本發(fā)明涉及一種包含尾氣處理系統(tǒng)的窯爐系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，部分地區(qū)霧霾現(xiàn)象嚴(yán)重，環(huán)境問(wèn)題上升到新的高度，已經(jīng)對(duì)國(guó)計(jì)民生造成嚴(yán)重負(fù)面影響，節(jié)能減排、根除霧霾已經(jīng)成為重要的民生工程成為國(guó)家、企業(yè)倡導(dǎo)的重要舉措。隨著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)尾氣排放較為嚴(yán)重，通常情況下大部分工業(yè)尾氣只經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理就直接排放，遠(yuǎn)不能達(dá)到環(huán)保要求。常見(jiàn)的工業(yè)尾氣有鍋爐尾氣、物料預(yù)熱尾氣等，這些排放尾氣溫度較高，能達(dá)幾百度，直接排放不僅造成熱量浪費(fèi)，還對(duì)大氣有較大的污染。

針對(duì)這樣的問(wèn)題，目前也存在各種對(duì)尾氣進(jìn)行處理的處理工藝。例如申請(qǐng)?zhí)枮?01620779902.4、申請(qǐng)日為2016.07.25的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利就公開(kāi)了鍋爐尾氣脫硫除塵余熱利用系統(tǒng)，該尾氣處理系統(tǒng)將鍋爐排放的尾氣經(jīng)過(guò)換熱管換熱、經(jīng)過(guò)布袋除塵器除塵，然后經(jīng)過(guò)脫硫塔和脫水器處理后排放。這種尾氣處理系統(tǒng)雖然經(jīng)過(guò)換熱實(shí)現(xiàn)了熱量回收，但是采用水冷換熱效果有限，尾氣還具有較高的溫度，那么尾氣高出常溫部分的熱量就白白浪費(fèi)。而且，這樣具有較高溫度的尾氣在經(jīng)過(guò)布袋除塵進(jìn)行除塵處理時(shí)，僅僅消除了尾氣中粒徑較大的粉塵顆粒，并不能消除排放尾氣中的pm2.5顆粒，除塵效果有限，對(duì)于消除霧霾沒(méi)有作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種除塵效果好、消除霧霾的包含尾氣處理系統(tǒng)的窯爐系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的包含尾氣處理系統(tǒng)的窯爐系統(tǒng)的技術(shù)方案一：包括窯爐、用于對(duì)引入的尾氣進(jìn)行除塵處理的除塵裝置、至少一個(gè)用于對(duì)除塵處理后的尾氣進(jìn)行吸熱降溫處理的熱泵系統(tǒng)以及用于對(duì)熱泵系統(tǒng)處理過(guò)的尾氣進(jìn)行除塵處理的濕法除塵裝置，除塵裝置的出風(fēng)口連接熱泵系統(tǒng)的吸熱單元進(jìn)風(fēng)口，熱泵系統(tǒng)的吸熱單元出風(fēng)口連通濕法除塵裝置的進(jìn)風(fēng)口。

采用本發(fā)明的尾氣處理設(shè)備進(jìn)行尾氣處理時(shí)，尾氣通過(guò)除塵裝置進(jìn)行一次除塵，能夠?qū)⑵渲械拇箢w?；覊m進(jìn)行過(guò)濾；之后尾氣通入熱泵系統(tǒng)的吸熱單元，在熱泵系統(tǒng)的吸熱單元尾氣中的熱量被大量吸走而驟然降溫，實(shí)現(xiàn)尾氣熱量的充分回收，經(jīng)過(guò)這樣的過(guò)程，尾氣溫度能夠被降至40°c以下，此后尾氣在通過(guò)濕法除塵進(jìn)行二次降溫除塵時(shí)，由于尾氣余溫較低，不會(huì)造成濕法除塵的水分蒸發(fā)，基本不會(huì)造成濕法除塵的水分損失，而且尾氣余溫較低使得空氣分子的運(yùn)動(dòng)減弱、流速降低、體積縮減，更有利于尾氣中粉塵的沉降和冷凝水的吸收，能夠消除排放的尾氣中的pm2.5。

在上述包含尾氣處理系統(tǒng)的窯爐系統(tǒng)的技術(shù)方案一的基礎(chǔ)上，能夠優(yōu)化得到技術(shù)方案二，所述除塵裝置可以采用布袋除塵器或電除塵裝置或電袋混合除塵裝置或旋風(fēng)除塵裝置。

在上述包含尾氣處理系統(tǒng)的窯爐系統(tǒng)的技術(shù)方案一的基礎(chǔ)上，能夠優(yōu)化得到技術(shù)方案三，所述熱泵系統(tǒng)有兩個(gè)以上，兩個(gè)以上熱泵系統(tǒng)中，有至少兩個(gè)熱泵系統(tǒng)的吸熱單元沿氣體流動(dòng)路徑并列設(shè)置，或者有至少兩個(gè)熱泵系統(tǒng)的吸熱單元在尾氣輸送管路的周向上并列設(shè)置，這樣可以將尾氣的溫度降至更低的溫度。

在上述包含尾氣處理系統(tǒng)的窯爐系統(tǒng)的技術(shù)方案三的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)一步優(yōu)化得到技術(shù)方案四，即所述熱泵系統(tǒng)有兩個(gè)以上，各個(gè)熱泵系統(tǒng)的吸熱單元沿氣體流動(dòng)路徑并列設(shè)置，這種布置方式最為簡(jiǎn)單，節(jié)省空間。

在上述各個(gè)技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述濕法除塵裝置為噴淋裝置，所述噴淋裝置的回收水槽與沉淀池連通而能夠使噴淋后的水流入沉淀池中。

進(jìn)一步地，包含尾氣處理系統(tǒng)的窯爐系統(tǒng)還包括與沉淀池連通并供沉淀池內(nèi)的上層清水流出的清水池，清水池與噴淋裝置連通并通過(guò)供水管路向噴淋裝置供水。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的窯爐系統(tǒng)的實(shí)施例一在使用時(shí)的原理圖；

圖2為本發(fā)明的窯爐系統(tǒng)的實(shí)施例二在使用時(shí)的原理圖；

圖3為尾氣沿除塵裝置、熱泵系統(tǒng)以及濕法除塵裝置流動(dòng)的示意圖；

圖4為本發(fā)明的窯爐系統(tǒng)的實(shí)施例一中熱泵系統(tǒng)的布置方式示意圖；

圖5為本發(fā)明的窯爐系統(tǒng)的實(shí)施例二中熱泵系統(tǒng)的布置方式示意圖。

圖中：1、窯爐；10、干熱尾氣；2、除塵裝置；3、粉塵收集裝置；4、熱泵系統(tǒng)；6、濕法除塵裝置；7、沉淀池；8、清水池；9、排空尾氣；11、冷空氣；12、高溫氣體；13、發(fā)電站；14、鍋爐；40、電力做功單元；41、吸熱單元；42散熱單元。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明的包含尾氣處理系統(tǒng)的窯爐系統(tǒng)的實(shí)施例一，如圖1、4所示，具體包括窯爐1、用于對(duì)窯爐的尾氣進(jìn)行除塵處理的除塵裝置2，還包括對(duì)除塵處理后的尾氣進(jìn)行吸熱、降溫處理的熱泵系統(tǒng)4以及用于對(duì)熱泵系統(tǒng)4處理過(guò)的尾氣進(jìn)行二次降溫除塵處理的濕法除塵裝置6，除塵裝置2的出風(fēng)口連接熱泵系統(tǒng)4的吸熱單元進(jìn)風(fēng)口，熱泵系統(tǒng)4的吸熱單元出風(fēng)口連通濕法除塵裝置6的進(jìn)風(fēng)口，濕法除塵裝置6連通有用于回收除塵水的沉淀池7，沉淀池7連通有清水池8，清水池8用于供沉淀池7中的上層清水流入，清水池7中的水能夠再次用于濕法除塵過(guò)程。

考慮到窯爐的尾氣排放量以及現(xiàn)有熱泵系統(tǒng)的功率，熱泵系統(tǒng)可以設(shè)置n個(gè)，其中n≥2，如圖4所示，各個(gè)熱泵系統(tǒng)的吸熱單元41沿氣體流動(dòng)路徑并列設(shè)置。

使用時(shí)，將窯爐1所排放的干熱尾氣10通過(guò)除塵裝置2進(jìn)行一級(jí)除塵，能夠?qū)⑽矚庵械拇箢w粒粉塵過(guò)濾，并有粉塵收集裝置3收集；在尾氣經(jīng)過(guò)一級(jí)除塵后，引入熱泵系統(tǒng)4的吸熱單元41內(nèi)，熱泵系統(tǒng)4通過(guò)電力做功單元40做功將經(jīng)過(guò)吸熱單元41的干熱尾氣熱量吸收而使其驟然降溫并降至55°c以下，此時(shí)尾氣溫度從幾百度驟降至接近常溫，這個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了對(duì)干熱尾氣的吸熱、降溫；吸熱單元41將熱量傳輸至散熱單元42后，外界的冷空氣11與散熱單元42發(fā)生熱交換并提值升溫形成高溫氣體12，高溫氣體12可以后續(xù)利用，例如用于窯爐預(yù)熱，也可以用在鍋爐14中節(jié)省鍋爐燃料；再之后，降低至較低溫度的尾氣再通過(guò)濕法除塵裝置6進(jìn)行二次降溫除塵處理，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)尾氣的高度除塵和對(duì)熱量的充分回收。

本發(fā)明的窯爐系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是，通過(guò)熱泵系統(tǒng)能夠最大化的吸收尾氣中的熱量、最大化的降低尾氣的溫度，通過(guò)熱泵系統(tǒng)的作用進(jìn)行升溫提值后將熱量后續(xù)利用，這樣實(shí)現(xiàn)了熱量的有效回收利用。而且尾氣溫度最大化的降低之后，為后續(xù)的濕法除塵過(guò)程提供了有利條件，因?yàn)樵谖矚鉁囟容^高時(shí)進(jìn)行濕法除塵處理，尾氣中的熱量會(huì)在濕法除塵時(shí)造成濕法除塵的水分蒸發(fā)，加劇了濕法除塵用水消耗量，而且尾氣溫度較高時(shí)，空氣分子運(yùn)動(dòng)距離、流速較高，尾氣中含有的細(xì)微顆粒，如pm2.5顆粒，活動(dòng)劇烈，不易沉降，在濕法除塵過(guò)程中也不容易被吸收。而通過(guò)熱泵系統(tǒng)將尾氣溫度降低后，空氣分子運(yùn)動(dòng)減弱、流速降低，尾氣中含有的細(xì)微顆?；顒?dòng)減弱，便于沉降，而且在濕法除塵過(guò)程中也便于被水分吸收，且不會(huì)造成水分蒸發(fā)，不僅優(yōu)化了除塵效果，而且節(jié)省了除塵用水。

通過(guò)上述的分析可知，尾氣在通過(guò)熱泵系統(tǒng)時(shí)溫度降得越低，就越有利于后續(xù)的濕法除塵，因此，考慮到電能損耗和除塵效果，優(yōu)選地在尾氣通過(guò)熱泵系統(tǒng)之后將其溫度降至40℃以下甚至降至常溫（25℃）以下。

本發(fā)明的窯爐系統(tǒng)還通過(guò)沉淀池7回收濕法除塵過(guò)程的除塵水，這樣除塵水在沉淀池7中沉淀后上層清水可以引入清水池8中，并再次利用在濕法除塵過(guò)程中，節(jié)約水源。

本發(fā)明還提供了窯爐系統(tǒng)的實(shí)施例二，如圖2、5所示，經(jīng)過(guò)熱泵系統(tǒng)生成的高溫氣體12用于發(fā)電站13的發(fā)電所用熱泵系統(tǒng)有四個(gè)，且各個(gè)熱泵系統(tǒng)的吸熱單元41繞尾氣輸送管路的周向均勻布置。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，熱泵系統(tǒng)可以有三個(gè)或五個(gè)或六個(gè)以上。在熱泵系統(tǒng)的功率足以滿(mǎn)足降溫要求時(shí)，熱泵系統(tǒng)甚至可以為一個(gè)。

上述兩種窯爐系統(tǒng)的實(shí)施例中，除塵裝置為布袋除塵器，濕法除塵裝置為噴淋裝置，當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，除塵裝置也可以為旋風(fēng)除塵器或者為電除塵裝置或者為電袋除塵裝置，濕法除塵裝置可以為通過(guò)沉降池過(guò)濾或者為洗滌除塵裝置。

采用本發(fā)明的包含尾氣處理系統(tǒng)的窯爐系統(tǒng)能夠有效的將尾氣中熱量回收，同時(shí)在濕法除塵之前將尾氣溫度降低到55°c以下甚至更低，這樣在濕法除塵過(guò)程有利于節(jié)省水源、有效除塵、有效治霾。