本發(fā)明涉及一種煙氣處理系統(tǒng)，尤其涉及一種脫硫裝置及含有該裝置的凈化及熱回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有礦熱爐窯生產(chǎn)過程中，部份爐窯高溫?zé)煔庵饕捎每绽浼夹g(shù)直接排放，余熱能量零利用，造成了能量的大量浪費(fèi)，而且，爐窯煙氣中通常含有大量未燃盡的煤炭顆粒和含硫顆粒，將會嚴(yán)重污染環(huán)境。而現(xiàn)有的脫硫塔基本構(gòu)成是，在塔內(nèi)放入填料。氣體以低流速從一端經(jīng)過脫硫塔內(nèi)填料層，把硫化氫吸附或吸收反應(yīng)成硫化物或多硫化物后留在填料層中，凈化后的氣體從脫硫塔另一端排出，實(shí)現(xiàn)脫硫處理的目的。而這種脫硫塔往往需要更高的塔高和更大的塔徑來裝填脫硫劑，導(dǎo)致阻力增大，不利于系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種爐窯煙氣分離及熱回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)可有效去除爐窯煙氣中的有害顆粒物，使?fàn)t窯煙氣達(dá)標(biāo)排放，并且，還可充分利用煙氣的余熱，節(jié)能環(huán)保。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種含硫煙氣的凈化及熱回收系統(tǒng)，包括熱回收裝置、脫硫裝置和液體槽；所述熱回收裝置包括一開一備兩個熱回收塔，每個熱回收塔內(nèi)均設(shè)有螺旋換熱管芯；所述脫硫裝置與熱回收裝置管道連接，所述脫硫裝置頂部設(shè)有凈氣出口管，所述凈氣出口管上依次設(shè)有溫度計、測硫儀和第一程控閥，且在凈氣出口管上、測硫儀與程控閥之間還管道連接有板式換熱器，且在該板式換熱器進(jìn)氣端設(shè)有第二程控閥；所述凈氣出口管上、測硫儀與第一程控閥之間還通過第三程控閥與脫硫裝置的進(jìn)氣口管道連接，所述液體槽包括凈液槽和集渣槽，且凈液槽與集渣槽之間設(shè)有陶瓷過濾板，集渣槽底部設(shè)有排污口；所述熱回收塔包括上筒體、下筒體和將上下筒體分隔開來的分隔板，所述分隔板上設(shè)有多個通孔，且每個通孔內(nèi)設(shè)有向下筒體內(nèi)延伸的導(dǎo)管；所述上筒體側(cè)面設(shè)有用于煙氣進(jìn)入整個系統(tǒng)的煙氣進(jìn)口，上筒體頂部設(shè)有與脫硫裝置相連的冷氣出口，且冷氣出口向上筒體內(nèi)延伸并貫穿分隔板中部與下筒體連通；所述下筒體側(cè)面設(shè)有通過泵與凈液槽管道連接的液體入口，且下筒體上設(shè)有用于檢測筒體內(nèi)液位的液位計，下筒體底部設(shè)有通過閥門與集渣槽管道連接的排渣口；所述螺旋換熱管芯設(shè)置在下筒體內(nèi)，下筒體上設(shè)有分別與螺旋換熱管芯的進(jìn)出口相連通的換熱進(jìn)口和換熱出口，且下筒體內(nèi)還設(shè)有浸沒導(dǎo)管底部和螺旋換熱管芯、用于吸收煙氣中的顆粒雜質(zhì)和煙氣熱量的液體。

優(yōu)選的，所述螺旋換熱管芯是由兩端密封的螺旋換熱管板卷成，其內(nèi)部設(shè)有進(jìn)氣通道和出氣通道，且進(jìn)水通道與出水通道之間通過分流板相互隔開；所述螺旋換熱管芯上分別設(shè)有與換熱進(jìn)口和換熱出口相對應(yīng)的進(jìn)出口管嘴。

優(yōu)選的，所述冷氣出口和所有導(dǎo)管的入口端均設(shè)有hepa過濾網(wǎng)。

優(yōu)選的，所述下筒體上設(shè)有觀察口，所述觀察口頂部在螺旋換熱管芯頂部上方、觀察口底部在螺旋換熱管芯頂部下方。

進(jìn)一步的，所述通孔呈內(nèi)側(cè)向下的臺階狀，所述導(dǎo)管頂部向外翻轉(zhuǎn)90°、并卡接在通孔的臺階上，且導(dǎo)管翻轉(zhuǎn)后的頂面與分隔板上表面齊平。

優(yōu)選的，所述脫硫裝置包括塔體，以及在塔體內(nèi)由下而上依次設(shè)置的攪拌器、整流裝置、噴淋層和除霧器，所述的塔體側(cè)面底部設(shè)有與冷氣出口管道連接的冷氣入口；所述塔體頂部設(shè)有凈氣出口，塔體底部設(shè)有通過閥門與集渣槽管道連接的排液口，塔體側(cè)面、噴淋層上方設(shè)有通過泵與凈液槽管道連接的進(jìn)液口；所整流裝置包括第一整流層和第二整流層，且每層整流層均包括與塔體相匹配、用于將整流層固定到塔體內(nèi)的固定圓環(huán)，平行設(shè)置在固定圓環(huán)內(nèi)的多根實(shí)心固定桿，以及套接在固定桿上、并可圍繞固定桿轉(zhuǎn)動的圓筒形管道；所述第一整流層與第二整流層之間設(shè)有第一氣體分布器，所述第二整流層與煙氣入口之間設(shè)有第二氣體分布器。

優(yōu)選的，所述第一氣體分布器上布設(shè)有呈圓環(huán)狀、且出氣方向按順時針方向的若干順時針傾斜氣流管，第一氣體分布器上、順時針傾斜氣流管之間還設(shè)有多個流水口，所述第二氣體分布器上布設(shè)有呈圓環(huán)狀、且出氣方向按逆時針方向的若干逆時針傾斜氣流管，第二氣體分布器上還設(shè)有一個出水口。

優(yōu)選的，所述順時針傾斜氣流管和逆時針傾斜氣流管均與所在的氣流分布板呈20～60°，且順時針傾斜氣流管和逆時針傾斜氣流管下方均設(shè)置為喇叭狀、上方均開口斜向下；所述流水口上方設(shè)置為喇叭狀。

本發(fā)明還提供一種脫硫裝置，包括塔體，以及在塔體內(nèi)由下而上依次設(shè)置的攪拌器(4)、整流裝置、噴淋層(5)和除霧器(6)，所述的塔體側(cè)面底部設(shè)有與冷氣出口(12)管道連接的冷氣入口(41)；所述塔體頂部設(shè)有凈氣出口(61)，塔體底部設(shè)有排液口(51)，塔體側(cè)面、噴淋層上方設(shè)有進(jìn)液口(52)；所整流裝置包括第一整流層(62)和第二整流層(63)，且每層整流層均包括與塔體相匹配、用于將整流層固定到塔體內(nèi)的固定圓環(huán)(64)，平行設(shè)置在固定圓環(huán)內(nèi)的多根實(shí)心固定桿(65)，以及套接在固定桿上、并可圍繞固定桿轉(zhuǎn)動的圓筒形管道(66)；所述第一整流層(62)與第二整流層(63)之間設(shè)有第一氣體分布器(67)，所述第二整流層(63)與冷氣入口(41)之間設(shè)有第二氣體分布器(68)。

優(yōu)選的，所述第一氣體分布器(67)上布設(shè)有呈圓環(huán)狀、且出氣方向按順時針方向的若干順時針傾斜氣流管(69)，第一氣體分布器上、順時針傾斜氣流管(69)之間還設(shè)有多個流水口(53)，所述第二氣體分布器(68)上布設(shè)有呈圓環(huán)狀、且出氣方向按逆時針方向的若干逆時針傾斜氣流管(54)，第二氣體分布器上還設(shè)有一個出水口(55)，所述順時針傾斜氣流管(69)和逆時針傾斜氣流管(54)均與所在的氣流分布板呈20～60°，且順時針傾斜氣流管和逆時針傾斜氣流管下方均設(shè)置為喇叭狀、上方均開口斜向下；所述流水口(53)上方設(shè)置為喇叭狀

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。設(shè)置的熱回收裝置可有效回收煙氣余熱，先將煙氣的大部分熱量傳遞到液體中，再通過螺旋換熱管芯將熱量轉(zhuǎn)移，節(jié)能又環(huán)保；此外，帶液體中吸收的煤渣等顆粒較多時即可輸送至集渣槽，將顆粒物沉降到槽底，后采用過濾等方式收集起來進(jìn)行再利用，節(jié)省能源；而設(shè)置的脫硫裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，脫硫效果好，其中，氣體分布器可有效分散氣流，形成旋流，增大氣液接觸時間，并且兩層氣流分布層上的氣流管出氣方向相反，進(jìn)一步增大了氣液接觸時間，從而提高脫硫效果。而將氣流管下端設(shè)置為喇叭狀、氣流管上方開口斜向下，是為了便于氣流向上流動，而防止噴淋處的液體通過氣流管往下，而流水口上方設(shè)置為喇叭狀，則是為了便于第一氣流分布層上蓄積的液體能夠通過流水口向第二氣體分布器流動，而防止大部分氣體通過流水口向上。

(2)本發(fā)明設(shè)置熱回收裝置設(shè)有螺旋換熱管芯，該換熱管芯結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，焊縫線短，不易結(jié)垢，可在凈化煙氣的同時，將煙氣的熱量盡可能是利用起來，用于加熱空氣，在爐窯生產(chǎn)過程中，在爐窯燃燒段通入加熱后的空氣可節(jié)約能源，并使燃煤接觸更多的氧氣后充分燃燒；此外，在下筒體上的螺旋換熱管芯上部設(shè)置了液體入口和排污口，可在更換液體時沖刷螺旋換熱管芯表面，達(dá)到清潔作用，使其具有良好換熱效率。

(3)本發(fā)明還在脫硫裝置的凈氣出口設(shè)置了溫度計和測硫儀，當(dāng)測得的凈氣溫度不符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時，即關(guān)閉第一程控閥和第三程控閥使氣體從板式換熱器中進(jìn)一步換熱后排出，而在凈氣含硫量不符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時，則關(guān)閉第一程控閥和第二程控閥，使氣體重新從脫硫裝置冷氣入口處進(jìn)一步脫硫后排出，凈化效果好。

(4)本發(fā)明的脫硫裝置，通過脫硫塔中，順時針傾斜氣流管和逆時針傾斜氣流管與所在的氣流分布板的角度設(shè)置，可以顯著提交脫硫效率。

(5)本發(fā)明完全采用物理處理方法，無二次污染，凈化效果好，處理成本低，使用簡便，應(yīng)用范圍廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明熱回收塔結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明螺旋換熱管芯結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明脫硫裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明整流裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為針傾斜氣流管和逆時針傾斜氣流管與所在的氣流分布板所成不同角度的脫硫比率圖。

其中，附圖標(biāo)記對應(yīng)的名稱為：

1-上筒體，11-煙氣進(jìn)口，12-冷氣出口，

2-下筒體，21-液體入口，22-液位計，23-排渣口，24-換熱進(jìn)口，25-換熱出口，26-觀察口，

3-分隔板，31-通孔，32-導(dǎo)管，33-進(jìn)氣通道，34-出氣通道，35-分流板，36-hepa過濾網(wǎng)，

4-攪拌器，41-冷氣入口，

5-噴淋層，51-排液口，52-進(jìn)液口，53-流水口，54-逆時針傾斜氣流管，55-出水口，

6-除霧器，61-凈氣出口，62-第一整流層，63-第二整流層，64-固定圓環(huán)，65-固定桿，66-圓筒形管道，67-第一氣體分布器，68-第二氣體分布器，69-順時針傾斜氣流管，

71-集渣槽，72-凈液槽，73-陶瓷過濾板，74-排污口，

81-板式換熱器，82-溫度計，83-測硫儀，84-第一程控閥，85-第二程控閥，86-第三程控閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說明和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的方式包括但不僅限于以下實(shí)施例。

本實(shí)施例的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可凈化含硫煙氣使其達(dá)標(biāo)排放，并且可回收煙氣余熱的系統(tǒng)。

如圖1所示，該系統(tǒng)包括熱回收裝置、脫硫裝置和液體槽；所述熱回收裝置包括一開一備兩個熱回收塔，每個熱回收塔內(nèi)均設(shè)有螺旋換熱管芯；所述脫硫裝置與熱回收裝置管道連接，所述脫硫裝置頂部設(shè)有凈氣出口管，所述凈氣出口管上依次設(shè)有溫度計82、測硫儀83和第一程控閥84，且在凈氣出口管上、測硫儀與程控閥之間還管道連接有板式換熱器81，且在該板式換熱器進(jìn)氣端設(shè)有第二程控閥85；所述凈氣出口管上、測硫儀與第一程控閥之間還通過第三程控閥86與脫硫裝置的進(jìn)氣口管道連接。此種設(shè)置是為了檢測經(jīng)過脫硫裝置后的凈氣是否符合預(yù)設(shè)的排放標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)測得的凈氣溫度不符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時，即關(guān)閉第一程控閥和第三程控閥使氣體從板式換熱器中進(jìn)一步換熱后排出，而在凈氣含硫量不符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時，則關(guān)閉第一程控閥和第二程控閥，使氣體重新從脫硫裝置冷氣入口處進(jìn)一步脫硫后排出，凈化效果好。

如圖1所示，所述液體槽包括凈液槽72和集渣槽71，且凈液槽與集渣槽之間設(shè)有陶瓷過濾板73，集渣槽底部設(shè)有排污口74，可有效實(shí)現(xiàn)堿液的回收再利用。

如圖1～圖3所示，所述熱回收塔包括上筒體1、下筒體2和將上下筒體分隔開來的分隔板3，所述分隔板上設(shè)有多個通孔31，且每個通孔內(nèi)設(shè)有向下筒體內(nèi)延伸的導(dǎo)管32；所述上筒體1側(cè)面設(shè)有用于煙氣進(jìn)入整個系統(tǒng)的煙氣進(jìn)口11，上筒體頂部設(shè)有與脫硫裝置相連的冷氣出口12，且冷氣出口向上筒體內(nèi)延伸并貫穿分隔板中部與下筒體連通；所述下筒體2側(cè)面設(shè)有通過泵與凈液槽72管道連接的液體入口21，且下筒體上設(shè)有用于檢測筒體內(nèi)液位的液位計22，下筒體底部設(shè)有通過閥門與集渣槽71管道連接的排渣口23；所述螺旋換熱管芯設(shè)置在下筒體內(nèi)，下筒體上設(shè)有分別與螺旋換熱管芯的進(jìn)出口相連通的換熱進(jìn)口24和換熱出口25，且下筒體內(nèi)還設(shè)有浸沒導(dǎo)管底部和螺旋換熱管芯、用于吸收煙氣中的顆粒雜質(zhì)和煙氣熱量的液體。該熱回收塔可有效回收煙氣余熱，并且，熱回收塔內(nèi)設(shè)置的堿液還可初步的將煙氣中的顆粒雜質(zhì)和含硫雜質(zhì)進(jìn)行處理，為后續(xù)的脫硫裝置減輕負(fù)擔(dān)，節(jié)能又環(huán)保。此外，本實(shí)施例的上筒體、下筒體與分隔板之間，分隔板與導(dǎo)管之間均采用可拆卸式連接，便于安裝拆卸及后期清潔，尤其是其下筒體內(nèi)部的螺旋換熱管芯，可直接取出或噴水清洗，清潔更換均十分便利。

所述螺旋換熱管芯是由兩端密封的螺旋換熱管板卷成，其內(nèi)部設(shè)有進(jìn)氣通道33和出氣通道34，且進(jìn)水通道與出水通道之間通過分流板35相互隔開；所述螺旋換熱管芯上分別設(shè)有與換熱進(jìn)口24和換熱出口25相對應(yīng)的進(jìn)出口管嘴。該螺旋換熱管芯結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，其焊縫線比管式換熱器短，且不易結(jié)垢，可在凈化煙氣的同時，將煙氣的熱量盡可能是利用起來，用于加熱空氣或水等，節(jié)約能源；此外，本實(shí)施例還在下筒體上的螺旋換熱管芯上部設(shè)置了清潔液入口和清潔液出口，可在更換液體時沖刷螺旋換熱管芯表面，達(dá)到清潔作用，使其具有良好換熱效率。

所述冷氣出口12和所有導(dǎo)管32的入口端均設(shè)有hepa過濾網(wǎng)36，該過濾網(wǎng)分別作為煙氣的第一層過濾和最后一層過濾，一方面可減輕下腔體中煙氣凈化物凈化煙氣的壓力，減少煙氣凈化物的更換，另一方面可進(jìn)一步過濾即將排放的煙氣冷氣，使煙氣中的大顆粒雜質(zhì)能夠完全去除，大大減輕后續(xù)脫硫裝置的脫硫壓力。

所述下筒體2上設(shè)有觀察口26，所述觀察口頂部在螺旋換熱管芯頂部上方、觀察口底部在螺旋換熱管芯頂部下方。一方面可及時查看該分離裝置內(nèi)的液位是否淹沒過螺旋換熱管芯頂部，避免煙氣直接排出，凈化失效，污染環(huán)境，另一方面還可在觀察到煙氣凈化物受到嚴(yán)重污染后及時通過排污口排出，以更換煙氣凈化物，確保煙氣凈化效果。

所述通孔31呈內(nèi)側(cè)向下的臺階狀，所述導(dǎo)管32頂部向外翻轉(zhuǎn)90°、并卡接在通孔的臺階上，且導(dǎo)管翻轉(zhuǎn)后的頂面與分隔板3上表面齊平，使其可拆卸地卡接在分隔板3上，以便于后續(xù)更換或維修螺旋換熱管芯。

其中，熱回收塔的各個進(jìn)出口管道及導(dǎo)管均采用的氟塑料管，氟塑料管具有良好的耐腐蝕性和穩(wěn)定性，且不粘性強(qiáng)，維護(hù)成本低，使用壽命長。

如圖4和圖5所示，所述脫硫裝置包括塔體，以及在塔體內(nèi)由下而上依次設(shè)置的攪拌器4、整流裝置、噴淋層5和除霧器6，所述的塔體側(cè)面底部設(shè)有與冷氣出口12管道連接的冷氣入口41；所述塔體頂部設(shè)有凈氣出口61，塔體底部設(shè)有通過閥門與集渣槽71管道連接的排液口51，塔體側(cè)面、噴淋層上方設(shè)有通過泵與凈液槽72管道連接的進(jìn)液口52；所整流裝置包括第一整流層62和第二整流層63，且每層整流層均包括與塔體相匹配、用于將整流層固定到塔體內(nèi)的固定圓環(huán)64，平行設(shè)置在固定圓環(huán)內(nèi)的多根實(shí)心固定桿65，以及套接在固定桿上、并可圍繞固定桿轉(zhuǎn)動的圓筒形管道66；所述第一整流層62與第二整流層63之間設(shè)有第一氣體分布器67，所述第二整流層63與冷氣入口41之間設(shè)有第二氣體分布器68。該整流裝置中的整流層可把原煙氣充分分流，形成多股分流煙氣與液體接觸；而整流層中設(shè)置了可繞固定桿轉(zhuǎn)動的圓筒形管道，且相鄰兩管道23之間的間距為1cm～10cm，可使管道縫隙處煙氣流速提高，氣液兩相界面湍動加強(qiáng)，氣膜厚度減薄提高了傳質(zhì)速率系數(shù)，并且整流裝置上部形成了一層湍流層，進(jìn)一步提高了傳質(zhì)速率系數(shù)；同時煙速增大可減緩液滴下降速度，因而可使?jié){液在脫硫塔內(nèi)停留時間加長，增加吸收時間，達(dá)到提高脫硫效率的目的。

所述第一氣體分布器67上布設(shè)有呈圓環(huán)狀、且出氣方向按順時針方向的若干順時針傾斜氣流管69，第一氣體分布器上、順時針傾斜氣流管69之間還設(shè)有多個流水口53，所述第二氣體分布器68上布設(shè)有呈圓環(huán)狀、且出氣方向按逆時針方向的若干逆時針傾斜氣流管54，第二氣體分布器上還設(shè)有一個出水口55。設(shè)置的氣體分布器可有效分散氣流，形成旋流，增大氣液接觸時間，并且兩層氣流分布層上的氣流管出氣方向相反，進(jìn)一步增大了氣液接觸時間，從而提高脫硫效果。優(yōu)選的，所述順時針傾斜氣流管69和逆時針傾斜氣流管54均與所在的氣流分布板呈20～60°，且順時針傾斜氣流管和逆時針傾斜氣流管下方均設(shè)置為大開口向上的喇叭狀；所述流水口53上方設(shè)置為大開口向下的喇叭狀。更優(yōu)選的，所述順時針傾斜氣流管69和逆時針傾斜氣流管54均與所在的氣流分布板呈30～40°；最優(yōu)選的，所述順時針傾斜氣流管69和逆時針傾斜氣流管54均與所在的氣流分布板呈35～40°。本實(shí)施例中，所述順時針傾斜氣流管69和逆時針傾斜氣流管54均與所在的氣流分布板約為37.5°，經(jīng)過測試，這個角度可以獲得最佳旋流及脫硫效果，具體詳見圖6，其脫硫效率可達(dá)97.8％。所述順時針傾斜氣流管69和逆時針傾斜氣流管54均與所在的氣流分布板呈30～40°時，其脫硫效率可達(dá)95％以上。所述順時針傾斜氣流管69和逆時針傾斜氣流管54均與所在的氣流分布板呈35～40°時，其脫硫效率可達(dá)96％以上?？梢岳斫猓?dāng)所述順時針傾斜氣流管69和逆時針傾斜氣流管54均與所在的氣流分布板的角度較小時，一方面管道較小容易阻塞、且制備工藝復(fù)雜，另一方面氣流會直接打在側(cè)壁上，不易產(chǎn)生旋流。另外，將氣流管下端設(shè)置為大開口向上的喇叭狀，是為了便于氣流向上流動，而防止噴淋處的液體通過氣流管往下，而流水口設(shè)置為大開口向上喇叭狀，則是為了便于第一氣流分布層上蓄積的液體能夠通過流水口向第二氣流分布板流動，而防止大部分氣體通過流水口向上。

上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式之一，不應(yīng)當(dāng)用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，但凡在本發(fā)明的主體設(shè)計思想和精神上作出的毫無實(shí)質(zhì)意義的改動或潤色，其所解決的技術(shù)問題仍然與本發(fā)明一致的，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。