CN106196130A - 一种干式急冷成套装置及其应用的垃圾焚烧烟气处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干式急冷成套装置及其应用的垃圾焚烧烟气处理系统，包括若干急冷塔串联成的单元组，急冷塔内包括隔开设置的烟气通道和冷却介质通道，在烟气通道的内壁上设有急冷塔单元翅片，烟气通道以及冷却介质通道上分别设有烟气的进、出口和冷却介质的进、出口，急冷塔单元组的烟气通道之间相互串联，急冷塔单元组的冷却介质通道之间相互串联。垃圾焚烧烟气处理系统的垃圾焚烧炉的烟气出口与干式急冷成套装置中串联的烟气通道一端连通，烟气通道的另一端依次与除尘装置、脱酸装置、除臭装置以及烟囱串联，干式急冷成套装置中的冷却介质通道与水泵及清水池通过回路连通。本发明换热效率高，换热接触面积大，占地面积小，控制简单，操作方便。

Description

一种干式急冷成套装置及其应用的垃圾焚烧烟气处理系统

技术领域

本发明属于烟气治理技术，具体涉及一种用于高温烟气的干式急冷成套装置及其应用的垃圾焚烧烟气处理系统。

背景技术

急冷装置主要的目的是降低高温烟气的温度，以便于后续的烟气处理工序。主要包括湿式急冷塔和干式急冷塔两种。

湿式急冷塔是通过在高温烟气的通道内设置喷淋系统，通过喷淋冷却液对高温烟气接触而进行热交换，已达到冷却高温烟气的目的。湿式急冷塔中的喷淋液直接与高温烟气中接触，会将烟气中的粉尘颗粒物一起冲刷去除，导致喷淋系统的管道容易出现堵塞，并且会对喷淋液造成污染，需要额外设置处理水污染的配套设置，并且冷却后的烟气中会带有大量水分，需要在后续处理过程中增加除雾装置，增加了设备成本。

干式急冷塔是利用风或水隔着一层管壁对管内的烟气进行冷却，与湿式急冷的方法相比，这种冷却方式的优点是冷却介质不与高温烟气直接接触，不会产生水的二次污染，不易发生管路堵塞，并且烟气中含水量不会增加。但正是因为干式急冷不与高温烟气不直接接触，其换热面接触面积少，冷却效率低，需要将急冷塔的体积做大，增加接触换热面积，这直接制约了干式急冷技术的推广应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的干式急冷设备存在的体积庞大、换热效率低的问题，提供一种换热效率高、控制简单、运行成本低、占地面积小、故障点少、易实现的干式急冷成套装置及其应用的垃圾焚烧烟气处理系统。

本发明采用如下技术方案实现：

一种干式急冷成套装置，包括若干急冷塔串联成的单元组，所述急冷塔内包括隔开设置的烟气通道和冷却介质通道，在烟气通道的内壁上设有急冷塔单元翅片，所述烟气通道以及冷却介质通道上分别设有烟气的进、出口和冷却介质的进、出口，所述急冷塔单元组的烟气通道之间相互串联，用于高温烟气流通，所述急冷塔单元组的冷却介质通道之间相互串联，用于冷却介质流通。

进一步的，所述急冷塔具有同轴布置的急冷塔单元外壁和急冷塔单元内壁，所述急冷塔单元内壁的内腔为烟气通道，所述急冷塔单元内壁和急冷塔单元外壁之间的环形空腔为冷却介质通道，所述急冷塔单元翅片设置在急冷塔单元内壁上。

进一步的，所述急冷塔上的烟气流通方向与冷却介质的流通方向反向设置。

进一步的，所述急冷塔顶部设有急冷塔单元蒸汽出口与冷却介质通道连通。

进一步的，所述急冷塔的底部设有急冷塔单元清灰口，所述急冷塔单元清灰口与急冷塔单元内壁的内腔连通。

本发明中的，所述冷却介质为冷却水或空气。

本发明还公开了一种垃圾焚烧烟气处理系统，包括垃圾焚烧炉、除尘装置、脱酸装置、除臭装置、烟囱以及权利要求1-5中的干式急冷成套装置；所述垃圾焚烧炉的烟气出口与干式急冷成套装置中串联的烟气通道一端连通，烟气通道的另一端依次与除尘装置、脱酸装置、除臭装置以及烟囱串联，所述干式急冷成套装置中的冷却介质通道与水泵及清水池通过回路连通。

进一步的，所述垃圾焚烧炉的烟气出口与干式急冷成套装置之间还设有二燃室。

进一步的，所述脱酸装置内设有若干组喷头，该喷头通过喷淋系统与碱液池及沉淀池之间形成回路连接。

在本发明中，所述干湿急冷成套装置包括至少两级串联的急冷塔单元组，同一级急冷塔单元组的急冷塔的冷却水通道底部相互连通。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明的干式急冷成套装置采用多级急冷塔单元组连接，每一级包括至少两个急冷塔单元，可减小单个急冷塔单元的体积，从而增加有效换热面积。与传统的干式急冷装置相比，在相同的占地面积条件下，换热面积可以增加3倍以上，从而大幅提高急冷塔的冷却效率。

2、本发明的干式急冷成套装置的急冷塔采用双层隔套式结构，冷却介质走外层，高温烟气走内层，可使用一台水泵供水，且对所述水泵出口压力只需要满足能够进入一级急冷塔单元组内，这样大大降低了对水泵的要求，减少投资及运行成本，增加了本发明的适用性。

3、本发明的干式急冷成套装置的多级急冷塔单元组通过一个供水管供水，一个排水管排水。这样大大降低了控制难度，避免了多个水泵供水，多个水泵排水的问题，实现了控制简单，操作容易的目的。

4、本发明的干式急冷成套装置应用的垃圾焚烧烟气处理系统，可对焚烧产生的高温烟气进行急冷降温，避免二噁英等有害物质的合成，并且不需要另外添加设置对冷却介质的配套处理设备，降低了垃圾焚烧处理的成本。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的干式急冷成套装置的示意图。

图2为实施例中的急冷塔主视图。

图3为实施例中的急冷塔侧视图。

图4为实施例中的急冷塔内部视图。

图5为实施例中的干式急冷成套装置应用的垃圾焚烧烟气处理系统的连接示意图。

图中标号：1-水泵，2-一级急冷一号塔，3-一级急冷二号塔，4-二级急冷一号塔，5-二级急冷二号塔，6-垃圾焚烧炉，7-清水池，8-二燃室，9-除尘装置，10-脱酸装置，11-除臭装置，12-烟囱，13-碱液池，14-沉淀池，15-喷淋系统，16-一级急冷塔单元组，17-二级急冷塔单元组，18-一级急冷塔单元组进水管，19-一级急冷塔单元组连接管，20-一级急冷塔单元组出水管，21-二级急冷塔单元组连接管，22-二级急冷塔单元组排水管，23-急冷塔单元排气口，24-急冷塔单元蒸汽出口，25-急冷塔单元进气口，26-急冷塔单元进水口，27-急冷塔单元排水口，28-急冷塔单元清灰口，29-急冷塔单元翅片，30-急冷塔单元外壁，31-急冷塔单元内壁。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示中的干式急冷成套装置为本发明的优选实施方式，具体包括一级急冷一号塔2、一级急冷二号塔3、二级急冷一号塔4和二级急冷二号塔5，分成串联的一级急冷塔单元组16和二级急冷塔单元组17，两级急冷塔单元组分别包括两个串联的急冷塔单元。

结合参见图2、图3和图4，图1中的急冷塔结构一致，均采用双层隔套式结构设计，包括同轴布置的急冷塔单元外壁30和急冷塔内壁31，急冷塔单元内壁31的内腔为烟气通道，在急冷塔内壁31的顶部设有急冷塔单元排气口23，底部设有急冷塔单元进气口25，高温烟气从急冷塔的底部进，从顶部出；急冷塔单元内壁31和急冷塔单元外壁30之间的环形空腔为冷却介质通道，在急冷塔单元外壁30的顶部设有进水口26，底部设有排水口27，冷却介质从急冷塔的顶部进，从底部出。在急冷塔内，烟气流通方向与冷却介质的流通方向反向设置，在烟气通道的内壁(即急冷塔单元内壁31)上设有急冷塔单元翅片29，急冷塔单元翅片29为沿急冷塔单元内壁竖直设置的褶皱，可与急冷塔单元内壁一体成型，其目的为提高高温烟气与急冷塔单元内壁的接触面积，进一步提高冷却介质与高温烟气的换热面积。

急冷塔中冷却介质的进、出口和高温烟气的进、出口位置可根据实际设计改变位置，需要保证烟气流通方向和冷却介质的流通方向相反即可。

本实施例中的冷却介质采用冷却水，在急冷塔的顶部设有急冷塔单元蒸汽出口24，该蒸汽出口与急冷塔的冷却介质通道连通，用于部分冷却介质通道内的冷却介质泄压，将冷却水加热蒸发的部分水蒸气进行排放，避免塔内压力过高。在急冷塔的底部设有急冷塔单元清灰口28，该清灰口与急冷塔内的烟气通道连通，通常为常闭状态，打开清灰口可对沉淀在急冷塔底部的烟气颗粒物进行清理。

本实施例中的干式急冷成套装置的两级急冷塔单元组的烟气通道以及冷却介质通道之间分别串联起来，将串联的烟气通道的两端与烟气处理系统连通，冷却介质通道的连接如图1所示，水泵1通过一级急冷塔单元组进水管18与一级急冷一号塔2的急冷塔单元进水口连通，一级急冷塔一号塔2的急冷塔单元排水口通过一级急冷塔单元组连接管19与一级急冷二号塔3的急冷塔单元进水口连通，一级急冷二号塔3的急冷塔单元排水口通过一级急冷塔单元组出水管20与二级急冷一号塔4的急冷塔单元进水口连通，二级急冷一号塔4的急冷塔单元排水口通过二级急冷塔单元组连接管21与二级急冷二号塔5的急冷塔单元进水口连通，二级急冷二号塔5的急冷塔单元排水口与二级急冷塔单元组排水管22连通，使得冷却介质依次从一级急冷塔单元组16和二级急冷塔单元组17的急冷塔冷却介质通道内连通。

本实施例中，同一级急冷塔单元组的急冷塔的冷却水通道底部相互连通，同级的急冷塔冷却介质通道形成一个连通器，冷却水经过水泵泵送至一级急冷塔单元组的进水口，依据连通器原理，水会自动灌满剩余的各级急冷塔单元的冷却介质通道，实现低压力水泵的单泵供水。水泵的供水压力只需满足进入一级急冷塔单元组的进水口，一级急冷塔单元组与二级急冷塔单元组之间的水可以在无需任何动力的情况下，流入二级急冷塔单元组。这样可降低对水泵的出口压力的要求，并且实现单泵供水的目的。各级的急冷塔单元组水路串联，一级急冷塔单元组的排水口与二级急冷塔单元组的进水口相连，实现二级急冷塔单元组内的供水。

本实施例中仅提供了两级急冷塔单元组，每级单元组由两个急冷塔单元，实际应用中，可根据烟气处理的工艺要求采用其他数量级的急冷塔组合。急冷塔单元组采用多级设计，每级的急冷塔单元高度相同，急冷塔单元组高度逐级降低。本实施例的一级急冷塔单元组16的急冷塔单元罐体高度为4m，外壁直径1m，内壁直径0.75m，内壁设有翅片，使用传热性好的材料制作而成，需水量为2.76立方米每小时，有效面积24.9平方米。二级急冷塔单元组17的急冷塔单元罐体高度为3.9m，外壁直径1m，内壁直径0.75m，需水量为2.69立方米每小时，有效面积24.3平方米。成套急冷装置总占地面积4.5平方米，总换热有效面积49.2平方米。各级急冷塔烟气与水路均串联连接，通过合理的空间布置可大幅减少占地面积，有效利用场地。各级急冷塔单元的结构相同，可根据实际连接需要调整各个急冷塔的进水口、排水口、进气口、排气口的位置。

结合参见图5，应用图1中的干式急冷成套装置的垃圾焚烧烟气处理系统包括垃圾焚烧炉6、清水池7、二燃室8、除尘装置9、脱酸装置10、除臭装置11、烟囱12、碱液池13、沉淀池14、喷淋系统15以及一级急冷塔单元组16、二级急冷塔单元组17。具体的，垃圾焚烧炉6的烟气出口通过二燃室8与一级急冷塔单元组16的一级急冷一号塔的急冷塔单元进气口连接，一级急冷一号塔的急冷塔单元排气口和一级急冷二号塔的急冷塔单元进气口之间，一级急冷二号塔的急冷塔单元排气口和二级急冷一号塔的急冷塔单元进气口之间、二级急冷一号塔的急冷单元排气口和二级急冷二号塔的急冷单元进气口之间依次通过管道串联连通，二级急冷二号塔的急冷单元排气口依次与除尘装置9、脱酸装置10、除臭装置11和烟囱12连接，处理完的烟气从烟囱12排放。

一级急冷塔单元组16和二级急冷塔单元组17的冷却介质通道连接方式与图1中一致，一级急冷塔单元组16的一级急冷一号塔的急冷塔单元进水口通过水泵15与清水池7连接，二级急冷塔单元组17的二级急冷二号塔的急冷塔单元排水口与清水池7回接，将干式急冷成套装置中的冷却介质通道与水泵及清水池形成回路。

除尘装置9可采用电除尘器或布袋除尘器，将急冷降温后的烟气进行除尘处理。

脱酸装置10采用塔式结构，其内部设有若干组喷头，喷头通过喷淋系统15与碱液池13及沉淀池14之间形成回路连接，通过碱液池13提供喷淋的碱液，通过沉淀池14回收脱酸后的喷淋液。

以上实施例是对本发明的说明，并非对本发明的限定，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种干式急冷成套装置，其特征在于：包括若干急冷塔串联成的单元组，所述急冷塔内包括隔开设置的烟气通道和冷却介质通道，在烟气通道的内壁上设有急冷塔单元翅片，所述烟气通道以及冷却介质通道上分别设有烟气的进、出口和冷却介质的进、出口，所述急冷塔单元组的烟气通道之间相互串联，用于高温烟气流通，所述急冷塔单元组的冷却介质通道之间相互串联，用于冷却介质流通。

2.根据权利要求1所述的一种干式急冷成套装置，所述急冷塔具有同轴布置的急冷塔单元外壁和急冷塔单元内壁，所述急冷塔单元内壁的内腔为烟气通道，所述急冷塔单元内壁和急冷塔单元外壁之间的环形空腔为冷却介质通道，所述急冷塔单元翅片设置在急冷塔单元内壁上。

3.根据权利要求1或2所述的一种干式急冷成套装置，所述急冷塔上的烟气流通方向与冷却介质的流通方向反向设置。

4.根据权利要求3所述的一种干式急冷成套装置，所述急冷塔顶部设有急冷塔单元蒸汽出口与冷却介质通道连通。

5.根据权利要求2所述的一种干式急冷成套装置，所述急冷塔的底部设有急冷塔单元清灰口，所述急冷塔单元清灰口与急冷塔单元内壁的内腔连通。

6.根据权利要求2所述的一种干式急冷成套装置，所述冷却介质为冷却水或空气。

7.一种垃圾焚烧烟气处理系统，其特征在于：包括垃圾焚烧炉、除尘装置、脱酸装置、除臭装置、烟囱以及权利要求1-5中的干式急冷成套装置；所述垃圾焚烧炉的烟气出口与干式急冷成套装置中串联的烟气通道一端连通，烟气通道的另一端依次与除尘装置、脱酸装置、除臭装置以及烟囱串联，所述干式急冷成套装置中的冷却介质通道与水泵及清水池通过回路连通。

8.根据权利要求7所述的一种垃圾焚烧烟气处理系统，所述垃圾焚烧炉的烟气出口与干式急冷成套装置之间还设有二燃室。

9.根据权利要求8所述的一种垃圾焚烧烟气处理系统，所述脱酸装置内设有若干组喷头，该喷头通过喷淋系统与碱液池及沉淀池之间形成回路连接。

10.根据权利要求7或8或9所述的一种垃圾焚烧烟气处理系统，所述干湿急冷成套装置包括至少两级串联的急冷塔单元组，同一级急冷塔单元组的急冷塔的冷却水通道底部相互连通。