工业炉气净化的降温处理方法

摘要

本发明涉及工业炉气净化的降温处理方法，将净化装置的进气管道与以并联方式设置的第一炉气通道和第二炉气通道相连，在第二炉气通道中设置喷雾干燥塔并使该通道始终处于常开状态，通过喷雾干燥塔对第二炉气通道中炉气进行第一降温处理环节；对经第一降温处理环节后喷雾干燥塔排出的待过滤烟气进行温度检测；判断过滤装置能否适应待过滤烟气的温度；当判断过滤装置因待过滤烟气的温度过低不能适应时，开启第一炉气通道，利用待过滤烟气对第一炉气通道中的炉气进行第二降温处理环节；当判断过滤装置因待过滤烟气的温度过高不能适应时，进行第三降温处理环节：向待过滤烟气中输入降温介质。该方法用待过滤烟气/降温介质以直接传热方式降温，成本低。

权利要求

1.工业炉气净化的降温处理方法，将净化装置(100)的进气管道(101)与以并联方式设置的第一炉气通道(102)和第二炉气通道(103)相连，在第二炉气通道(103)中设置喷雾干燥塔(108)并使第二炉气通道(103)始终处于常开状态，步骤包括：a.通过所述喷雾干燥塔(108)对第二炉气通道(103)中的炉气进行第一降温处理环节；

b.对经所述第一降温处理环节后从喷雾干燥塔(108)排出的待过滤烟气进行温度检测；

c.判断净化装置(100)能否适应步骤b中所述待过滤烟气的温度；

d.当步骤c中判断为否且净化装置(100)是因待过滤烟气的温度过低而不能适应时，开启第一炉气通道(102)，利用所述待过滤烟气对第一炉气通道(102)中的炉气进行第二降温处理环节；

e.当步骤c中判断为否且净化装置(100)是因待过滤烟气的温度过高而不能适应时，进行第三降温处理环节：向待过滤烟气中输入降温介质。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤c中是根据待过滤烟气的温度是否在净化装置(100)的预设温度阈值区间内，来判断净化装置(100)能否适应待过滤烟气的温度；

当判断待过滤烟气的温度低于预设温度阈值区间的下限时，进行步骤d中所述第二降温处理环节；当判断待过滤烟气的温度超过预设温度阈值区间的上限时，进行步骤e中所述第三降温处理环节。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：在所述进气管道(101)中连接用于输入所述降温介质的第三管道(104)，在所述第三管道(104)与进气管道(101)的连接位置之后的进气管道(101)中设置温度检测器(105)，所述第三管道(104)和第一炉气通道(102)中分别设置控制阀(107)，当温度检测器(105)检测待过滤烟气的温度低于预设温度阈值区间的下限时，第一炉气通道(102)的控制阀(107)触发并开启，进行所述第二降温处理环节；当温度检测器(105)检测待过滤烟气的温度超过预设温度阈值区间的上限时，第三管道(104)的控制阀(107)触发并开启，进行所述第三降温处理环节。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述第二降温处理环节和第三降温处理环节通过自控系统(106)进行控制，所述自控系统(106)分别连接第三管道(104)的控制阀(107)、第一炉气通道(102)的控制阀(107)和温度检测器(105)，自控系统(106)根据温度检测器(105)检测的待过滤烟气的温度与所述下限之差的绝对值，调整待过滤烟气与第一炉气通道(102)中炉气之间的比例；自控系统(106)根据温度检测器(105)检测的待过滤烟气的温度与预设温度阈值区间的上限之差的绝对值，调整降温介质的输入量。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：在所述预设温度阈值区间外，设置不同的温度区间以及与各温度区间对应的控制参数，当判断待过滤烟气的温度位于某一温度区间时，根据该温度区间对应的控制参数控制第二降温处理环节中待过滤烟气与第一炉气通道(102)中炉气之间的比例或第三降温处理环节中降温介质的输入量。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述控制参数包括温度和/或流量。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述预设温度阈值区间为100～190℃。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述预设温度阈值区间为150～190℃。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤c中是根据待过滤烟气的压力是否在净化装置(100)的预设压力阈值区间内，来判断净化装置(100)能否适应待过滤烟气的温度。

10.如权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于：所述降温介质为液态水或已过滤气体。

说明书

工业炉气净化的降温处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种对工业炉气净化进行降温处理的方法。

背景技术

[0002] 在工业生产，例如陶瓷行业中，从热风炉中排出的炉气需经进气管道进入净化装置进行气固分离过滤后再排放，由于炉气温度通常较高，故为保证净化装置的正常稳定运行，往往需要对炉气进行降温处理。目前市面上虽然有很多用于进行降温处理的设备，例如换热器、冷凝器等，但这些设备普遍价格偏高，运行成本也较高，并且是采用间壁换热的方式进行温度调节的，其传热效率由于受自身传热系数、热传导率、结构尺寸以及外部环境因素的影响较大，故传热效率相对较低。

发明内容

[0003] 本发明提供的工业炉气净化的降温处理方法，旨在降低炉气温度，并使进气管道中经过降温处理后的待过滤烟气稳定在净化装置能够适应的范围内，以利于净化装置的稳定运行。

[0004] 本发明的工业炉气净化的降温处理方法，将净化装置的进气管道与以并联方式设置的第一炉气通道和第二炉气通道相连，在第二炉气通道中设置喷雾干燥塔并使第二炉气通道始终处于常开状态，步骤包括：a.通过所述喷雾干燥塔对第二炉气通道中的炉气进行第一降温处理环节；b.对经所述第一降温处理环节后从喷雾干燥塔排出的待过滤烟气进行温度检测；c.判断净化装置能否适应步骤b中所述待过滤烟气的温度；d.当步骤c中判断为否且净化装置是因待过滤烟气的温度过低而不能适应时，开启第一炉气通道，利用所述待过滤烟气对第一炉气通道中的炉气进行第二降温处理环节；e.当步骤c中判断为否且净化装置是因待过滤烟气的温度过高而不能适应时，进行第三降温处理环节：向待过滤烟气中输入降温介质。

[0005] 该方法首先采用喷雾干燥塔对高温炉气进行的第一降温处理环节可大幅降低炉气温度，并且在该第一降温处理环节中喷雾干燥塔还可起到干燥后回收固体粉料的作用，经过喷雾干燥塔后的待过滤烟气含尘量降低，以温度为600～750℃的炉气为例，经第一降温处理环节后从喷雾干燥塔排出的待过滤烟气的温度约为80～260℃，再根据待过滤烟气的温度与净化装置自身的适应情况(例如净化装置自身的使用温度以及使用工况等要求)来进行如第二和第三降温处理环节的精确控温，更加有利于净化装置长期稳定的运行，并可起到节能降耗的作用。采用并联设置的第一炉气通道和第二炉气通道，可方便利用待过滤烟气自身对炉气进行第二降温处理环节，从而节约大量能源，并且气体的冷凝温度极低，无需担心温度较低的待过滤烟气与温度较高的炉气在进行温度交互的过程中气体的物理状态发生变化，避免影响净化装置的正常运行。除此之外，第二降温处理环节采用待过滤烟气和炉气之间直接进行温度交互和第三降温处理环节中采用待过滤烟气和降温介质之间直接进行温度交互都是直接传热方式，控制响应速度快，不需要结构复杂的换热装置，并且相对于现有的间壁式传热方式而言，具有更高的传热效率(接近于100％)。

[0006] 作为对上述工业炉气净化的降温处理方法的一种优选实施方案，步骤c中是根据待过滤烟气的温度是否在净化装置的预设温度阈值区间内，来判断净化装置能否适应待过滤烟气的温度；当待过滤烟气的温度在预设温度阈值区间内时，则判断净化装置能够适应当前待过滤烟气的温度，能够稳定运行，一旦待过滤烟气的温度超出预设温度阈值区间，则判断净化装置不能适应，无法正常稳定的运行。当判断待过滤烟气的温度低于预设温度阈值区间的下限时，进行步骤d中所述第二降温处理环节；当判断待过滤烟气的温度超过预设温度阈值区间的上限时，进行步骤e中所述第三降温处理环节。

[0007] 具体的，在所述进气管道中连接用于输入所述降温介质的第三管道，在所述第三管道与进气管道的连接位置之后的进气管道中设置温度检测器，所述第三管道和第一炉气通道中分别设置控制阀，当温度检测器检测待过滤烟气的温度低于预设温度阈值区间的下限时，第一炉气通道的控制阀触发并开启，进行所述第二降温处理环节；当温度检测器检测待过滤烟气的温度超过预设温度阈值区间的上限时，第三管道的控制阀触发并开启，进行所述第三降温处理环节。

[0008] 将温度检测器采用上述设置方式，可准确的对进入净化装置的待过滤烟气的温度进行检测，更加有利于将待过滤烟气的温度稳定在净化装置能够适应的区间内，并且可为待过滤烟气与炉气或降温介质之间提供一定的进行温度交互的时间，以尽量避免进气管道中的待过滤烟气在温度还未完全降低到预设温度阈值区间内就已大量进入净化装置，使净化装置的过滤材料较长时间处于极限耐受温度而损坏。

[0009] 优选的，所述第二降温处理环节和第三降温处理环节通过自控系统进行控制，所述自控系统分别连接第三管道的控制阀、第一炉气通道的控制阀和温度检测器，自控系统根据温度检测器检测的待过滤烟气的温度与所述下限之差的绝对值，调整待过滤烟气与第一炉气通道中炉气之间的比例；自控系统根据温度检测器检测的待过滤烟气的温度与预设温度阈值区间的上限之差的绝对值，调整降温介质的输入量。利用自控系统可提高工作效率，在达到降温目的的同时，能够精确控制温度，并能够最大限度的节能降耗。

[0010] 进一步的，在所述预设温度阈值区间外，设置不同的温度区间以及与各温度区间对应的控制参数，当判断待过滤烟气的温度位于某一温度区间时，根据该温度区间对应的控制参数控制第二降温处理环节中待过滤烟气与第一炉气通道中炉气之间的比例或第三降温处理环节中降温介质的输入量。所述控制参数包括温度和/或流量。这样有利于简化步骤，提高总体效率，将温度变化通过温度、流量来控制，更加直观方便，不仅可针对待过滤烟气的温度对应的不同温度区间，精确控制炉气/常温自来水的输入量，起到节约能源的目的。

[0011] 优选的，所述预设温度阈值区间为100～190℃。当待过滤烟气的温度在100～190℃时，无论净化装置采用纤维做过滤材料还是金属过滤材料，均能够适应该温度的待过滤烟气，有利于净化装置的正常运行。

[0012] 优选的，所述降温介质为液态水或已过滤气体。水的比热大、成本低，实际应用时，通过控制液态水的流量、温度等，可使液态水是与温度较高的待过滤烟气进行温度交互的过程中，待过滤烟气的温度降低并且使液态水因吸收热量而气化，气态的水蒸气可在净化装置进行过滤的过程中被带走，并且不会造成环境污染。所述液态水优选常温自来水。而经过净化装置进行气固分离过滤后的已过滤气体的温度通常也较低，故为了节约资源，也可采用已过滤气体作为第三降温处理环节的降温介质。

[0013] 经测试，以温度为600～750℃的炉气为例，当喷雾干燥塔排出的待过滤烟气的温度为90℃左右时、气量为60000m3/h时，为了第一炉气通道中的炉气温度降低到100℃～190℃，需要输入与90℃的待过滤烟气进行温度交互的炉气气量约为800～1500m3/h，实际在保证净化装置能够适应待过滤烟气的温度的前提下，为了节能减耗，只需使经过第二降温处理环节后的待过滤烟气的温度达到100～110℃左右即可。当喷雾干燥塔排出的待过滤烟气3
的温度超过190℃、气量为60000m/h时，为了使进气管道中的待过滤烟气的温度稳定在100℃～190℃，需输入常温自来水的水量约为0.3～1.0m3/h。为使常温自来水能够完全气化，避免净化装置的过滤材料产生结露现象，优选预设温度阈值区间为150～190℃。

[0014] 需要说明的是，根据工况和净化装置自身性能的不同，可相应的调整预设温度阈值区间及其他参数。

[0015] 作为对上述工业炉气净化的降温处理方法的另一种优选实施方案，步骤c中是根据待过滤烟气的压力是否在净化装置的预设压力阈值区间内，来判断净化装置能否适应待过滤烟气的温度。相关参数的转换可根据实际工况参数和要求等进行计算并设置，只是在实际应用时根据待过滤烟气的温度是否在净化装置的预设温度阈值区间内来判断净化装置能否适应待过滤烟气的温度相对来说更加直接方便。

[0016] 本发明的工业炉气净化的降温处理方法，可根据净化装置自身的使用温度以及使用工况等要求，利用待过滤烟气自身以及其他降温介质以直接传热的方式达到相应的降温目的，步骤简单，控制响应速度快，成本较低，能将待过滤烟气的温度稳定在净化装置的适应区间内，保证净化装置长期稳定的运行。

[0017] 以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

附图说明

[0018] 图1为本发明工业炉气净化的降温处理方法在实际应用时的示意图。

具体实施方式

[0019] 实施例1：

[0020] 如图1所示，本发明的工业炉气净化的降温处理方法，将净化装置100的进气管道101与以并联方式设置的第一炉气通道102和第二炉气通道103相连，在第二炉气通道103中设置喷雾干燥塔108并使第二炉气通道103始终处于常开状态，在所述进气管道101中连接用于输入降温介质(本实施例为常温自来水)的第三管道104，在所述第三管道104与进气管道101的连接位置之后的进气管道101中设置温度检测器105，所述第三管道104和第一炉气通道102中分别设置控制阀107，步骤包括：

[0021] a.通过所述喷雾干燥塔108对第二炉气通道103中的炉气进行的第一降温处理环节可大幅降低炉气温度，并且在该第一降温处理环节中喷雾干燥塔108还可起到干燥后回收固体粉料的作用，经过喷雾干燥塔108后的待过滤烟气含尘量降低。以温度为600～750℃的炉气为例，经第一降温处理环节后从喷雾干燥塔108排出的待过滤烟气的温度约为80～260℃。

[0022] b.利用所述温度检测器105对经所述第一降温处理环节后从喷雾干燥塔108排出的待过滤烟气进行温度检测；

[0023] c.判断净化装置100能否适应步骤b中所述待过滤烟气的温度；在该步骤中是根据待过滤烟气的温度是否在净化装置100的预设温度阈值区间内，来判断净化装置100能否适应待过滤烟气的温度；当待过滤烟气的温度在预设温度阈值区间内时，则判断净化装置100能够适应当前待过滤烟气的温度，能够稳定运行，一旦待过滤烟气的温度超出预设温度阈值区间，则判断净化装置100不能适应，无法正常稳定的运行。

[0024] d.当判断为否且净化装置100是因待过滤烟气的温度过低而不能适应时，即当判断温度检测器105检测待过滤烟气的温度低于预设温度阈值区间的下限时，第一炉气通道102的控制阀107触发并开启(即所述第一炉气通道102开启)，利用所述待过滤烟气对第一炉气通道102中的炉气进行第二降温处理环节；

[0025] e.当判断为否且净化装置100是因待过滤烟气的温度过高而不能适应时，即当判断温度检测器105检测待过滤烟气的温度超过预设温度阈值区间的上限时，第三管道104的控制阀107触发并开启，进行第三降温处理环节：向待过滤烟气中输入常温自来水。

[0026] 上述步骤d和步骤e中第二降温处理环节和第三降温处理环节通过自控系统106进行控制，所述自控系统106分别连接第三管道104的控制阀107、第一炉气通道102的控制阀107和温度检测器105，自控系统106根据温度检测器105检测的待过滤烟气的温度与所述下限之差的绝对值，调整待过滤烟气与第一炉气通道102中炉气之间的比例；自控系统106根据温度检测器105检测的待过滤烟气的温度与预设温度阈值区间的上限之差的绝对值，调整常温自来水的输入量。

[0027] 在实际应用时，可在所述预设温度阈值区间外，设置不同的温度区间以及与各温度区间对应的控制参数，当判断待过滤烟气的温度位于某一温度区间时，根据该温度区间对应的控制参数控制第二降温处理环节中待过滤烟气与第一炉气通道102中炉气之间的比例或第三降温处理环节中常温自来水的输入量。所述控制参数包括温度和/或流量。

[0028] 如表1和表2所示，以温度为600～750℃的炉气、从喷雾干燥塔108排出的待过滤烟气的气量为60000m3/h，预设温度阈值区间为100～190℃为例，对温度区间和控制参数(流量)进行说明，即当喷雾干燥塔108排出的待过滤烟气的温度处于某一温度区间时，相应的需要输入的炉气/常温自来水的流量为多少。

[0029] 表1：

[0030]

[0031] 表2：

[0032]

[0033] 通过设置相应的温度区间和控制参数，有利于简化步骤，提高总体效率，将温度变化通过流量来控制，更加直观方便，不仅可针对待过滤烟气的温度对应的不同温度区间，精确控制炉气/常温自来水的输入量，起到节约能源的目的。

[0034] 在实际应用中，可根据净化装置100的适应情况(例如：自身性能、使用温度及工况等要求)来调整上述预设温度阈值区间和温度区间等，并相应的利用待过滤烟气自身以及常温自来水以直接传热的方式达到相应的降温目的，步骤简单，控制响应速度快，成本较低，能将进气管道101中待过滤烟气的温度稳定在净化装置100的适应区间内，保证净化装置100长期稳定的运行。

[0035] 实施例2：

[0036] 在实施例1的基础上，本发明的工业炉气净化的降温处理方法，在步骤c中还可根据待过滤烟气的压力是否在净化装置100的预设压力阈值区间内，来判断净化装置100能否适应待过滤烟气的温度。当待过滤烟气的压力不在预设压力阈值区间内时，可判断净化装置100不能适应待过滤烟气的温度，需相应的进行步骤d或步骤e；反之，则判断净化装置100不能适应待过滤烟气的温度。相关参数的转换可根据实际应用时的工况参数和要求等利用现有的方法进行计算并设置，对待过滤烟气与第一炉气通道102中炉气之间的比例的控制以及常温自来水的输入量的控制与实施例1类似，在此不赘述。

[0037] 实施例3：

[0038] 在实施例1的基础上，本发明的工业炉气净化的降温处理方法，还可采用已过滤气体作为第三降温处理环节的降温介质。只需将所述第三管道104与净化装置100的排气管道109连通即可利用已过滤气体来进行与上述常温自来水类似的第三降温处理环节。