CN109882880B - 一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却方法与装置，包括空冷箱、水冷箱和喷淋箱，所述空冷箱外围设置有空冷箱外围板。有益效果在于：本发明通过设置的空冷箱、水冷箱和喷淋箱，使得烟气的温度在一秒内快速降至50℃左右，避免二噁英的再合成，避免环境污染，同时实现喷淋后的烟气含水率的极大减少，降低水的消耗，通过在空冷箱内设置热交换铜管，不仅使得高温烟气中的热量得到回收利用，而且使得外部进入热解炉的空气得到预热，提高空气的温度，进而提高垃圾的热解效率，通过设置的出水管一、出水管二和存水弯头，使得喷淋水可以进行收集，减少水资源的消耗。
Description
技术领域
本发明涉及高温烟气冷却技术领域，特别是涉及一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却方法与装置。
背景技术
在利用热解炉对生活垃圾进行处理的过程中，为了防止高温烟气污染环境，常需要对高温烟气进行冷却降温，然而现有的高温烟气冷却装置主要是采用喷淋的方式来对高温烟气进行降温冷却处理，降温速度较慢，耗水量大，且在降温过程中会再次生成二噁英，污染环境，且其上缺少对外界空气进行预热的装置，不仅无法实现高温烟气中热量的回收利用，而且常会因进入到垃圾处理用热解炉内的空气温度过低而降低垃圾的热解效率，此外其上还缺少集水装置，使得喷淋水得不到及时收集，造成水资源浪费，因此急需一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置来解决现有问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却方法与装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置，包括空冷箱、水冷箱和喷淋箱，所述空冷箱外围设置有空冷箱外围板，所述空冷箱底端一侧设置有烟气入口管，所述空冷箱一侧壁上设置有温度传感器安装管一，所述温度传感器安装管一一侧设置有连接法兰一，所述连接法兰一一侧设置有空气集气罩，所述空气集气罩底端中部设置有热空气出气管，所述空冷箱内呈横向交错分布有热交换铜管，所述空冷箱上端一侧设置有温度传感器安装管二，所述空冷箱一端设置有连接法兰二，所述空冷箱一侧设置有所述水冷箱，所述水冷箱外围设置有水冷箱外围板，所述水冷箱上靠近所述连接法兰二处设置有连接法兰三，所述水冷箱一侧壁上设置有冷却水入口管，所述水冷箱上端一侧设置有冷却水出口管，所述水冷箱内壁上交错分布有水挡板，所述水挡板上设置有热交换不锈钢管，所述水冷箱一端设置有连接法兰四，所述水冷箱一侧设置有所述喷淋箱，所述喷淋箱外围设置有喷淋箱外围板，所述喷淋箱上靠近所述连接法兰四处设置有连接法兰五，所述喷淋箱上端中部设置有清洗盖板，所述喷淋箱底端中部设置有存水弯头，所述存水弯头底端设置有出水管二，所述存水弯头一侧设置有出烟管，所述喷淋箱一侧壁中部设置有传感器安装口，所述喷淋箱内设置有烟气挡板，所述烟气挡板至少有两个，所述烟气挡板之间设置有点阵式的水喷淋管，所述烟气挡板一侧设置有水汽分离器，所述喷淋箱底端设置有出水管一。
进一步的，所述烟气挡板为两个、三个、四个、五个等，从对高温烟气进行降温冷却处理效果以及成本考虑，优选3-4个。
进一步的，所述空冷箱外围板、所述喷淋箱外围板以及所述水冷箱外围板的数量均为六个，所述空冷箱外围板、所述喷淋箱外围板以及所述水冷箱外围板均采用不锈钢板制成。
进一步的，所述烟气入口管与所述空冷箱焊接，所述连接法兰一与所述空冷箱以及所述空气集气罩均通过螺栓连接，所述热空气出气管与所述空气集气罩焊接。
进一步的，所述温度传感器安装管一以及所述温度传感器安装管二均与所述空冷箱插接，所述热交换铜管与所述空冷箱插接。
进一步的，所述连接法兰二与所述空冷箱插接，所述连接法兰三以及所述连接法兰四均与所述水冷箱插接，所述空冷箱与所述水冷箱通过所述连接法兰二与以及所述连接法兰三相连，所述喷淋箱与所述水冷箱通过所述连接法兰四以及所述连接法兰五相连。
进一步的，所述冷却水入口管以及所述冷却水出口管均与所述水冷箱插接焊接，所述水挡板与所述水冷箱焊接，所述热交换不锈钢管与所述水挡板插接。
进一步的，所述清洗盖板与所述喷淋箱通过螺栓连接，所述清洗盖板的数量为两个。
进一步的，所述烟气挡板与所述喷淋箱焊接，所述水喷淋管与所述喷淋箱通过管箍相连，所述水汽分离器与所述喷淋箱通过螺栓连接，所述水汽分离器有两个。
进一步的，所述传感器安装口成型于所述喷淋箱上，所述出烟管以及所述出水管一均与所述喷淋箱插接，所述存水弯头与所述出水管一以及所述出水管二均插接。
本发明的有益效果在于：
1、为了解决现有高温烟气冷却装置主要是采用喷淋的方式来对高温烟气进行降温冷却处理，降温速度较慢，耗水量大，且在降温过程中会再次生成二噁英，污染环境的问题，本发明通过设置的空冷箱、水冷箱和喷淋箱，使得烟气的温度在一秒内快速降至50℃左右，避免二噁英的再合成，避免环境污染，同时实现喷淋后的烟气含水率的极大减少，降低水的消耗；
2、为了解决现有高温烟气冷却装置上缺少对外界空气进行预热的装置，不仅无法实现高温烟气中热量的回收利用，而且常会因进入到垃圾处理用热解炉内的空气温度过低而降低垃圾的热解效率的问题，本发明通过在空冷箱内设置热交换铜管，不仅使得高温烟气中的热量得到回收利用，而且使得外部进入热解炉的空气得到预热，提高空气的温度，进而提高垃圾的热解效率；
3、为了解决现有高温烟气冷却装置缺少集水装置，使得喷淋水得不到及时收集，造成水资源浪费的问题，本发明通过设置的出水管一、出水管二和存水弯头，使得喷淋水可以进行收集，减少水资源的消耗。
附图说明
图1是本发明所述一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置的结构示意图。
附图标记说明如下：
1、空冷箱；1.1、空冷箱外围板；1.2、烟气入口管；1.3、温度传感器安装管一；1.4、热交换铜管；1.5、空气集气罩；1.6、热空气出气管；1.7、连接法兰一；1.8、温度传感器安装管二；1.9、连接法兰二；2、水冷箱；2.1、连接法兰三；2.2、冷却水出口管；2.3、水冷箱外围板；2.4、热交换不锈钢管；2.5、水挡板；2.6、冷却水入口管；2.7、连接法兰四；3、喷淋箱；3.1、连接法兰五；3.2、喷淋箱外围板；3.3、清洗盖板；3.4、水喷淋管；3.5、烟气挡板；3.6、水汽分离器；3.7、传感器安装口；3.8、出烟管；3.9、出水管一；3.10、存水弯头；3.11、出水管二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置，包括空冷箱1、水冷箱2和喷淋箱3，所述空冷箱1外围设置有空冷箱外围板1.1，所述空冷箱1底端一侧设置有烟气入口管1.2，所述空冷箱1一侧壁上设置有温度传感器安装管一1.3，所述温度传感器安装管一1.3一侧设置有连接法兰一1.7，所述连接法兰一1.7一侧设置有空气集气罩1.5，通过所述连接法兰一1.7可将所述空气集气罩1.5与所述空冷箱1相连，以实现热交换后外界空气的收集，所述空气集气罩1.5底端中部设置有热空气出气管1.6，通过所述热空气出气管1.6可将热交换后的外部空气送入到垃圾处理装置反应炉膛内供氧，所述空冷箱1内呈横向交错分布有热交换铜管1.4，所述空冷箱1上端一侧设置有温度传感器安装管二1.8，所述空冷箱1一端设置有连接法兰二1.9，所述空冷箱1一侧设置有所述水冷箱2，所述水冷箱2外围设置有水冷箱外围板2.3，所述水冷箱2上靠近所述连接法兰二1.9处设置有连接法兰三2.1，所述水冷箱2一侧壁上设置有冷却水入口管2.6，所述水冷箱2上端一侧设置有冷却水出口管2.2，所述水冷箱2内壁上交错分布有水挡板2.5，所述水挡板2.5上设置有热交换不锈钢管2.4，所述水冷箱2一端设置有连接法兰四2.7，所述水冷箱2一侧设置有所述喷淋箱3，所述喷淋箱3外围设置有喷淋箱外围板3.2，所述喷淋箱3上靠近所述连接法兰四2.7处设置有连接法兰五3.1，所述喷淋箱3上端中部设置有清洗盖板3.3，所述喷淋箱3底端中部设置有存水弯头3.10，所述存水弯头3.10底端设置有出水管二3.11，所述存水弯头3.10一侧设置有出烟管3.8，所述喷淋箱3一侧壁中部设置有传感器安装口3.7，所述传感器安装口3.7处可安装外部湿度传感器，以测量汽水分离后烟气的湿度，所述喷淋箱3内设置有烟气挡板3.5，所述烟气挡板3.5至少有两个，所述烟气挡板3.5之间设置有点阵式的水喷淋管3.4，所述烟气挡板3.5一侧设置有水汽分离器3.6，所述喷淋箱3底端设置有出水管一3.9。
本实施例中，所述烟气挡板3.5为两个、三个、四个、五个等，从对高温烟气进行降温冷却处理效果以及成本考虑，优选3-4个。
本实施例中，所述空冷箱外围板1.1、所述喷淋箱外围板3.2以及所述水冷箱外围板2.3的数量均为六个，所述空冷箱外围板1.1、所述喷淋箱外围板3.2以及所述水冷箱外围板2.3均采用不锈钢板制成，通过六个所述空冷箱外围板1.1使得所述空冷箱1内形成烟气流经的通道，通过六个所述喷淋箱外围板3.2使得所述水冷箱2内形成烟气流经的通道，通过六个所述水冷箱外围板2.3使得所述喷淋箱3内形成烟气流经的通道，以便对高温烟气进行依次处理。
本实施例中，所述烟气入口管1.2与所述空冷箱1焊接，所述连接法兰一1.7与所述空冷箱1以及所述空气集气罩1.5均通过螺栓连接，所述热空气出气管1.6与所述空气集气罩1.5焊接，通过螺栓连接的连接方式使得所述连接法兰一1.7与所述空冷箱1以及所述空气集气罩1.5之间拆卸更加的便捷，便于后期的检修维护。
本实施例中，所述温度传感器安装管一1.3以及所述温度传感器安装管二1.8均与所述空冷箱1插接，所述热交换铜管1.4与所述空冷箱1插接，所述热交换铜管1.4内可工作外界空气流过，以便与装置内的高温烟气进行热交换，以实现装置的空冷操作。
本实施例中，所述连接法兰二1.9与所述空冷箱1插接，所述连接法兰三2.1以及所述连接法兰四2.7均与所述水冷箱2插接，所述空冷箱1与所述水冷箱2通过所述连接法兰二1.9与以及所述连接法兰三2.1相连，所述喷淋箱3与所述水冷箱2通过所述连接法兰四2.7以及所述连接法兰五3.1相连，通过法兰的连接方式使得所述水冷箱2、所述空冷箱1以及所述喷淋箱3之间的组装更加的便捷。
本实施例中，所述冷却水入口管2.6以及所述冷却水出口管2.2均与所述水冷箱2插接焊接，所述水挡板2.5与所述水冷箱2焊接，所述热交换不锈钢管2.4与所述水挡板2.5插接，所述水挡板2.5的设计，使得所述水冷箱2内的水在所述热交换不锈钢管2.4外侧下上下蛇形流过，增加了冷却水与所述热交换不锈钢管2.4的接触面积，提高了冷却水湍流状态下的传热效率以及与所述热交换不锈钢管2.4换热效率。
本实施例中，所述清洗盖板3.3与所述喷淋箱3通过螺栓连接，所述清洗盖板3.3的数量为两个，通过所述清洗盖板3.3可拆卸式的设计，使得所述喷淋箱3内部清洗更加的便捷。
本实施例中，所述烟气挡板3.5与所述喷淋箱3焊接，所述水喷淋管3.4与所述喷淋箱3通过管箍相连，所述水汽分离器3.6与所述喷淋箱3通过螺栓连接，所述水汽分离器3.6有两个，通过3-4个所述烟气挡板3.5的设计，使得烟气呈蛇形流过所述喷淋箱3内部，以确保烟气与所述水喷淋管3.4内所喷出的水充分的接触。
本实施例中，所述传感器安装口3.7成型于所述喷淋箱3上，所述出烟管3.8以及所述出水管一3.9均与所述喷淋箱3插接，所述存水弯头3.10与所述出水管一3.9以及所述出水管二3.11均插接，所述存水弯头3.10、所述出水管一3.9以及所述出水管二3.11的设计，使得喷淋降温以及水汽分离后的水能够及时排出。
一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置的使用方法：使用时首先在所述温度传感器安装管一1.3以及所述温度传感器安装管二1.8上安装外部温度传感器，以实现对烟气温度变化的监控，并将外部冷却水管道与所述冷却水入口管2.6相连，然后将所述烟气入口管1.2与外部烟气排出管道相连，并将所述热空气出气管1.6与外部垃圾处理反应炉膛内的供气管道相连，接着将所述水汽分离器3.6打开，即可使得装置进行工作，外部的850℃以上高温烟气由所述烟气入口管1.2进入所述空冷箱1内部的通道后，高温烟气在所述空冷箱1内部横向交错布置的所述热交换铜管1.4外侧流过，与此同时外界空气通过一定措施使其从所述空气集气罩1.5的对侧进入后在所述热交换铜管1.4内部流动，在此期间与所述热交换铜管1.4外部的高温烟气发生热交换，经热交换后升温的外界空气在所述空气集气罩1.5的作用下被汇集到所述热空气出气管1.6内部，从而使得热交换后的外界空气被送入垃圾处理反应炉膛内供氧，而降温后高温烟气会进入到所述水冷箱2内，高温烟气进入所述水冷箱2内后会在所述热交换不锈钢管2.4内部流通，冷却水由所述水冷箱2上的所述冷却水入口管2.6进入，在所述水挡板2.5的作用下在所述热交换不锈钢管2.4外侧下上下蛇形流过，并最终由所述冷却水出口流出，在此期间完成与烟气的热交换，实现对烟气的进一次降温，降温后的烟气最终进入到所述喷淋箱3内，在所述烟气挡板3.5的作用下烟气上下蛇形流动，所述烟气挡板3.5的数量可根据实际需要进行设置，在此过程中，喷淋水在所述水喷淋管3.4上的布置的喷头作用下与烟气充分接触，使烟气1s时间内急速降低到50℃以下，并洗涤烟气中的灰尘，处理后的烟气会通过所述水汽分离器3.6，在所述水汽分离器3.6的作用下会将烟气中的水汽分离出来，最终低温、洁净、干燥的烟气经出烟口排出，喷淋水沉积到所述喷淋箱3底部，由底部的多个所述出水管一3.9与所述存水弯头3.10汇集后经所述出水管二3.11排出。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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效物界定。
Claims (7)
1.一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置，其特征在于：包括空冷箱（1）、水冷箱（2）和喷淋箱（3），所述空冷箱（1）外围设置有空冷箱外围板（1.1），所述空冷箱（1）底端一侧设置有烟气入口管（1.2），所述空冷箱（1）一侧壁上设置有温度传感器安装管一（1.3），所述温度传感器安装管一（1.3）一侧设置有连接法兰一（1.7），所述连接法兰一（1.7）一侧设置有空气集气罩（1.5），所述空气集气罩（1.5）底端中部设置有热空气出气管（1.6），所述空冷箱（1）内呈横向交错分布有热交换铜管（1.4），所述空冷箱（1）上端一侧设置有温度传感器安装管二（1.8），所述空冷箱（1）一端设置有连接法兰二（1.9），所述空冷箱（1）一侧设置有所述水冷箱（2），所述水冷箱（2）外围设置有水冷箱外围板（2.3），所述水冷箱（2）上靠近所述连接法兰二（1.9）处设置有连接法兰三（2.1），所述水冷箱（2）一侧壁上设置有冷却水入口管（2.6），所述水冷箱（2）上端一侧设置有冷却水出口管（2.2），所述水冷箱（2）内壁上交错分布有水挡板（2.5），所述水挡板（2.5）上设置有热交换不锈钢管（2.4），所述水冷箱（2）一端设置有连接法兰四（2.7），所述水冷箱（2）一侧设置有所述喷淋箱（3），所述喷淋箱（3）外围设置有喷淋箱外围板（3.2），所述喷淋箱（3）上靠近所述连接法兰四（2.7）处设置有连接法兰五（3.1），所述连接法兰二（1.9）与所述空冷箱（1）插接，所述连接法兰三（2.1）以及所述连接法兰四（2.7）均与所述水冷箱（2）插接，所述空冷箱（1）与所述水冷箱（2）通过所述连接法兰二（1.9）与以及所述连接法兰三（2.1）相连，所述喷淋箱（3）与所述水冷箱（2）通过所述连接法兰四（2.7）以及所述连接法兰五（3.1）相连；
所述喷淋箱（3）上端中部设置有清洗盖板（3.3），所述清洗盖板（3.3）与所述喷淋箱（3）通过螺栓连接，所述清洗盖板（3.3）的数量为两个；所述喷淋箱（3）底端中部设置有存水弯头（3.10），所述存水弯头（3.10）底端设置有出水管二（3.11），所述存水弯头（3.10）一侧设置有出烟管（3.8），所述喷淋箱（3）一侧壁中部设置有传感器安装口（3.7），所述喷淋箱（3）内设置有烟气挡板（3.5），所述烟气挡板（3.5）至少有两个，所述烟气挡板（3.5）之间设置有点阵式的水喷淋管（3.4），所述烟气挡板（3.5）一侧设置有水汽分离器（3.6），所述喷淋箱（3）底端设置有出水管一（3.9）；所述出烟管（3.8）以及所述出水管一（3.9）均与所述喷淋箱（3）插接，所述存水弯头（3.10）与所述出水管一（3.9）以及所述出水管二（3.11）均插接。
2.根据权利要求1所述的一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置，其特征在于：所述空冷箱外围板（1.1）、所述喷淋箱外围板（3.2）以及所述水冷箱外围板（2.3）的数量均为六个，所述空冷箱外围板（1.1）、所述喷淋箱外围板（3.2）以及所述水冷箱外围板（2.3）均采用不锈钢板制成。
3.根据权利要求1所述的一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置，其特征在于：所述烟气入口管（1.2）与所述空冷箱（1）焊接，所述连接法兰一（1.7）与所述空冷箱（1）以及所述空气集气罩（1.5）均通过螺栓连接，所述热空气出气管（1.6）与所述空气集气罩（1.5）焊接。
4.根据权利要求1所述的一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置，其特征在于：所述温度传感器安装管一（1.3）以及所述温度传感器安装管二（1.8）均与所述空冷箱（1）插接，所述热交换铜管（1.4）与所述空冷箱（1）插接。
5.根据权利要求1所述的一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置，其特征在于：所述冷却水入口管（2.6）以及所述冷却水出口管（2.2）均与所述水冷箱（2）插接后焊接，所述水挡板（2.5）与所述水冷箱（2）焊接，所述热交换不锈钢管（2.4）与所述水挡板（2.5）插接。
6.根据权利要求1所述的一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置，其特征在于：所述烟气挡板（3.5）与所述喷淋箱（3）焊接，所述水喷淋管（3.4）与所述喷淋箱（3）通过管箍相连，所述水汽分离器（3.6）与所述喷淋箱（3）通过螺栓连接，所述水汽分离器（3.6）有两个。
7.一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置的使用方法，应用于权利要求1至6中任意一项所述的一种防止二噁英再次合成的高温烟气冷却装置中，其特征在于：使用时首先在所述温度传感器安装管一（1.3）以及所述温度传感器安装管二（1.8）上安装外部温度传感器，以实现对烟气温度变化的监控，并将外部冷却水管道与所述冷却水入口管（2.6）相连，然后将所述烟气入口管（1.2）与外部烟气排出管道相连，并将所述热空气出气管（1.6）与外部垃圾处理反应炉膛内的供气管道相连，接着将所述水汽分离器（3.6）打开，即可使得装置进行工作，外部的850℃以上高温烟气由所述烟气入口管（1.2）进入所述空冷箱（1）内部的通道后，高温烟气在所述空冷箱（1）内部横向交错布置的所述热交换铜管（1.4）外侧流过，与此同时外界空气通过一定措施使其从所述空气集气罩（1.5）的对侧进入后在所述热交换铜管（1.4）内部流动，在此期间与所述热交换铜管（1.4）外部的高温烟气发生热交换，经热交换后升温的外界空气在所述空气集气罩（1.5）的作用下被汇集到所述热空气出气管（1.6）内部，从而使得热交换后的外界空气被送入垃圾处理反应炉膛内供氧，而降温后高温烟气会进入到所述水冷箱（2）内，高温烟气进入所述水冷箱（2）内后会在所述热交换不锈钢管（2.4）内部流通，冷却水由所述水冷箱（2）上的所述冷却水入口管（2.6）进入，在所述水挡板（2.5）的作用下在所述热交换不锈钢管（2.4）外侧下上下蛇形流过，并最终由所述冷却水出口流出，在此期间完成与烟气的热交换，实现对烟气的进一次降温，降温后的烟气最终进入到所述喷淋箱（3）内，在所述烟气挡板（3.5）的作用下烟气上下蛇形流动，所述烟气挡板（3.5）的数量可根据实际需要设置，在此过程中，喷淋水在所述水喷淋管（3.4）上的布置的喷头作用下与烟气充分接触，使烟气1s时间内急速降低到50℃以下，并洗涤烟气中的灰尘，处理后的烟气会通过所述水汽分离器（3.6），在所述水汽分离器（3.6）的作用下会将烟气中的水汽分离出来，最终低温、洁净、干燥的烟气经出烟口排出，喷淋水沉积到所述喷淋箱（3）底部，由底部的多个所述出水管一（3.9）分别流经相连的所述存水弯头（3.10）然后汇集到所述出水管二（3.11）一起排出。
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