高湿烟气分级冷凝除湿装置及方法制造方法及图纸

本申请公开一种高湿烟气分级冷凝除湿装置及方法，冷凝除湿装置包括塔体，塔体内且位于烟气入口上方沿烟气流向设置至少两冷凝除湿层，顶层冷凝除湿层上方设混风层；每层冷凝除湿层下方设置相互独立的湿气烟道和干气烟道；每层冷凝除湿层内包括若干个倾斜设置且呈镜面对称安装的填料单元；每个填料单元包括若干依次粘结的填料膜片，邻填料膜片之间为干通道或湿通道，干通道和湿通道间隔分布且相垂直贯通填料单元；干气烟道均连通环境空气和对应填料单元内的干通道入口；湿气烟道连通烟气入口和填料单元内的湿通道。本申请利用低温环境空气对高湿烟气进行分级冷凝，可有效提高湿烟气的冷凝效率，提高湿烟气冷凝系统运行经济性。

【技术实现步骤摘要】
高湿烟气分级冷凝除湿装置及方法
本申请涉及资源与环境保护领域，具体涉及一种高湿烟气分级冷凝除湿z装置及方法。
技术介绍
在工业生产过程中存在着大量蒸发、烘干、换热过程，需要向环境中排放大量饱和或接近饱和的高湿尾气及蒸汽。工业高湿尾气排放源分布非常广泛，涵盖电力、烘干、印染、陶瓷、石油、化工、医药等多个行业的不同生产阶段，具有排放点多、排放高度低、尾气湿度高、排放量大等特点；尾气排放温度一般在45℃-100℃，排放尾气相对湿度在70％-100％。高湿烟气排放进入大气环境中，与低温环境空气接触换热降温后迅速达到过饱和状态，大量气态水蒸气冷凝液化形成液态细小水滴悬浮于大气中，形成大量白色烟羽，造成严重的视觉污染。在冬季低温环境条件下，环境空气温度低、相对湿度高、可容纳的蒸发水量少，高湿尾气排放的大量凝结水滴难以蒸发及扩散，进一步增加环境空气的湿度，大量悬浮在空气中的液态水滴还会作为空气中气态污染物的载体，促进气态污染物的化学反应，生成大量的二次细小颗粒物，加剧了冬季雾霾天气的形成。因此，必须对工业排放的高湿尾气进行除湿处理后再进行排放。传统的处理工艺中，有利用低温环境空气通过塑料填料膜片与高湿尾气进行间接换热冷凝的方法，将高湿尾气中的气态水分冷凝成液态水，不仅可以回收高湿尾气中的水资源进行回用，还能消除尾气白烟现象，高湿尾气除湿排放，高湿尾气处理提供了很好的解决方案。但现有塑料填料膜片气气冷凝换热高湿尾气除湿技术仍存在也存在一定的技术瓶颈，具体如下：(1)烟气除湿率不高，利用环境空气通过塑料膜片对高湿烟气进行间接换热，高湿空气比热远高于干燥的环境空气，快速升温后的空气与高湿烟气温差急剧减少，传热速率降低，难以实现大量水蒸气冷凝回收；(2)烟气冷凝不均匀，在低温环境空气入口段，环境空气与高湿尾气的温差大，湿烟气冷凝彻底，在环境空气出口段，空气与高湿尾气温差小，是烟气冷凝量小，最终导致换热填料内高湿烟气冷凝程度不一致。综上所述，必须开发能实现高湿尾气深度冷凝除湿、烟气均匀换热技术，最终实现高湿尾气深度均匀除湿，减少水蒸气排放量及对环境的影响。
技术实现思路
本申请提供一种高湿烟气分级冷凝除湿装置及方法，利用低温环境空气对高湿烟气进行分级冷凝，可有效提高湿烟气的冷凝效率，提高湿烟气冷凝系统运行经济性。一种高湿烟气分级冷凝除湿装置，包括塔体，所述塔体的塔壁上设置烟气入口、塔顶设置排气口，排气口处设置出口风机；所述塔体内且位于烟气入口上方沿烟气流向设置至少两冷凝除湿层，顶层冷凝除湿层上方设混风层；所述的每层冷凝除湿层下方设置相互独立的湿气烟道和干气烟道；每层冷凝除湿层内包括若干个倾斜设置且呈镜面对称安装的填料单元；每个填料单元包括若干依次粘结的填料膜片，相邻填料膜片之间为干通道或湿通道，所述干通道和湿通道间隔分布且相垂直贯通所述填料单元；每个干气烟道均连通环境空气和对应填料单元内的干通道入口，相邻冷凝除湿层之间的干气烟道还连通相邻冷凝除湿层内填料单元的干通道，顶层冷凝除湿层内填料单元的干通道顶部出口连通混风层；底层冷凝除湿层下方的湿气烟道连通烟气入口和底层冷凝除湿层内填料单元的湿通道入口，相邻冷凝除湿层之间的湿气烟道连通相邻冷凝除湿层内填料单元的湿通道，顶层冷凝除湿层内填料单元的湿通道顶部出口连通混风层。“干气烟道连通对应冷凝除湿装置的干通道”可以理解为干气烟道与位于该干气烟道上方的冷凝除湿层内填料单元的干通道连通。本申请中分级设置冷凝除湿层，每级冷凝除湿层内填料单元倾斜安装，高温湿烟气和环境干空气在填料单元内以相互垂直的上升流向上流通，通过膜片间接换热。同时在每级冷凝除湿层下方均设置干气烟道，每层冷凝除湿层前均通过干气烟道导入新的环境干空气。倾斜安装与各级冷凝除湿层独立导入环境干空气的方式相结合，解决现有技术中换热效率下降快、换热不均的问题。本申请通过分层设置换热填料，在填料单元内利用低温环境空气对高湿烟气进行分级冷凝；采用本申请可有效提高湿烟气的冷凝效率，提高湿烟气冷凝系统运行经济性。以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。可选的，所述塔体内设置两层冷凝除湿层，沿烟气流向依次为一级冷凝除湿层和二级冷凝除湿层。所述一级冷凝除湿层下方设置一级干气烟道和一级湿气烟道，一级干气烟道和一级湿气烟道相互独立；所述二级冷凝除湿层下方设置二级干气烟道和二级湿气烟道，二级干气烟道与二级湿气烟道之间相互独立；烟气入口、一级冷凝除湿层内填料单元的湿通道、二级湿气烟道、二级冷凝除湿层内填料单元的湿通道、混风层依次连通；一级干气烟道、一级冷凝除湿层内填料单元的干通道、二级干气烟道、二级冷凝除湿层内填料单元的干通道、混风层依次连通，一级干气烟道和二级干气烟道还连通环境空气。可选的，每个填料单元内所述干通道与湿通道的流通截面积比为1:1-4:1。可选的，每个干气烟道对应的塔壁上设置空气入口；每个空气入口处设置百叶窗，用于调节低温环境空气的进风量。实现烟气冷凝温度和冷凝水量的精确控制。可选的，所述混风层内安装混风装置；所述混风装置包括若干均匀分布于除湿塔径向截面上的若干混风单元。可选的，每层冷凝除湿层内的若干填料单元分列安装，相邻列之间的填料单元以竖向平面为对称面呈镜面对称；相邻层之间的填料单元以水平面为对称面呈镜面对称。单层冷凝除湿层内的填料单元分为若干列，至少分两列。进一步地，所述填料单元与水平面之间的倾斜角为25°～55°。该倾斜角可理解为膜片的中心线与水平面之间的夹角。可选的，所述填料膜片的一面为疏水面、另一面为非疏水面；所述填料膜片上设有若干相垂直的湿气导流粘结槽和干气导流粘结槽；所述湿气导流粘结槽相对于疏水面为凸起结构、相对于非疏水面为凹陷结构；所述干气导流粘结槽相对于疏水面为凹陷结构、相对于非疏水面为凸起结构；所述每个湿气导流粘结槽和干气导流粘结槽的凸起面上均设置若干膜片粘结点；所述填料膜片的疏水面上且与湿气导流粘结槽平行的两个侧边边缘设置湿通道密封边；所述填料膜片的非疏水面上且与干气导流粘结槽平行的两个侧边边缘设置干通道封边。可选的，所述的填料膜片为矩形塑料膜片；所述湿气导流粘结槽平行于填料膜片的长边均匀分布；所述干气导流粘结槽平行于填料膜片的短边均匀分布。进一步地，每张矩形塑料膜片的长宽比例为1:1-3:1，膜片厚度为0.1mm-0.5mm。可选的，所述填料单元内，每张填料膜片的疏水面与相邻一张填料膜片的疏水面粘结；每张填料膜片的非疏水面与相邻一张填料膜片的非疏水面粘结。相邻填料膜片的疏水面侧通过湿通道封边实现重合密封粘结，湿气导流粘结槽之间通过膜片粘结点粘结，相邻湿气导流粘结槽之间为贯通膜片长边方向的湿通道，用于流通高温湿烟气；相邻填料膜片的非疏水面侧通过干通道封边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高湿烟气分级冷凝除湿装置，包括塔体，其特征在于，所述塔体的塔壁上设置烟气入口、塔顶设置排气口，排气口处设置出口风机；/n所述塔体内且位于烟气入口上方沿烟气流向设置至少两冷凝除湿层，顶层冷凝除湿层上方设混风层；/n所述的每层冷凝除湿层下方设置相互独立的湿气烟道和干气烟道；/n每层冷凝除湿层内包括若干个倾斜设置且呈镜面对称安装的填料单元；每个填料单元包括若干依次粘结的填料膜片，相邻填料膜片之间为干通道或湿通道，所述干通道和湿通道间隔分布且相垂直贯通所述填料单元；/n每个干气烟道均连通环境空气和对应填料单元内的干通道入口，相邻冷凝除湿层之间的干气烟道还连通相邻冷凝除湿层内填料单元的干通道，顶层冷凝除湿层内填料单元的干通道顶部出口连通混风层；/n底层冷凝除湿层下方的湿气烟道连通烟气入口和底层冷凝除湿层内填料单元的湿通道入口，相邻冷凝除湿层之间的湿气烟道连通相邻冷凝除湿层内填料单元的湿通道，顶层冷凝除湿层内填料单元的湿通道顶部出口连通混风层。/n

【技术特征摘要】
1.一种高湿烟气分级冷凝除湿装置，包括塔体，其特征在于，所述塔体的塔壁上设置烟气入口、塔顶设置排气口，排气口处设置出口风机；
所述塔体内且位于烟气入口上方沿烟气流向设置至少两冷凝除湿层，顶层冷凝除湿层上方设混风层；
所述的每层冷凝除湿层下方设置相互独立的湿气烟道和干气烟道；
每层冷凝除湿层内包括若干个倾斜设置且呈镜面对称安装的填料单元；每个填料单元包括若干依次粘结的填料膜片，相邻填料膜片之间为干通道或湿通道，所述干通道和湿通道间隔分布且相垂直贯通所述填料单元；
每个干气烟道均连通环境空气和对应填料单元内的干通道入口，相邻冷凝除湿层之间的干气烟道还连通相邻冷凝除湿层内填料单元的干通道，顶层冷凝除湿层内填料单元的干通道顶部出口连通混风层；
底层冷凝除湿层下方的湿气烟道连通烟气入口和底层冷凝除湿层内填料单元的湿通道入口，相邻冷凝除湿层之间的湿气烟道连通相邻冷凝除湿层内填料单元的湿通道，顶层冷凝除湿层内填料单元的湿通道顶部出口连通混风层。


2.根据权利要求1所述的高湿烟气分级冷凝除湿装置，其特征在于，所述塔体内设置两层冷凝除湿层，沿烟气流向依次为一级冷凝除湿层和二级冷凝除湿层。


3.根据权利要求1所述的高湿烟气分级冷凝除湿装置，其特征在于，每个填料单元内所述干通道与湿通道的流通截面积比为1:1-4:1。


4.根据权利要求1所述的高湿烟气分级冷凝除湿装置，其特征在于，每个干气烟道对应的塔壁上设置空气入口；每个空气入口处设置百叶窗，用于调节低温环境空气的进风量。


5.根据权利要求1所述的高湿烟气分级冷凝除湿装置，其特征在于，所述混风层内安装混风装置；所述混风装置包括若干均匀分布于除湿塔径向截面上的若干混风单元。


6.根据权利要求1所述的高湿烟气分级冷凝除湿装置，其特征在于，每层冷凝除湿层内的若干填料单元分列安装，相邻列之间的填料单元以竖向平面为对称面呈镜面对称；相邻层之间的填料单元以水平面为对称面呈镜面对称。

【专利技术属性】
技术研发人员：程常杰，张荣，
申请(专利权)人：杭州蕴泽环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33