[发明专利]防冻型饱和湿尾气冷凝除湿装置及方法

说明书

本申请公开一种防冻型饱和湿尾气冷凝除湿装置及方法，装置包括除湿塔和防冻组件；除湿塔包括塔体，塔体的底部或侧壁上设置湿气入口、顶部设置排气口；塔体内且位于湿气入口上方沿烟气流向分层设置除湿层，每个除湿层内设置若干换热模块；每个换热模块包括若干依次粘结的换热膜片，换热模块内形成由换热膜片间隔分布且相垂直贯通的热流通道和冷流通道；防冻组件包括预热风收集罩和预热风机，预热风收集罩位于顶层除湿层上方空间内，预热风机的进风口由管路连接预热风收集罩、出风口由管路连接至底层除湿层内换热模块的冷流通道入口下方。本申请不仅可有效回收高湿烟气中的水资源，消除高湿烟气排烟白雾现象，还能提高除湿系统冬季运行稳定性。

技术领域

本申请涉及资源与环境保护领域，具体涉及一种防冻型饱和湿尾气冷凝除湿装置及方法。

背景技术

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过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℃，排放尾气相对湿度约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。

对工业饱和湿烟气除湿有再热除湿和冷凝除湿两种：再热除湿工艺是通过增加热源，提升饱和湿烟气的温度，从而降低排烟的相对湿度，实现烟气除湿排放，再热除湿工艺能耗较大，运行成本高，且在冬季环境下由于环境气温较低，难以实现烟气除湿消雾；冷凝除湿工艺是通过冷源对高温饱和湿烟气进行换热冷凝，回收烟气中的水分，从而实现烟气除湿排放。冷凝除湿工艺不仅运行能耗远低于再热除湿工艺，还能回收烟气中的冷凝水进行回用，经济效益较好，但在冬季或我国北方等寒冷地区，环境温度较低，冷凝换热过程产生的液态水极易因冷源过量而导致冷凝水过冷，导致除湿系统大面积结冰，导致除湿系统无法稳定运行，因此，如果解决饱和湿烟气除湿系统低温条件下的冰冻现象，保证系统长周期稳定运行，是高湿尾气除湿技术亟待解决的技术难题。

发明内容

本申请提供一种防冻型饱和湿尾气冷凝除湿装置及方法，不仅可有效回收高湿烟气中的水资源，消除高湿烟气排烟白雾现象，还能提高除湿系统冬季运行稳定性。

一种防冻型饱和湿尾气冷凝除湿装置，包括除湿塔和防冻组件；

所述除湿塔包括塔体，所述塔体的底部或侧壁上设置湿气入口、顶部设置排气口，排气口设置出口风机；所述塔体内且位于湿气入口上方沿湿气流向分层设置除湿层，每个除湿层内设置若干换热模块；每个换热模块包括若干依次粘结的换热膜片，换热模块内形成间隔分布且相垂直贯通换热模块的热流通道和冷流通道，所述热流通道与冷流通道之间由换热膜片间隔；

所述防冻组件包括预热风收集罩和预热风机，所述预热风收集罩位于顶层除湿层上方空间内，所述预热风机的进风口由管路连接所述预热风收集罩，所述预热风机的出风口由管路连接至底层除湿层换热模块冷流通道入口下方。

本申请将低温环境空气与高湿烟气在冷凝除湿组件内分层间隔错流流动间接换热，回收烟气中的水分，完成分级换热后的低温饱和湿烟气与干空气混合至不饱和状态后排放；在冬季低温环境下，回收部分换热后的空气与作为冷凝介质环境空气混合均匀，提高冷凝除湿组件入口进气温度，防止冷凝水在填料内部结冰。采用本申请不仅可有效回收高湿烟气中的水资源，消除高湿烟气排烟白雾现象，还能提高除湿系统冬季运行稳定性。