，但是采用水冷换热效果有限，尾气还具有较高的温度，那么尾气高出常温部分的热量就白白浪费。而且，这样具有较高温度的尾气在经过布袋除尘进行除尘处理时，仅仅消除了尾气中粒径较大的粉尘颗粒，并不能消除排放尾气中的pm2.5颗粒，除尘效果有限，对于消除雾霾没有作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种除尘效果好窑炉尾气处理工艺；同时本发明还提供了一种适用于该处理工艺的尾气处理系统。

为实现上述目的，本发明窑炉尾气处理工艺的技术方案是：一种窑炉尾气处理工艺，包括以下步骤，（1）将尾气引入至少一个热泵系统的吸热单元进行吸热、降温处理，使尾气余温降低至55°c以下；（2）将从热泵系统的吸热单元排出的尾气经过除尘装置进行除尘处理；（3）将除尘处理后的尾气通过湿法除尘进行二次除尘。

本发明的窑炉尾气处理工艺将尾气经过热泵系统的吸热单元，在热泵系统的吸热单元中尾气的热量被大量吸走而骤然降温，尾气温度能够被降至55°c以下，这样由于尾气温度降低，致使其体积收缩、流速降低、空气分子运动减弱，为后续尾气除尘提供了有利条件，提高除尘效果，而且尾气体积缩减、流速降低也减弱了尾气对除尘装置的损害；之后再经过湿法除尘，能够进一步将尾气中尚未滤除的粉尘吸收，这样能够消除尾气中的pm2.5，消除雾霾，而且由于通过热泵后尾气温度较低，在湿法除尘过程中也避免除尘水受热蒸发，节省用水。

上述技术方案一的基础上，在（2）中，优选地，所述热泵系统有两个以上，两个以上热泵系统中，有至少两个热泵系统的吸热单元沿气体流动路径并列设置，或者有至少两个热泵系统的吸热单元在尾气输送管路的周向上并列设置，这样可以将尾气的温度降至更低的温度。

在上述技术方案二的基础上，进一步优化得到技术方案三，即设置两个以上热泵系统，且各个热泵系统的吸热单元沿气体流动路径并列设置，这种布置方式占用空间小。

在上述三种技术方案的基础上，在尾气引入热泵系统的吸热单元进行吸热降温处理之后，尾气余温降低至常温以下，更有利于尾气中的微小粉尘沉降。

进一步地，在技术方案一、二、三的基础上优化得到技术方案五，即湿法除尘后的除尘水经过沉淀池沉淀回收。

在技术方案五的基础上优化可以得到技术方案六，即沉淀池连通有用于将沉淀后的上层清水回收的清水池，清水池中的回收清水再次用于湿法除尘。

进一步地，在技术方案一、二、三的基础上，所述湿法除尘过程包括通过喷淋装置喷淋除尘。

进一步地，在技术方案一、二、三的基础上，所述除尘装置为布袋除尘器或电除尘装置或电袋混合除尘装置或旋风除尘装置。

本发明的窑炉尾气处理系统，包括至少一个用于对尾气进行吸热、降温处理的热泵系统、用于对经过热泵系统的尾气进行一次除尘处理的干法除尘装置、以及用于对尾气进行二次除尘处理的湿法除尘装置，热泵系统的吸热单元的出风口连接干法除尘装置进风口，干法除尘装置的出风口连通湿法除尘装置的进风口。

本发明的窑炉尾气处理系统将尾气经过热泵系统的吸热单元，在热泵系统的吸热单元中尾气的热量被大量吸走而骤然降温，尾气温度能够被降至55°c以下，这样由于尾气温度降低，致使其体积收缩、流速降低、空气分子运动减弱，为后续尾气除尘提供了有利条件，提高了除尘效果；而且尾气体积缩减、流速降低也减弱了尾气对除尘装置的损害。之后再经过湿法除尘，能够进一步将尾气中尚未滤除的粉尘吸收，这样能够消除尾气中的pm2.5，消除雾霾，而且由于通过热泵后尾气温度较低，在湿法除尘过程中也避免除尘水受热蒸发，节省用水。

在技术方案一的基础上，干法除尘装置可以选为布袋除尘器或电除尘装置或电袋混合除尘装置或旋风除尘装置。

在技术方案一的基础上，优化得到技术方案三，热泵系统有两个以上，两个以上热泵系统中，有至少两个热泵系统的吸热单元沿气体流动路径并列设置，或者有至少两个热泵系统的吸热单元在尾气输送管路的周向上并列设置，这样可以将尾气的温度降至更低的温度。

在上述技术方案三的基础上，进一步优化得到技术方案四，即设置两个以上热泵系统，且各个热泵系统的吸热单元沿气体流动路径并列设置，这种布置方式占用空间小。

在上述各个技术方案的基础上，进一步优化，所述窑炉尾气处理系统还包括回收湿法除尘装置的除尘水的沉淀池，沉淀池连通有用于将沉淀后的上层清水回收的清水池，所述窑炉尾气处理系统还包括用于将清水池中的水再次输送给湿法除尘装置的供水管路。这样能够将湿法除尘的除尘水进行回收循环利用。

在上述各个技术方案的基础上，进一步优化，所述湿法除尘装置为喷淋装置，在尾气温度较低，尾气中的粉尘更容易沉降的情况下，通过喷淋装置喷淋能够更好的消除尾气中的pm2.5颗粒。

附图说明

图1为本发明的窑炉尾气处理工艺的实施例一的流程图；

图2为尾气沿热泵系统、干法除尘装置以及湿法除尘装置流动的示意图；

图3为本发明的窑炉尾气处理系统实施例一中热泵系统的布置方式示意图；

图4为本发明的窑炉尾气处理系统实施例二中热泵系统的布置方式示意图。

图中：10、干热尾气；2、干法除尘装置；3、粉尘收集装置；4、热泵系统；6、湿法除尘装置；7、沉淀池；8、清水池；9、排空尾气；11、冷空气；12、高温气体；40、电力做功单元；41、吸热单元；42散热单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的窑炉尾气处理工艺的具体实施例一，如图1至图2所示，将窑炉的干热尾气10引入吸泵系统4的吸热单元41内，热泵系统4通过电力做功单元40做功将经过吸热单元41的干热尾气热量吸收而使其骤然降温并降至55°c以下，此时，由于尾气温度从几百度骤降至接近常温，实现了对尾气余热的回收利用；吸热单元41将热量传输至散热单元42后，外界的冷空气11或冷水与散热单元42发生热交换并提值升温形成高温气体12或热水以供后续利用。

然后，将接近常温的尾气通入干法除尘装置2内进行一级除尘处理，本实施例中，干法除尘装置为布袋除尘器，当然，在其他实施方式中，干法除尘还可以为电除尘装置或电袋混合除尘装置或旋风除尘装置。本实施例中，由于通过热泵系统4将尾气温度降低后，空气分子运动减弱、流速降低、体积缩减，这样在尾气通过布袋除尘装置时，对布袋除尘装置的损害较小，而且尾气中的粉尘颗粒更容易沉降而被滤出，提高了除尘效果。

之后，将一级除尘后的尾气通过湿法除尘6进行二级除尘处理，本实施例中，湿法除尘采用喷淋装置喷淋除尘，当然，在其他实施方式中，湿法除尘还可以采用洗涤除尘装置进行洗涤除尘。由于热泵系统最大化的吸收了尾气中的热量，降低了尾气的温度，尾气的空气分子运动减弱、流速降低，这样在尾气进行喷淋处理时，粉尘颗粒更容易被喷淋吸收，更容易沉降，进一步优化了喷淋除尘的效果，消除了尾气中的pm2.5颗粒，消除雾霾。同时不会因为尾气温度较高而导致喷淋水蒸发，避免了水资源的浪费。

通过上述的分析可知，尾气在通过热泵系统时温度降得越低，就越有利于后续的湿法除尘，因此，考虑到电能损耗和除尘效果，在尾气通过热泵系统之后将其温度降至40℃以下甚至降至常温（25℃）以下。

本实施例中，喷淋装置的除尘水通过沉淀池进行回收，沉淀池中的回收水经过沉淀后，上层清水注入到清水池中，然后通过供水系统循环输送到喷淋装置供喷淋使用。

采用本发明的窑炉尾气处理工艺通过本发明的窑炉尾气处理系统能够有效的将尾气中热量回收，同时在湿法除尘之前将尾气温度降低到55°c以下甚至更低，这样在湿法除尘过程有利于节省水源、有效除尘、有效治霾。

本发明的窑炉尾气处理系统对应于窑炉尾气处理工艺的实施例一，具体包括用于对尾气进行吸热、降温处理的热泵系统4，还包括用于对经过热泵系统4的尾气进行一次除尘处理的干法除尘装置2以及用于对尾气进行二次除尘处理的湿法除尘装置6。热泵系统4的吸热单元41的出风口连接干法除尘装置2的进风口，干法除尘装置2的出风口连通湿法除尘装置6的进风口，湿法除尘装置6连通有用于回收除尘水的沉淀池7，沉淀池7连通有清水池8，清水池8用于供沉淀池7中的上层清水流入，清水池8中的水能够再次用于湿法除尘过程。

其中，干法除尘装置为布袋除尘器，湿法除尘装置为喷淋装置，例如喷淋塔、喷淋室等。当然，在其他实施方式中，干法除尘装置也可以为电除尘装置或电袋混合除尘装置或旋风除尘装置；湿法除尘可以采用洗涤除尘。

考虑到烘干机的尾气排放量以及现有热泵系统的功率，热泵系统可以设置n个，其中n≥2，如图3所示，各个热泵系统的吸热单元41沿气体流动路径并列设置。

本发明还提供了窑炉尾气处理系统的实施例二，实施例二中，如图4所示，热泵系统有四个，且各个热泵系统的吸热单元41绕尾气输送管路的周向均匀布置。当然，在其他实施方式中，热泵系统可以有三个或五个或六个以上。在热泵系统的功率足以满足降温要求时，热泵系统甚至可以为一个。