一种热风煤泥烘干尾气的除尘脱硫与余热回收供热系统

摘要

本发明涉及一种热风煤泥烘干尾气的除尘脱硫与余热回收供热系统，包括依次连接设置的鼓风机与热风炉单元、煤泥烘干滚筒单元、一次除尘与引风单元，还包括与所述一次除尘与引风单元依次连接的二次双级湿式脱硫除尘与热湿交换单元及热泵余热回收单元。本发明采用双级湿式脱硫除尘及热湿交换装置与热泵余热回收原理相结合的综合性技术路线，在煤泥烘干加工处理中的尾气一次除尘处理后进行二次双级湿式脱硫除尘同时进行余热回收的方式，使得煤泥的烘干加工中的尾气粉尘得以完全处理，尾气中含硫量符合排放标准，尾气中的余热得以最佳利用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种尾气处理及余热回收系统，特别是涉及一种热风 煤泥烘干尾气的除尘脱硫与余热回收供热系统。

背景技术

随着煤炭加工的深度和广度快速发展，作为煤炭开采业的副产品 的煤泥的产量明显上升，应运而生了煤泥干燥行业。在提高煤泥的附 加值的同时，煤泥的加工处理的综合能源利用已成为迫切需要研究和 解决的问题。由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸 多不利条件，在实现工业处理时必须采用专用烘干系统。

但是，当前烘干系统处理的方法及处理工艺中存在用热需求过大、 尾气余热回收不足、尾气除尘处理不彻底、未进行脱硫处理等实际运 行中出现的问题，达不到节能降耗的要求甚至达不到国家标准的排放 要求。

发明内容

本发明的目的是针对煤泥的烘干加工处理出现的问题，提出一种 热风煤泥烘干尾气的除尘脱硫与余热回收供热系统，采用双级湿式脱 硫除尘及热湿交换装置与热泵余热回收原理相结合的综合性措施，从 而实现煤泥的烘干加工中的尾气粉尘得以完全处理，使得尾气中含硫 量符合排放标准，同时将尾气中的余热得以最佳利用。

为实现上述目的，本发明提供了一种热风煤泥烘干尾气的除尘脱 硫与余热回收供热系统，包括依次连接设置的鼓风机与热风炉单元、 煤泥烘干滚筒单元、一次除尘与引风单元，还包括与所述一次除尘与 引风单元依次连接的二次双级湿式脱硫除尘与热湿交换单元及热泵余 热回收单元，所述二次双级湿式脱硫除尘与热湿交换单元包括设备外壳、设置在所述设备外壳上部的进风口和出风口、设置在所述出风口 上的排风管道及设置在所述排风管道末端上的排风罩，所述设备外壳 内沿尾气流向依次有多级水雾喷淋机构、填料床、汽水分离器，所述 多级水雾喷淋机构与设备外壳内底部之间设有喷淋循环泵，所述热泵 余热回收单元包括与设备外壳内底部相连通的热液一次循环泵、中间 板式换热器、与所述中间板式换热器相连的热源侧二次循环泵、与所 述热源侧二次循环泵相连的热泵机构以及设置在所述中间板式换热器 与热泵机构之间的二次水系统定压补水装置，所述热泵机构包括依次 循环连接的热泵蒸发器、热力系统膨胀阀、热泵冷凝器、热泵压缩机，所述热泵蒸发器设置在所述热源侧二次循环泵所在管路上，所述热泵 冷凝器上设有用户侧热载体入口及用户侧热载体出口。

优选地，所述鼓风机与热风炉单元包括依次设置的热风炉鼓风机、 热风炉，所述煤泥烘干滚筒单元包括与热风炉相连的烘干滚筒，所述 一次除尘与引风单元包括与所述烘干滚筒上热风排出口依次相连的旋 风除尘器、引风机。

优选地，所述设备外壳内上部设有挡板，所述设备外壳底部设有 锥形的积淤槽，所述积淤槽底部设有排污阀，所述设备外壳底部还设 有视污镜。

优选地，所述多级水雾喷淋机构与填料床设置在所述挡板一侧， 所述汽水分离器设置在所述挡板另一侧。

优选地，所述设备外壳内部设有浆液液位控制阀与浆液取样管， 所述浆液液位控制阀上连接设有浆液补充机构。

基于上述技术方案，本发明的优点是：

本发明的热风煤泥烘干尾气的除尘脱硫与余热回收供热系统采 用双级湿式脱硫除尘及热湿交换装置与热泵余热回收原理相结合的综 合性技术路线，提出煤泥烘干加工处理中的尾气一次除尘处理后进行 二次双级湿式脱硫除尘同时进行余热回收的技术思路，一方面将烘干 产生的尾气通过一次除尘后，进入喷淋装置及浆液浪涌中进行二次深度除尘处理；另一方面采用双级湿式石膏法对尾气进行脱硫处理；同 时喷淋中从烘干尾气获得的热量再通过水换热器及热泵装置进行热量 提取，使得煤泥的烘干加工中的尾气粉尘得以完全处理，尾气中含硫 量符合排放标准，尾气中的余热得以最佳利用，其优点具体如下：

1、采用双级湿式脱硫除尘方式，可使此系统烘干产生的尾气中 的粉尘得以完全处理，同时也可使尾气中含硫量符合排放标准；

2、采用热湿交换装置，最大限度地全面吸收烘干尾气中的余热， 余热利用效率增加；

3、采用热泵余热回收技术，将收集到的余热加工处理送给热用 户满足其所需供热或者热水，实现低品位热向高品位热的转化；

4、双级湿式脱硫除尘系统中采用多级喷淋及浪涌技术，能有效 地去除尾气中的灰尘，双级湿式石膏法脱硫可保障尾气中硫含量符合 排放标准；

5、系统中设置的热湿交换装置及汽水分离装置在吸收尾气余热 的同时，能够有效抑制水雾的产生，可以确保尾气排放实现消白。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请 的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构 成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为热风煤泥烘干尾气的除尘脱硫与余热回收供热系统。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描 述。

本发明提供了一种热风煤泥烘干尾气的除尘脱硫与余热回收供 热系统，单元分五个部分，分别为鼓风机与热风炉单元、煤泥烘干滚 筒单元、一次除尘与引风单元、二次双级湿式脱硫除尘与热湿交换装 置、热泵余热回收单元。如图1所示，其中示出了本发明的一种优选 实施方式。

具体地，所述除尘脱硫与余热回收供热系统包括依次连接设置的 鼓风机与热风炉单元、煤泥烘干滚筒单元、一次除尘与引风单元，还 包括与所述一次除尘与引风单元依次连接的二次双级湿式脱硫除尘与 热湿交换单元及热泵余热回收单元，所述二次双级湿式脱硫除尘与热 湿交换单元包括设备外壳14、设置在所述设备外壳14上部的进风口 10和出风口22、设置在所述出风口22上的排风管道23及设置在所述 排风管道23末端上的排风罩24，所述设备外壳14内沿尾气流向依次 有多级水雾喷淋机构11、填料床12、汽水分离器21，所述多级水雾 喷淋机构11与设备外壳14内底部之间设有喷淋循环泵13，所述热泵 余热回收单元包括与设备外壳14内底部相连通的热液一次循环泵26、 中间板式换热器27、与所述中间板式换热器27相连的热源侧二次循 环泵29、与所述热源侧二次循环泵29相连的热泵机构以及设置在所 述中间板式换热器27与热泵机构之间的二次水系统定压补水装置28， 所述热泵机构包括依次循环连接的热泵蒸发器30、热力系统膨胀阀31、 热泵冷凝器33、热泵压缩机32，所述热泵蒸发器30设置在所述热源 侧二次循环泵29所在管路上，所述热泵冷凝器33上设有用户侧热载 体入口34及用户侧热载体出口35。

如图1所示，所述鼓风机与热风炉单元包括依次设置的热风炉鼓 风机1、热风炉2，所述煤泥烘干滚筒单元包括与热风炉2相连的烘干 滚筒4，所述一次除尘与引风单元包括与所述烘干滚筒4上热风排出 口6依次相连的旋风除尘器7、引风机9。

进一步，所述设备外壳14内上部设有挡板19，所述设备外壳14 底部设有锥形的积淤槽15，所述积淤槽15底部设有排污阀17，所述 设备外壳14底部还设有视污镜16。所述多级水雾喷淋机构11与填料 床12设置在所述挡板19一侧，所述汽水分离器21设置在所述挡板 19另一侧。所述设备外壳14内部设有浆液液位控制阀20与浆液取样 管18，所述浆液液位控制阀20上连接设有浆液补充机构25。

本发明的热风煤泥烘干尾气的除尘脱硫与余热回收供热系统采 用双级湿式脱硫除尘及热湿交换装置与热泵余热回收原理相结合的综 合性技术路线，提出煤泥烘干加工处理中的尾气一次除尘处理后进行 二次双级湿式脱硫除尘同时进行余热回收的技术思路，一方面将烘干 产生的尾气通过一次除尘后，进入喷淋装置及浆液浪涌中进行二次深度除尘处理；另一方面采用双级湿式石膏法对尾气进行脱硫处理；同 时喷淋中从烘干尾气获得的热量再通过水换热器及热泵装置进行热量 提取，使得煤泥的烘干加工中的尾气粉尘得以完全处理，尾气中含硫 量符合排放标准，尾气中的余热得以最佳利用。

为进一步阐述本发明的热风煤泥烘干尾气的除尘脱硫与余热回 收供热系统的工作原理，以下详述本发明的具体工作过程。

鼓风机与热风炉单元工作过程如下：

鼓风机1吸入空气进入热风炉2，热风炉2通过燃烧燃料将鼓风 机1送来的风加热，产生高温空气。

煤泥烘干滚筒单元工作过程如下：

湿煤泥通过湿煤泥入料口3进入煤泥的烘干滚筒4内，在热风炉 2过来高温空气的加热下脱水干燥，干燥好的煤泥在烘干滚筒4的转 动分离等作用下，从干煤泥出料口5出去，完成煤泥干燥过程。

热风炉2过来高温空气在烘干滚筒4内的对湿煤泥进行脱水干燥， 空气温度迅速降低，并吸收了煤泥中大量水分，同时在煤泥干燥过程 中有大量粉尘产生也混合到了烘干滚筒4内的空气中，由此产生了烘 干尾气。

一次除尘与引风单元的工作过程如下：

烘干滚筒4的产生的烘干尾气在引风机9的作用下进入旋风除尘 器7，旋风除尘器7通过离心力作用除掉部分灰尘，除下的灰尘从排 尘阀8排出。

二次双级湿式脱硫除尘与热湿交换单元的工作过程如下：

烘干尾气经过旋风除尘器7后在引风机9的作用下通过设置在所 述设备外壳14上部的进风口10进入设备外壳14内，喷淋泵13吸取 设备外壳14内底部的浆液，通过多级喷淋机构11对尾气喷射进行降 尘处理。

设备外壳14内的填料床12增大了浆液与尾气的接触面积与接触 时间，进一步完成对尾气的降尘处理。尾气通过设备外壳14内的浅水 面，由分风的挡板9进行物理分隔，在浪涌的作用下完成彻底除尘过 程。除下的灰尘与水形成淤泥进入积淤槽15，通过视污镜16观测积 淤槽15内淤泥积聚情况，通过排污阀17排出。

喷淋泵13吸取设备外壳14内的浆液，通过多级喷淋机构11对 尾气喷射，即为降温处理过程。设备外壳14内的填料床12增大了浆 液与尾气的接触面积与接触时间，加大了尾气降温的幅度。设备外壳 14内的浅水面，由挡板19物理分隔，在浪涌的作用下尾气温度与浆 液温度基本相当，完成降温过程。

烘干尾气进入设备外壳14内，因浆液中含有碱性物质，多级喷 淋机构11喷射出的浆液与尾气中硫氧化物发生反应，达到脱硫目的。 设备外壳14内的填料床12增大了浆液与尾气的接触面积与接触时间， 强化了尾气脱硫的强度。设备外壳14内的浅水面，由挡板19物理分 隔，在浪涌的作用下尾气与浆液充分接触，实现彻底脱硫过程。

设备外壳14内的浆液通过浆液取样管18观测其浓度的变化，浆 液补充装置25通过浆液取样管18的取样判断，控制调节浆液浓度。 设备外壳14内通过浆液液位控阀20控制浆液液位。已经进行了除尘、 降温、脱硫的尾气进入设备外壳14内的汽水分离装置21，将尾气中 的水分分离出来。已经完全处理的尾气从设备外壳14的出风口22经 排风管道23后在排风罩24处排出，完成尾气排放过程。

热泵余热回收单元的工作过程如下：

热液一次循环泵26抽取设备外壳14内的热浆液，进入防腐型的 中间板式换热器27与二次侧水系统换热，浆液温度降低后送回设备外 壳14内。

二次侧系统在热源侧二次循环泵29的驱动下，从防腐型的中间 板式换热器27吸取到的热量传递给热泵机构的热泵蒸发器30，二次 侧系统依靠二次水系统定压补水装置28维持系统的压力平衡及水力 平衡。

热泵机构的取热部件热泵蒸发器30从二次侧系统提取热量，通 过热泵压缩机32和热力系统膨胀阀31的作用，将热量传递给热泵冷 凝器33，热泵冷凝器33通过用户侧热载体入口34及用户侧热载体出 口35的热用户的流体进出循环加热，满足热用户的用热需求完成最终 余热利用。

本发明采用双级湿式脱硫除尘方式，可使此系统烘干产生的尾气 中的粉尘得以完全处理，同时也可使尾气中含硫量符合排放标准；采 用热湿交换装置，最大限度地全面吸收烘干尾气中的余热，余热利用 效率增加；采用热泵余热回收技术，将收集到的余热加工处理送给热 用户满足其所需供热或者热水，实现低品位热向高品位热的转化；双 级湿式脱硫除尘系统中采用多级喷淋及浪涌技术，能有效地去除尾气 中的灰尘，双级湿式石膏法脱硫可保障尾气中硫含量符合排放标准； 系统中设置的热湿交换装置及汽水分离装置在吸收尾气余热的同时， 能够有效抑制水雾的产生，可以确保尾气排放实现消白。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而 非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属 领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进 行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案 的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。