CN102636046A - 回旋风冷式烟气冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烟气冷却装置，特别涉及一种无需高压液路、高压气路，不增加烟气湿度而能快速冷却烟气的回旋风冷式烟气冷却装置。主要解决现有烟气冷却装置存在的体积大、造价高、结构复杂、运行费用高、故障率高等技术问题。本发明的技术方案为：一种回旋风冷式烟气冷却装置，为箱体结构，箱体外壳内设有扁管回旋烟道，扁管回旋烟道通过连接板与箱体连接，扁管回旋烟道的一端设有烟气进口，扁管回旋烟道的另一端设有烟气出口，箱体上部设有空气出口，空气出口连接抽风降温冷却风机，抽风降温冷却风机引风通过沿烟道间隔多排布置的底板进气孔进入箱体，扁管回旋烟道的双面均为单层薄板，外表薄板设有与之连接间隔布置散热片。所述散热片接触空气那面为打毛处理面。在扁管回旋烟道的底部设有清灰口，并在清灰口设置盖板。本发明主要用于焚烧炉烟气冷却。

Description

回旋风冷式烟气冷却装置

技术领域

本发明涉及一种烟气冷却装置，特别涉及一种无需高压液路、高压气路，不增加烟气湿度而能快速冷却烟气的回旋风冷式烟气冷却装置。

背景技术

目前，国内外的烟气冷却装置，分为：列管式水冷烟气冷却装置，半干法烟气冷却装置，热管式烟气冷却装置。

列管式水冷烟气冷却装置：烟气在列管中流过，循环水在管外流过，冷却水与高温烟气通过管壁进行热交换，以实现给高温烟气降温的目的。这种装置需要配备容量和面积较大的蓄水池和散热池，还要配备高压离心水泵、水管、阀门、压力表、流量表和散热器等辅助设施；仅蓄水池和散热池的面积就不小于160平方米，而且两个池的容积不小于100立方米，造价不菲。但是其烟气的冷却效果，特别是烟气的冷却速度并不好；其次，管壁外容易结水垢，造成烟气冷却效果越来越差，管内的积灰也不容易清除。

半干法烟气冷却装置：其优点是烟气能效高，快速冷却，同时不产生废水、废液。缺点是高压液路和高压气路结构复杂，执行元件和检测元件过多，几乎所有的故障都出在高压液路和高压气路上。同时每小时近1吨的水雾化气化后使冷却后的烟气温度过高，过高的温度会增加酸性气态污染物的强腐蚀作用，会对设备的金属构件造成损坏。

热管式烟气冷却装置：是一种公认的高效烟气冷却装置，是利用其多根热管内的介质不断反复的气化、液化来吸收从管壁外流过的烟气中的热量。其缺点：一是只适用于烟气生成量1000Nm³/h以下的场合；二是造价过高，不经济；三是必须配备大功率、大流量、大压力的鼓风机，提供大量的冷风快速从热管外流过，从而使热管内的介质液化，这也是热管式烟气冷却装置不被广泛使用的根本原因。

还有一种是直接向高温烟气中掺冷风的烟气冷却工艺，这种工艺简单易行，效果立竿见影，能快速有效实现烟气降温的目的。但是这种工艺的缺点也很明显：就是如果处理2000Nm³/h的1000℃的烟气，烟气在1000℃的膨胀系数是4.62，其高温烟气量达9240立方米。如果要将上述高温烟气量降至116℃，就需要掺进同等立方量的冷空气，这就需要后续烟气净化装置的负荷猛增1倍，使得其造价、体积和运行等费用要翻番。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需高压液路、高压气路，不增加烟气湿度而能快速冷却烟气的回旋风冷式烟气冷却装置。主要解决现有烟气冷却装置存在的体积大、造价高、结构复杂、运行费用高、故障率高等技术问题。

本发明的技术方案为：一种回旋风冷式烟气冷却装置，为箱体结构，箱体外壳内设有扁管回旋烟道，扁管回旋烟道通过连接板与箱体连接，扁管回旋烟道的一端设有烟气进口，扁管回旋烟道的另一端设有烟气出口，箱体上部设有空气出口，空气出口连接抽风降温冷却风机，抽风降温冷却风机引风通过沿烟道间隔多排布置的底板进气孔进入箱体，扁管回旋烟道的双面均为单层薄板，外表薄板设有与之连接间隔布置散热片。所述散热片接触空气那面为打毛处理面。在扁管回旋烟道的底部设有清灰口，并在清灰口设置盖板。

本发明的有益技术效果：1、用途广泛，可与火化炉，中小型垃圾焚烧炉，冶炼炉，化铁炉等烟气净化设备配套使用，烟气处理量从1200-2000Nm³/h均可使用。2、快速冷却，温度为1200℃的高温烟气冷却到180℃的时间为4S，从1000℃冷却到180℃的时间为3.5S，从800℃冷却到180℃的时间为3S，从600℃冷却到109-115℃的时间为3S，从500℃冷却到300℃的时间小于1S，这一点很重要，因为如果烟气中含有有机剧毒污染物二噁英类，如果烟气从从500℃冷却到300℃的时间大于1S，烟气中已经分解的二噁英类剧毒污染物就会重新聚合生成。3、冷却后烟气的湿度低，因为本发明的冷却原理是烟气与冷空气之间以薄壁为介质进行热交换，而不是半干法的喷雾气化，所以冷却后的烟气也是干燥的，基本上没有水蒸气含量，即时烟气本身含有一定量的水蒸气，由于其量很微，也无法增加腐蚀性。4、烟气冷却后不增加烟气量，总所周知，半干法降温过程中，烟气量有较大增加，这是因为，如果喷液量为每小时1000公升，则1000公斤的水气化后就是2000立方米的水蒸气，这些水蒸气与烟气混合，不但增加烟气总量，还会导致烟气温度很高；另外每小时400立方米的高压空气也直接混合在烟气中，就使烟气量增加近1倍，而本发明不存在任何的水蒸气和高压空气混入烟气中，所以冷却后的烟气量不增加。如果将800℃的烟气冷却至109℃时，烟气的体积膨胀系数会从3.9降至1.39。烟气的体积只会减小，不回增加。如果是1200Nm³/h的烟气，在800℃时，其体积为4680m³/h，而冷却至109℃时，其体积是1668 m³/h，冷却后体积反而减小了2.8倍，所以本发明不但没有增加后续烟气净化设备的负荷，反而使其负荷成倍减少。5、结构简单。6、使用方便，处理的全过程，全由风机的启动和关停2个动作。7、故障率极低，由于结构简单，没有执行元件和检测元件，所以发生故障的可能性大大降低。8、热交换率高，本发明装置体积不大，但是换热面积很大，以冷却烟气量7000-8000 m³/h的结构而言，其体积为4000×2000×1800mm，与其他任何类型的烟气冷却装置比较，其体积是最小的，但是其换热面积可高达56平方米，这也是烟气快速冷却的保证。

附图说明

图1为本发明结构示意主视图。

图2为本发明结构示意俯视图。

图3为图1的A-A截面图。

图中：1-外壳，2-扁管回旋烟道，3-烟气进口，4-烟气出口，5-散热片，6-进气孔，7-空气出口，8-清灰口，9-清灰口盖板，10-抽风降温冷却风机，11-连接板。

具体实施方式

参照图1、2，一种回旋风冷式烟气冷却装置，为箱体结构，箱体外壳1内设有扁管回旋烟道2，扁管回旋烟道2通过连接板11与箱体连接，扁管回旋烟道2的一端设有烟气进口3，扁管回旋烟道的另一端设有烟气出口4，箱体上部设有空气出口7，空气出口7连接抽风降温冷却风机10，抽风降温冷却风机10引风通过进气孔6进入箱体，扁管回旋烟道2的双面均为单层薄板，外表薄板设有与之连接间隔布置散热片5。所述散热片5接触空气那面为打毛处理面。在扁管回旋烟道的底部设有清灰口8，并在清灰口设置盖板9。

处理过程：烟气从烟气进口3进入回旋烟道2迂回流过，然后冷空气在引风机的抽力下由众多进气孔6进入箱体，回旋烟道2内的烟气与烟道薄壁外冷空气进行热交换，吸收热量后的冷空气通过空气出口7排出箱体，冷空气源源不断从进气孔6进入箱体，高温烟气和冷空气以烟道薄壁和散热片为介质进行散热、吸热，冷却后的烟气通过烟气出口4排出烟气净化装置。烟气冷却后的理想温度值为109-115℃，允许的温度值为109-180℃，因为从109-180℃都是后续烟气净化装置如布袋除尘器或静电除尘器能够接受的温度。

本发明低温烟气净化效果比较见表1：

表1，低温净化与高温净化去除率比较表

Claims (3)

1.一种回旋风冷式烟气冷却装置，为箱体结构，其特征是箱体外壳内设有扁管回旋烟道，扁管回旋烟道通过连接板与箱体连接，扁管回旋烟道的一端设有烟气进口，扁管回旋烟道的另一端设有烟气出口，箱体上部设有空气出口，空气出口连接抽风降温冷却风机，抽风降温冷却风机引风通过沿烟道间隔多排布置的底板进气孔进入箱体，扁管回旋烟道的双面均为单层薄板，外表薄板设有与之连接间隔布置散热片。

2.根据权利要求1所述的一种回旋风冷式烟气冷却装置，其特征是所述散热片接触空气那面为打毛处理面。

3.根据权利要求1所述的一种回旋风冷式烟气冷却装置，其特征是在扁管回旋烟道的底部设有清灰口，并在清灰口设置盖板。

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