CN107166419A - 烟气间接水冷装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烟气间接水冷装置及方法。该装置包括：环管水柱；储水池，所述储水池通过输送管道与所述环管水柱连接以给所述环管水柱供水并接收来自所述环管水柱的水；及烟气管道，所述烟气管道穿过所述环管水柱，且所述烟气管道在所述环管水柱内分叉为至少四个并列的分支管道。该方法中，所述环管水柱中的水与所述至少四个并列的分支管道中的烟气进行热交换。本发明烟气水冷效果好，减少二噁英等有害物质的生成，急冷水还能循环使用，无污染不浪费，降低了运行成本，满足了环保和节能的要求。

Description

烟气间接水冷装置及方法

技术领域

本发明涉及一种烟气处理装置及方法，特别涉及一种烟气间接水冷装置及方法。

背景技术

生活垃圾热解产生的高温烟气需要经过先冷却后除尘的净化过程，因此，对高温气体的急冷是处理烟气的第一步。烟气从焚烧炉排出后，经过降温段，二噁英会显著合成，因为200～500℃是一个二噁英合成反应最佳温度区间，大约在300℃时出现最大的合成速率。所以缩短烟气在此温度范围内的停留时间，实施迅速冷却技术会显著减少二噁英的产生量。

烟气水冷分为直接水冷和间接水冷，直接水冷是指利用水直接与高温烟气进行混合，来达到降温的目的。具体来说，就是采用喷雾的方法，将水或水雾直接喷向高温烟气，使之与高温烟气直接进行热交换；利用水的汽化潜热，将高温烟气冷却到所要求的温度。

目前对烟气急冷大部分采用这一办法，但是也存在很多问题：直接水冷产生的废水难以循环利用，难以清洁处理，而且直接水冷使烟气中水蒸气含量增多，必须在之后增加除湿装置，否则容易造成布袋除尘装置中布袋堵塞，增加除湿装置会增加运行成本。

另一种烟气水冷方法是间接水冷，利用水与高温烟气在换热管或换热片的内外，进行间接传热冷却来达到降温的目的。常用的冷却设备有水冷套管和水冷密排管。水冷套管也称水冷夹套，即冷却水在套管夹层内通过并与在套管外通过的高温烟气进行间接传热冷却；水冷密排管以水冷管密排形式组成烟道。冷却水在水冲管内通过并与在管外(或称烟道内)通过的高温烟气进行间接传热冷却。间接水冷方法没有废水产生，做到了水的循环利用，但也存在一些问题：由于烟气管道较粗，管道周围烟气能实现降温，但烟气管道中间部分的烟气没有得到急冷，导致烟气温度较高，而且循环利用的储水池没有降温措施，使储水池的水温较高，进入环管水柱的水温较高，导致二噁英含量增多，烟气急冷效果不好。

所以，目前的高温烟气水冷设备的设计以及利用该设备对高温烟气进行急冷处理的效果仍有待改进。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种烟气间接水冷装置及方法，以期解决上述现有技术中存在的至少部分技术问题。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种烟气间接水冷装置。所述烟气间接水冷装置包括：环管水柱；储水池，所述储水池通过输送管道与所述环管水柱连接以给所述环管水柱供水并接收来自所述环管水柱的水；及烟气管道，所述烟气管道穿过所述环管水柱，且所述烟气管道在所述环管水柱内分叉为至少四个并列的分支管道。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种利用上述烟气间接水冷装置进行烟气急冷的方法，所述环管水柱中的水与所述至少四个并列的分支管道中的烟气进行热交换。

相比现有烟气冷却技术，本发明具有如下优势：

1、与现有烟气间接水冷技术相比，本发明将烟气管道至少一分为四，由一根粗管道分成至少四根细管道，保证了烟气能充分与水进行热量交换，能保证高温烟气经过间接水冷温度在200℃以下，实现了对烟气急冷的目的。

2、直接水冷产生的废水难以循环利用，清洁处理较为困难，而且直接水冷使烟气中水蒸气含量增多，必须在之后增加除湿装置，否则容易造成布袋除尘装置中布袋堵塞，对废水进行处理和增加除湿装置都会增加运行成本，本发明水与烟气不直接接触，不会导致烟气水蒸气含量增多，而且水也不会受到污染。与现有烟气直接水冷技术相比，本发明实现了对急冷水的循环利用，做到无害化和资源化。

3、本发明方法操作简单、劳动强度低、故障率低，水冷过程简单经济，可推广性强，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的烟气间接水冷装置的结构示意图。

图2为本发明的烟气间接水冷装置中的烟气管道的四个分支管道的立体示意图。

[附图标记说明]

1 储水池

2 控制阀门

3 离心泵

4 变频调速器

5 止回阀

6 液体流量计

7 下变径段

8 直筒段

9 烟气管道

10 上变径段

11 测温计

12 过滤器

13 测压元件

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对发明的限制。

根据本发明的实施例，参考图1，烟气间接水冷装置大体包括：储水池1、控制阀门2、离心泵3、变频调速器4、止回阀5、液体流量计6、下变径段7、直筒段8、烟气管道9、上变径段10、测温计11、过滤器12和测压元件13。其中，根据本发明的实施例，储水池1用于储存急冷水；储水池1与环管水柱的下变径段7通过第一输送管道相连，以给环管水柱供水；在第一输送管道上设置控制阀门2，用于控制储水池1进入环管水柱的水；离心泵3设置在控制阀门2和止回阀5之间；离心泵3上设有变频调速器4，通过变频调速器4可以控制离心泵3的进水量；止回阀5设置在离心泵3和液体流量计6之间，由此，可以避免离心泵3流出的急冷水发生倒灌，进而防止离心泵3由于急冷水倒灌造成损失；液体流量计6设置在止回阀5和下变径段7之间，液体流量计6检测第一输送管道中急冷水的流量；液体流量计6可以与控制平台连接，通过控制平台可以更好地观测控制水的流量情况。

急冷水从环管水柱的下变径7段进入，经过直筒段8，在该位置处与烟气管道9的至少四根分支管道(图2中示出为四根分支管道)中的烟气进行热交换，使烟气温度下降到200℃以下，急冷水从环管水柱的上变径段10流出，并经过第二输送管道回到储水池1，在第二输送管道上设置过滤器12，对急冷水中的杂质进行过滤，以防急冷水中的杂质循环使用进入离心泵3和环管水柱中，造成离心泵3和环管水柱的损坏；在第二输送管道上还设置控制阀门2，用于控制从环管水柱流回储水池1的水；测压元件13设置在环管水柱中，测压元件13检测环管水柱中水的压力，保证环管水柱的运行安全，测压元件13可以与控制平台连接；分别在烟气管道9在进入环管水柱之前的部分以及离开环管水柱之后的部分安装测温计11，测温计11可以检测高温烟气进入急冷段前后的温度，以便更好地对高温烟气进行急冷，使烟气温度降低，有利于后续处理，测温计11可以与控制平台连接。

对于环管水柱分的上变径段10、下变径段7和直筒段8，上变径段10具有自上而下逐渐增大的截面直径；下变径段7具有自下而上逐渐增大的截面直径；直筒段8设置在变径段的中间，并且直筒段8具有恒定的截面直径。

根据本发明的实施例，储水池1为两个，大小相同，两个储水池1交替使用，即交替地给环管水柱供水并接收来自环管水柱的水。经过烟气水冷后的水进入储水池1带有一定温度，一个储水池1的水温度高了，使用另一个储水池1的水，让温度较高储水池1的水自然降温，两个储水池1交替使用。

根据本发明的实施例，利用上述烟气间接水冷装置进行烟气急冷的方法为，环管水柱中的水与至少四个并列的分支管道进行热交换。具体的，急冷水从环管水柱的下变径段7经过直筒段8从上变径段10流出，高温烟气在烟气管道9中从上往下流动，且在环管水柱中分四路流过四个分支管路，与围绕在分支管路四周的急冷水进行热交换。术语“高温烟气”为在垃圾热解过程中产生的具有较高温度并且需要冷却处理的烟气。而“高温烟气”的具体温度不受特别限制。根据本发明的实施例，利用该装置对高温烟气进行急冷处理，可以将温度为500～1200℃的高温烟气在较短时间内冷却至120～220℃，因此该装置在处理高温烟气时不产生废水，急冷水可以循环利用，进而使根据本发明实施例的装置具有降温效果好，节能高效等优点。

综上所述，根据本发明实施例的烟气水冷装置及方法，具有较好的烟气急冷效果，冷却后的烟气温度稳定，并且该装置不产生废水，降低运行成本，很好的遏制了二噁英的生成，有利于后续处理。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟气间接水冷装置，其特征在于，所述烟气间接水冷装置包括：

环管水柱；

储水池，所述储水池通过输送管道与所述环管水柱连接以给所述环管水柱供水并接收来自所述环管水柱的水；及

烟气管道，所述烟气管道穿过所述环管水柱，且所述烟气管道在所述环管水柱内分叉为至少四个并列的分支管道。

2.根据权利要求1所述的烟气间接水冷装置，其特征在于，所述环管水柱包括依次排列的上变径段、直筒段和下变径段；所述上变径段具有自上而下逐渐增大的截面直径；所述下变径段具有自下而上逐渐增大的截面直径；所述直筒段具有恒定的截面直径。

3.根据权利要求2所述的烟气间接水冷装置，其特征在于，所述储水池通过第一输送管道与所述下变径段连通以给所述环管水柱供水，所述储水池通过第二输送管道与所述上变径段连通以接收来自所述环管水柱的水。

4.根据权利要求3所述的烟气间接水冷装置，其特征在于，所述第一输送管道上从所述储水池到所述环管水柱依次设有：

控制阀门，用于控制从所述储水池进入所述环管水柱的水；

离心泵；

止回阀，用于避免从所述离心泵流出的水发生倒灌；及

液体流量计，用于检测所述第一输送管道中水的流量。

5.根据权利要求4所述的烟气间接水冷装置，其特征在于，所述离心泵上设有变频调速器，用于控制所述离心泵的进水量。

6.根据权利要求3所述的烟气间接水冷装置，其特征在于，所述第二输送管道上设有：

过滤器，用于对水中的杂质进行过滤；及

控制阀门，用于控制从所述环管水柱流回所述储水池的水。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的烟气间接水冷装置，其特征在于，所述储水池为两个，两个储水池交替地给所述环管水柱供水并接收来自所述环管水柱的水。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的烟气间接水冷装置，其特征在于，所述烟气管道在进入所述环管水柱之前的部分以及离开所述环管水柱之后的部分均设有测温计。

9.根据权利要求1～6中任一项所述的烟气间接水冷装置，其特征在于，所述环管水柱内设有测压元件。

10.一种利用权利要求1～9中任一项所述的烟气间接水冷装置进行烟气急冷的方法，其特征在于，所述环管水柱中的水与所述至少四个并列的分支管道中的烟气进行热交换。