本發(fā)明涉及工業(yè)尾氣處理，尤其涉及一種濕熱尾氣處理工藝及系統(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、烘干尾氣等，排放的尾氣不僅溫度較高，能達(dá)100度以上，有些還含有大量水分，不僅造成熱量和水資源的浪費(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?01110185264.5、申請(qǐng)日為2011.07.04的中國(guó)發(fā)明專利就公開(kāi)了一種含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置及處理工藝。這種處理工藝在對(duì)尾氣進(jìn)行處理時(shí)先將尾氣通過(guò)除塵裝置除塵，然后經(jīng)過(guò)換熱設(shè)備換熱，之后經(jīng)過(guò)洗滌吸收裝置和噴淋裝置進(jìn)行水洗。

但是采用這種處理設(shè)備進(jìn)行尾氣處理時(shí)，換熱裝置的換熱過(guò)程是尾氣將高出的熱量溢出而與換熱管中的水實(shí)現(xiàn)熱交換，這種換熱方式由于換熱效率有限，尾氣在經(jīng)過(guò)換熱裝置換熱之后余溫還比較高，這樣尾氣高出大氣溫度的這部分熱量就白白浪費(fèi)，熱量回收率較低。而且尾氣余溫較高，分子運(yùn)動(dòng)劇烈，流速較大，在經(jīng)過(guò)洗滌吸收裝置和噴淋裝置時(shí)，也會(huì)讓洗滌吸收裝置和噴淋裝置的水分蒸發(fā)，造成這部分工業(yè)用水的浪費(fèi)，不僅浪費(fèi)水源，也大大提高了生產(chǎn)成本。此外，尾氣余溫較高時(shí)，空氣分子運(yùn)動(dòng)劇烈，流速較大，尾氣中的細(xì)微粉塵、pm2.5顆粒運(yùn)動(dòng)也較為劇烈，不利于沉降，不容易被噴淋吸收，在擴(kuò)散到大氣中后就加劇了霧霾現(xiàn)象。因此，這種尾氣處理工藝對(duì)于水熱回收十分有限，也不利于防止霧霾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種水分、熱量回收率高且能有效防止霧霾的濕熱尾氣處理工藝；本發(fā)明還提供了一種濕熱尾氣處理系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明濕熱尾氣處理工藝的技術(shù)方案一：一種濕熱尾氣處理工藝，包括以下步驟：（1）通過(guò)除塵裝置對(duì)尾氣進(jìn)行除塵處理；（2）將除塵裝置處理過(guò)的尾氣引入至少一個(gè)熱泵系統(tǒng)的吸熱單元進(jìn)行吸熱、降溫、冷凝、除濕處理，使尾氣余溫降低至55°c以下；（3）將吸熱降溫后的尾氣通過(guò)濕法除塵進(jìn)行除塵處理。

采用本發(fā)明的尾氣處理工藝，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粒灰塵進(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，而且在這個(gè)過(guò)程中尾氣中含有的水分也能夠迅速凝結(jié)成水珠，凝結(jié)成的水珠也能夠吸收尾氣中一定的粉塵，這個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)尾氣的吸熱、降溫、冷凝和除濕處理，而且經(jīng)過(guò)這樣的過(guò)程，尾氣溫度能夠被降至55°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，更有利于尾氣中的粉塵的沉降和凝結(jié)水的吸收，能夠消除排放的尾氣中的pm2.5。

上述技術(shù)方案一的基礎(chǔ)上，在（2）中，優(yōu)選地，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。

在上述技術(shù)方案二的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化得到技術(shù)方案三，即設(shè)置兩個(gè)以上熱泵系統(tǒng)，且各個(gè)熱泵系統(tǒng)的吸熱單元沿氣體流動(dòng)路徑并列設(shè)置，這種布置方式占用空間小。

在上述技術(shù)方案一的基礎(chǔ)上，在尾氣引入熱泵系統(tǒng)的吸熱單元進(jìn)行吸熱降溫處理之后，尾氣余溫降低至常溫以下。這樣能夠使尾氣中的水分充分凝結(jié)，便于回收；同時(shí)在溫度降低至常溫以下時(shí)，在對(duì)尾氣進(jìn)行二次降溫除塵處理時(shí)，避免尾氣溫度過(guò)高而使噴淋水蒸發(fā)，而且尾氣溫度降低時(shí)使得尾氣體積收縮、流速降低，更有利于尾氣中的微小粉塵沉降。

當(dāng)尾氣余溫降至常溫以下時(shí)，熱泵系統(tǒng)的吸熱單元連接有用于回收尾氣經(jīng)過(guò)時(shí)生成的冷凝水的冷凝水回收裝置。通過(guò)冷凝水回收裝置能夠?qū)⑽矚饨禍啬Y(jié)的水進(jìn)行回收利用，避免浪費(fèi)。

進(jìn)一步地，冷凝水回收裝置為沉淀池，能夠?qū)淠厥盏乃M(jìn)行凈化。

為了回收濕法除塵所用的水，可以將濕法除塵后的水引入沉淀池內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述沉淀池連通有清水池，清水池中的水循環(huán)用于濕法除塵。

在上述各個(gè)技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在選擇濕法除塵的具體方式可以包括通過(guò)噴淋裝置噴淋除塵。

在上述各個(gè)技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述除塵裝置為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。

本發(fā)明的濕熱尾氣處理系統(tǒng)的技術(shù)方案一：包括用于對(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、冷凝、除濕處理的熱泵系統(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，而且在這個(gè)過(guò)程中尾氣中含有的水分也能夠迅速凝結(jié)成水珠，凝結(jié)成的水珠也能夠吸收尾氣中一定的粉塵，這個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)尾氣的吸熱、降溫、冷凝和除濕處理，而且經(jīng)過(guò)這樣的過(guò)程，尾氣溫度能夠被降至55°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。

在上述濕熱尾氣處理系統(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。

在上述濕熱尾氣處理系統(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。

在上述濕熱尾氣處理系統(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。

在上述濕熱尾氣處理系統(tǒng)的四個(gè)技術(shù)方案中的任意一個(gè)的基礎(chǔ)上，能夠優(yōu)化得到技術(shù)方案五，即在熱泵系統(tǒng)的吸熱單元還連接有用于回收尾氣經(jīng)過(guò)時(shí)生成的冷凝水的冷凝水回收裝置。通過(guò)冷凝水回收裝置能夠?qū)⑽矚饨禍啬Y(jié)的水進(jìn)行回收利用，避免浪費(fèi)。

進(jìn)一步地，在濕熱尾氣處理系統(tǒng)的技術(shù)方案五的基礎(chǔ)上得到技術(shù)方案六：冷凝水回收裝置為與熱泵系統(tǒng)的吸熱單元連通的沉淀池，通過(guò)沉淀池能夠?qū)⒒厥盏睦淠M(jìn)行凈化。

進(jìn)一步地，在技術(shù)方案六的基礎(chǔ)上得到技術(shù)方案七：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，在技術(shù)方案七的基礎(chǔ)上得到技術(shù)方案八：濕熱尾氣處理系統(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向噴淋裝置供水。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的濕熱尾氣處理工藝的實(shí)施例一的第一種使用環(huán)境的流程圖；

圖2為本發(fā)明的濕熱尾氣處理工藝的實(shí)施例一的第二種使用環(huán)境的流程圖；

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)明的濕熱尾氣處理系統(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)明的濕熱尾氣處理系統(tǒng)的實(shí)施例二中熱泵系統(tǒng)的布置方式示意圖。

圖中：1、烘干機(jī)；10、濕熱尾氣；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)明的濕熱尾氣處理工藝可以用于烘干機(jī)尾氣的處理，當(dāng)然也可以用于其他設(shè)備排放的高溫高濕度的尾氣處理。本發(fā)明的濕熱尾氣處理工藝的實(shí)施例一以對(duì)蘭炭烘干所排出的尾氣進(jìn)行處理為例，如圖1所示，將烘干機(jī)1所排放的濕熱尾氣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的濕熱尾氣熱量吸收而使其驟然降溫并降至55°c以下，此時(shí)，由于尾氣溫度從幾百度驟降，尾氣內(nèi)的水分會(huì)迅速凝結(jié)成水珠，這個(gè)過(guò)程不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)濕熱尾氣的吸熱、降溫，而且還實(shí)現(xiàn)對(duì)濕熱尾氣的冷凝、除濕；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，例如再次用于烘干機(jī)1的物料烘干，也可以用在鍋爐14中節(jié)省燃料；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、熱量和水分的充分回收。

本發(fā)明的濕熱尾氣處理工藝的主要特點(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)明的濕熱尾氣處理工藝還包括通過(guò)冷凝水回收裝置對(duì)在尾氣通過(guò)熱泵系統(tǒng)的吸熱單元時(shí)凝結(jié)的冷凝水進(jìn)行回收，避免水分浪費(fèi)。考慮到烘干塔尾氣中的水分含量較多，冷凝過(guò)程產(chǎn)生的水較多，本實(shí)施例中采用沉淀池7作為冷凝水回收裝置對(duì)水分進(jìn)行回收。而且沉淀池7還用于回收濕法除塵過(guò)程的除塵水，這樣除塵水和冷凝水在沉淀池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)明的尾氣處理工藝的實(shí)施例一中，采用布袋除塵器進(jìn)行一次除塵，通過(guò)噴淋裝置噴淋進(jìn)行濕法除塵。在其他實(shí)施方式中，除塵裝置還可以為電除塵裝置或者電袋混合除塵裝置或者為旋風(fēng)除塵裝置，濕法除塵可以采用洗滌除塵。

本發(fā)明的尾氣處理工藝處理的尾氣可以為非烘干設(shè)備所排放的濕熱尾氣，而且經(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。

本發(fā)明的濕熱尾氣處理系統(tǒng)的實(shí)施例一，對(duì)應(yīng)于處理工藝的實(shí)施例一，具體包括用于對(duì)引入的尾氣進(jìn)行除塵處理的除塵裝置，還包括對(duì)除塵處理后的尾氣進(jìn)行吸熱、降溫、冷凝、除濕處理的熱泵系統(tǒng)以及用于對(duì)熱泵系統(tǒng)處理過(guò)的尾氣進(jìn)行二次降溫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，濕法除塵裝置連通有用于回收除塵水的沉淀池，沉淀池連通有清水池，清水池用于供沉淀池中的上層清水流入，清水池中的水能夠再次用于濕法除塵過(guò)程。

考慮到烘干機(jī)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。

本發(fā)明還提供了濕熱尾氣處理系統(tǒng)的實(shí)施例二，實(shí)施例二中，如圖5所示，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)的功率足以滿足降溫要求時(shí)，熱泵系統(tǒng)甚至可以為一個(gè)。

上述兩種處理設(shè)備的實(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)明的濕熱尾氣處理工藝通過(guò)本發(fā)明的濕熱尾氣處理系統(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。