[0001]
技术领域
[0002] 本
发明涉及熄焦塔烟气治理技术领域，更具体的，涉及一种熄焦烟气除尘塔。
[0003]
背景技术
[0004] 焦化产品广泛用于化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业，近年来焦化产业得到快速发展，随之而来的是
炼焦生产的排污量也迅速增大，环境问题越来越突出。
[0005] 炼焦生产的特点是能耗高、排污量大。在炼焦工艺的熄焦过程中，熄焦
水与炽热
焦炭接触后产生的
蒸汽夹带有大量的焦粉。通常情况下，每吨焦炭在熄焦过程中会产生约1000g的焦粉被熄焦蒸汽带走，传统湿法熄焦塔由于在除尘措施方面只采用了
单层折流板式除尘装置，每吨焦炭约有300g的焦粉被熄焦蒸汽带走排入大气，对周边环境产生严重污染。
[0006] 随着国家、地方各项环保法规的相继出台实施，对炼焦生产企业的排污标准的要求越来越严格。为积极响应国家环保部关于
焦炉生产污染物排放指标的控制，各焦化厂都对焦炉烟气进行
净化处理，以达到污染物排放的指标。
[0007] 为解决以上问题，有必要设计一种熄焦烟气除尘塔，对熄焦烟气中的粉尘进行脱除，达到烟气除尘和一定的脱白效果，满足环保排放的要求。
[0008]
发明内容
[0009] 本发明为克服上述
现有技术所述的至少一种
缺陷（不足），提供了一种节能环保、除尘效率高、易于推广的熄焦烟气除尘塔。
[0010] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种熄焦烟气除尘塔，包括塔体和烟囱，其特征在于，所述熄焦烟气除尘塔体内部自下向上依次设置有除尘均流层、水喷淋层、
屋脊式除雾器以及
热管冷凝器，所述塔体下部设置有烟气入口管，塔体底部设置排放口。
[0011] 进一步的，所述除尘均流层在塔体内横向设置，除尘均流层上等间距均匀设置格栅棒，所述格栅棒相互平行，格栅棒为细长圆棒状，所述除尘均流层边缘与塔体内壁固定连接，所述格栅棒的材质选用强度好、耐高温、防
腐蚀的材料，比如
碳钢衬胶、陶瓷等，所述除尘均流层上格栅棒的设置数量可以根据除尘塔设计计算结果确定。烟气经过除尘均流层，从格栅棒之间的缝隙通过，通过格栅棒改变烟气流道，这样可以使气流分布更加均匀，增加了烟气与喷淋水的接触面积，同时也增加烟气在塔体内的停留和除尘时间。
[0012] 进一步的，所述水喷淋层设置于除尘均流层上方，水喷淋层在塔体内横向固定设置，所述水喷淋层包括喷淋水管和
喷嘴，所述喷嘴设置在喷淋水管上，喷淋水经塔壁上设置的喷淋水入口管进入塔体内，分配至水喷淋层的喷淋水管，再经喷淋水管将喷淋水分配至喷嘴，喷嘴将喷淋水喷射成锥体，所述喷淋水管端部与塔体内壁固定连接。在除尘塔水喷淋层上下，烟气与形成锥体的喷淋水充分接触，烟气被喷淋水降温，同时烟气中的大部分粉尘被喷淋水润湿吸收，随喷淋水落到塔底。设置水喷淋层有以下优点：增大烟气与喷淋水接触面积，提高洗涤除尘效率；通
过喷淋水洗涤烟气，吸收烟气中的粉尘，节能环保；吸收了粉尘的喷淋水经沉淀分离，除去粉尘，可循环利用，节约水资源；通过喷淋水除尘，还可以对烟气进行降温，满足环保排放要求。
[0013] 进一步的，为了提高除尘效率，使喷淋水滴直径保持在适当范围内，同时改进除尘塔截面上的液滴分布，所述水喷淋层的喷嘴采用切向空心锥喷嘴。采用切向空心锥喷嘴，其优点为：在喷嘴流量较低时，仍能保持适当的液滴直径；在低流速下，在喷嘴最小断面上也不会发生堵塞的
风险；如果设置合理，喷淋水形成的锥体会在相对的两个喷淋层中部进行重叠，这样可以提高粉尘脱除效率。所述喷嘴材质选用碳化
硅，因为碳化硅具有优良的抗
氧化性、良好的
耐腐蚀性、优良的常温和高温
力学性能、高的抗磨损性以及低的
摩擦系数，因而可以提高喷嘴运行的
稳定性。
[0014] 进一步的，所述屋脊式除雾器设置于水喷淋层上方，屋脊式除雾器在塔体内横向设置，所述屋脊式除雾器包括呈屋脊式设置的
波形板、
支撑梁，所述波形板与支撑梁固定连接，所述支撑梁端部与塔体内壁固定连接，所述屋脊式除雾器还设置有冲洗水装置，所述冲洗水装置包括冲洗水管和冲洗水喷嘴，冲洗水经塔壁上设置的冲洗水入口管进入塔体内，经冲洗水管分配至冲洗水喷嘴，冲洗水由冲洗水喷嘴喷出，对屋脊式除雾器上的波形板进行冲洗。屋脊式除雾器各模
块之间使用连接片和
螺栓紧固，每个模块下方均有支撑梁，增加承载。设置屋脊式除雾器的作用在于：在水喷淋层，高温烟气与喷淋水接触后，一部分喷淋水会受热
蒸发成水蒸汽，夹带于经过喷淋洗涤的烟气中，直接外排会增大废气
排放量，不利于环保，同时增加喷淋水耗量，而且经过水喷淋层洗涤除尘的烟气还会有一部分颗粒物未被完全除去，因此要对烟气中夹带的液滴和颗粒物进一步分离回收。屋脊式除雾器需要通过外部冲洗水的定期冲洗保证其表面的洁净状态，防止
结垢，影响烟气通道。
[0015] 进一步的，所述热管冷凝器是由热管
单体合围成的圆柱状热管组，所述圆柱状热管组竖向固定设置于塔体与烟囱的结合部，所述热管单体中部与塔壁固定连接。所述热管冷凝器的热管单体下段为蒸发端，热管单体下段置于所述塔体的内腔，热管单体上段为冷凝端，热管单体上段外露于空气中，热管单体上段外壁等距离设置
散热片。热管内的介质冷却后为液体状，由于重力，停留在热管底部，也就置于塔体的内腔，当高温烟气经
过热管蒸发端时，高温烟气的热量传递给热管内的介质，介质受热升温变成气体上浮到热管单体顶端，即化为气体的介质循环到外露于空气中的热管冷凝端，
温度相对于烟气低的多的外界空气冷却热管内的气体介质，气体介质经冷却降温后变成液态回到热管底部的蒸发端，也即重新进入塔体内腔，重新冷却烟气。高温烟气与热管蒸发端换热被冷却后，烟气中携带的饱和水蒸汽就会析出成水珠，水珠会吸收携带部分粉尘，在重力作用下沿热管壁流下，最终落到塔底，烟气经烟囱高空排放，这样在烟气降温的同时，也进一步提高了除尘效率。
[0016] 热管为现有技术，是一种具有极高导热性能的
传热元件，它通过在全封闭
真空管内的液体的蒸发与
凝结来传递热量，它利用毛细作用等
流体原理，起到类似
冰箱
压缩机制冷的效果。具有很高的导热性、优良的等温性、热流
密度可变性、热流方向酌可逆性、可远距离传热、恒温特性等一系列优点，热管换热不需外加
能源，无额外运行
费用。
[0017] 进一步的，所述熄焦烟气除尘塔的烟气入口管向下倾斜进入塔体内部，烟气入口管与水平夹
角为10-20°，本发明优选15°。烟气入口管向下倾斜设置，可以有效地防止喷淋水在烟道内积存，同时使烟气在除尘塔体内的分布更加均匀。
[0018] 进一步的，所述熄焦烟气除尘塔的塔顶部设置烟囱，通过烟囱将除尘后的烟气高空排放，满足环保排放要求。
[0019] 进一步的，所述熄焦烟气除尘塔的塔底部设置排放口，及时排出吸收了粉尘的喷淋水，防止塔体内液位过高，影响除尘塔的
工作空间。
[0020] 进一步的，所述熄焦烟气除尘塔的塔体与烟囱的横截面可以为方形或者圆形，本发明优选圆形。采用圆形塔，是因为烟气和喷淋水在塔体内通道大，分布比较均匀，且圆形塔节省材料，造价低，可节约成本。
[0021] 更进一步的，所述熄焦烟气除尘塔的除尘均流层、水喷淋层以及屋脊式除雾器设置的数量均可以根据熄焦烟气除尘塔设计计算结果来确定最佳设置数量。
[0022] 更进一步的，所述熄焦烟气除尘塔的热管冷凝器的热管组的数量和每组中热管单体的数量可以根据熄焦烟气除尘塔设计计算结果来确定最佳设置数量。
[0023] 在一些实施方式中，所述熄焦烟气除尘塔的除尘均流层在塔体内自下向上等间距设置四层，四层除尘均流层的格栅棒均平行设置；所述水喷淋层在塔体内自下向上依次设置两层，两层水喷淋层相互错开一定角度；所述屋脊式除雾器在塔体内自下向上设置两层。
[0024] 在一些实施方式中，所述熄焦烟气除尘塔的热管冷凝器的热管组沿塔体径向由内向外优选设置8组。
[0025] 本发明公开的熄焦烟气除尘塔在投用时，烟气从塔体下部的烟气入口管进入塔内，然后转向上行，经过除尘均流层，使烟气气流分布更均匀，并通过与除尘均流层的格栅棒发生碰撞，烟气中的一小部分粉尘聚集降落；之后烟气上升至水喷淋层，水喷淋层上的切向空心锥喷嘴将喷淋水喷射成锥体，完全
覆盖塔体中部，烟气与形成锥体的喷淋水接触，被喷淋水降温，同时粉尘颗粒物被喷淋水洗涤吸收，随喷淋水落入塔体底部，最终经排放口排出；烟气经水喷淋层洗涤除尘后，上升至屋脊除雾器，烟气中携带的液滴和粉尘颗粒物被进一步拦截除去；经除雾除尘后的烟气继续上升至塔体与烟囱的变径连接处，与此处设置的热管冷凝器接触，利用热管的热量传导效应，通过高温烟气与热管冷凝器进行换热，使烟气的排放温度降低3-5℃，烟气中夹带的一部分水汽会冷凝成液滴，沿着热管冷凝器的热管壁流下，烟气中残留的部分粉尘被冷凝水吸收带走，达到最终除尘的目的，同时也呈现出一定的烟气脱白效果。
[0026] 与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：1.节能环保：喷淋水可循环利用，无大量
废水产生，热管冷凝器无需外加能源，节能环保；
2.除尘效率高：多种除尘部件及措施组合使用，除尘效率高；
3.易于推广：除尘塔造价低，运行成本低，除尘效率高，易于推广使用。
附图说明
[0027] 为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028] 图1为熄焦烟气除尘塔的结构示意图；图2为除尘均流层的结构示意图；
图3为水喷淋层的结构示意图；
图4为屋脊式除雾器的结构示意图；
图5为热管冷凝器的结构示意图。
[0029] 图中：1-塔体、2-烟囱、3-除尘均流层、4-格栅棒、5-水喷淋层、6-喷淋水入口管、7-喷淋水管、8-喷嘴、9-屋脊式除雾器、
10-波形板、11-支撑梁、12-冲洗水入口管、13-冲洗水喷嘴、
14-热管冷凝器、15-烟气入口管、16-排放口、17-热管单体、
18-
散热片。
[0030]
具体实施方式
[0031] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本
专利的限制；为了更好地说明本实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0032] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的实施方式不限于此。
[0033] 实施方式：如图1-5所示为本发明实施方式的结构示意图，一种熄焦烟气除尘塔，包括塔体1、烟囱
2、除尘均流层3、水喷淋层5、喷淋水入口管6、屋脊式除雾器9、冲洗水入口管12、热管冷凝器
14、烟气入口管15以及塔体底部排放口16。
[0034] 所述熄焦烟气除尘塔的除尘均流层3在塔体1内横向设置，除尘均流层3上等间距均匀设置格栅棒4，除尘均流层3上的格栅棒4相互平行，所述格栅棒4为细长圆棒状，所述除尘均流层3边缘与塔体1内壁固定连接。所述除尘均流层3在塔体1内自下向上等间距设置四层，四层除尘均流层3的结构相同，且四层除尘均流层3的格栅棒4均平行设置。
[0035] 所述水喷淋层5设置于除尘均流层3上方，水喷淋层5在塔体1内横向固定设置，所述水喷淋层5包括喷淋水管7和喷嘴8，所述喷嘴8设置在喷淋水管7上，喷淋水经塔壁上设置的喷淋水入口管6进入塔体1内，分配至水喷淋层5的喷淋水管7，再经喷淋水管7将喷淋水分配至喷嘴8，喷嘴8将喷淋水喷射成锥体，所述喷淋水管7端部与塔体1内壁固定连接。所述水喷淋层5在塔体1内自下向上依次设置两层，两层水喷淋层5的结构相同且相互错开一定角度。
[0036] 为了提高除尘效率，使喷淋水滴直径保持在适当范围内，同时改进除尘塔截面上的液滴分布，所述水喷淋层5的喷嘴8采用切向空心锥喷嘴，如果设置合理，喷淋水形成的锥体会在相对的两个喷淋层中部进行重叠，这样可以提高粉尘脱除效率。所述喷嘴8材质选用碳化硅，因为碳化硅具有优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、优良的常温和高温力学性能、高的抗磨损性以及低的摩擦系数，可以提高喷嘴8运行的稳定性。
[0037] 所述屋脊式除雾器9设置于水喷淋层5上方，屋脊式除雾器9在塔体1内横向设置，所述屋脊式除雾器9包括呈屋脊式设置的波形板10、支撑梁11，波形板10与支撑梁11固定连接，支撑梁11端部与塔体1内壁固定连接。所述屋脊式除雾器9还设置有冲洗水装置，所述冲洗水装置包括冲洗水管和冲洗水喷嘴13，冲洗水经塔壁上设置的冲洗水入口管12进入塔体1内，经冲洗水管分配至冲洗水喷嘴13，由冲洗水喷嘴13喷出，对屋脊式除雾器9上的波形板
10进行冲洗。所述屋脊式除雾器9在塔体1内自下向上设置两层，两层屋脊式除雾器9的结构相同。
[0038] 所述热管冷凝器14是由热管单体17合围成的圆柱状热管组，所述圆柱状热管组竖向固定设置于塔体1与烟囱2的结合部，所述热管单体17中部与塔壁固定连接。所述热管冷凝器14的热管单体17下段为蒸发端，蒸发端置于所述塔体1的内腔，热管单体17上段为冷凝端，冷凝端外露于空气中，热管单体17上段外壁等距离设置散热片18。所述热管冷凝器14的热管组沿塔体1径向由内向外设置8组。
[0039] 所述烟气入口管15向下倾斜进入塔体1内部，烟气入口管15与水平夹角为15°。
[0040] 所述塔体1底部设置排放口16，可以及时排出吸收了粉尘的喷淋水，防止塔体1内液位过高，影响除尘塔的工作空间。
[0041] 本发明公开的熄焦烟气除尘塔在投用时，烟气从塔体1下部的烟气入口管15进入塔内，然后转向上行，经过除尘均流层3，使烟气气流分布更均匀，并通过与除尘均流层3的格栅棒4发生碰撞，烟气中的一小部分粉尘聚集降落；之后烟气上升至水喷淋层5，水喷淋层5上的切向空心锥喷嘴8将喷淋水喷射成锥体，完全覆盖塔体1中部，烟气与形成锥体的喷淋水接触，被喷淋水降温，同时粉尘颗粒物被喷淋水洗涤吸收，随喷淋水落入塔体1底部，最终经排放口16排出；烟气经水喷淋层5洗涤除尘后，上升至屋脊除雾器9，烟气中携带的液滴和粉尘颗粒物被进一步拦截除去；经除雾除尘后的烟气继续上升至塔体1与烟囱2的变径连接处，与此处设置的热管冷凝器14接触，利用热管的热量传导效应，通过高温烟气与热管冷凝器14进行换热，使烟气的排放温度降低3-5℃，烟气中夹带的一部分水汽会冷凝成液滴，沿着热管冷凝器14的热管壁流下，烟气中残留的部分粉尘被冷凝水吸收带走，达到最终除尘的目的，同时也呈现出一定的烟气脱白效果。
[0042] 图中，描述
位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的
基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明
权利要求的保护范围之内。
