CN110822465A - 一种烟气急冷的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保技术领域，更具体地，涉及一种烟气急冷的装置及方法，其装置包括：外壳、雾化喷水器、集灰箱，所述外壳开设有烟气入口和烟气出口，所述雾化喷水器设置在外壳内并位于烟气入口和/或烟气出口的上方，所述集灰箱设置在外壳的下方，与外壳的底部连接。本发明不仅能使烟气急冷长时间进行，还能回收利用高温烟气热量。

Description

一种烟气急冷的装置及方法

技术领域

本发明涉及环保技术领域，更具体地，涉及一种烟气急冷的装置及方法。

背景技术

随着人口的增加与生活质量的提高，城市里产生越来越多的垃圾。城市垃圾焚烧因其具有占地面积小节约用地、不易受天气影响、运行稳定、处理时间短、减量化显著、无害化彻底、可回收热能等显著的优点被国内发达城市广泛运用。目前国内垃圾焚烧发电厂达到360多家，处理的生活垃圾达到40Wt。垃圾焚烧排放二噁英量占二噁英排放总量的80～90％，而焚烧飞灰中所含二恶英是焚烧炉二恶英排放的主要来源。根据《危险废物处置工程技术导则》(HJ2042-2014)7.6.1.7项规定，垃圾飞灰的焚烧产生的高温烟气必须采用急冷装置，将高温烟气的温度在短时间内降低到200℃以下。

目前垃圾焚烧发电厂大多采用单一的雾化喷水式的急冷塔对高温烟气进行迅速降温。由于高温气体的温度达到600℃，为防止在烟气降温过程中，烟气在250～400℃生成二噁英，急冷塔中采用喷水雾化的形式直接对高温气体进行降温。为了达到烟气在2S内降温的目的，这个过程中需要较大的喷水量，喷水气化成水蒸气随着烟气进入后续的布袋除尘器中可能造成“糊袋”现象，即布袋除尘器在长期的运行或停运过程中，湿度高的飞灰在布袋除尘器的过滤面或内部凝聚、黏附或结壳的现象。这会导致布袋除尘器运行阻力大幅升高，使除尘布袋的功效急剧下降甚至失去。而急冷塔中的水蒸气会导致塔内湿度太大，飞灰出现“搭桥”现象，即急冷塔内的飞灰凝结堆积在一起的现象，这会导致急冷塔内部的通道阻塞，影响急冷塔的正常运作。这两种现象不仅增加了装置的水耗，还会导致其他意外，更重要的是高温气体蕴含的大量热量无法进行有效的回收利用，造成能耗的浪费。如果为了回收高温烟气中的热能，让烟气进入急冷塔之前先经过余热回收换热装置，会让烟气的温度降低到300℃～400℃。因为烟气在300℃～400℃会发生化学反应合成二噁英，若后续没有对二噁英进行分解，生成的二噁英会随着烟气排放进入大气，造成环境污染，所以简单地在急冷塔之前安装余热回收换热装置对烟气中的热量进行回收利用并不可行。因此，目前迫切需要一种既能维持长时间进行烟气急冷，不产生“糊袋”现象与“搭桥”现象，同时又能回收利用高温烟气热量的烟气急冷装置及方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种烟气急冷的装置及方法，不仅能使烟气急冷长时间进行，还能回收利用高温烟气的热量。

本发明采取的技术方案是：

一种烟气急冷的装置，包括：外壳、雾化喷水器、集灰箱，所述外壳开设有烟气入口和烟气出口，所述雾化喷水器设置在外壳内并位于烟气入口和/或烟气出口的上方，所述集灰箱设置在外壳的下方，与外壳的底部连接。

具体地，烟气从烟气入口进入装置内，雾化喷水器喷水对进入装置内的高温烟气进行降温，降温之后的烟气从烟气出口排出。在烟气降温的过程中会产生大量的飞灰，这些飞灰下降沉淀，被设置在外壳下方与外壳的底部连接的集灰箱收集。对收集飞灰的集灰箱进行定期清理，可以避免装置内发生“搭桥”现象。

进一步地，所述装置还包括盘管，盘管设置在外壳内壁，管内具有换热介质。

具体地，当烟气进入装置进行降温的同时，外壳内壁的盘管管内的换热介质进行流动与装置内的高温烟气、水蒸气进行换热，吸取烟气中的热量，不仅能减少节约雾化喷水器的耗水量，降低运营成本；还能把吸取烟气热量后从装置内排出的换热介质导入工业或生活设施，以实现对热量的再利用，达到节约耗能的目的。

进一步地，所述装置还包括挡板，所述挡板竖向设置在外壳内，将外壳分隔为左侧外壳和右侧外壳；所述烟气入口开设在左侧外壳，形成左烟气管道，所述烟气出口开设在右侧外壳，形成右烟气管道；左烟气管道与右烟气管道在所述挡板的下方连通；所述集灰箱位于所述挡板的下方；所述雾化喷水器位于左烟气管道的上方和/或右烟气管道的上方。

具体地，高温烟气从左侧外壳的烟气入口进入左烟气管道，然后被竖向设置在外壳内的挡板阻挡，被阻挡的烟气沿着挡板的左侧壁往下流动，之后从挡板下方由左烟气管道流入右烟气管道，再沿着挡板的右侧壁往上流动，最后经右烟气管道从右侧外壳的烟气出口排出。本方案设置的挡板不仅对烟气起到引流的作用，还延长烟气在装置内的路程，使降温更好地实现。

进一步地，所述左侧外壳的内壁设置的盘管为左盘管，左盘管的入口位于所述左外壳的下端，左盘管的出口位于所述左外壳的上端；所述右侧外壳的内壁设置的盘管为右盘管，右盘管的入口位于所述右外壳的上端，右盘管的出口位于所述右外壳的下端。

具体地，换热介质从左外壳下端的左盘管入口进入，与左烟气管道的水蒸气、烟气换热后，从左外壳上端的左盘管出口排出；装置的另外一边，换热介质从右外壳上端的右盘管入口进入，与右烟气管道的水蒸气、烟气换热后，从右外壳下端的右盘管出口排出；这样的布置方式使盘管内的换热介质流向与烟气管道内的烟气流向相反，能有效提高烟气与盘管的换热系数，能有更好的换热效果。

进一步地，装置还包括热电偶和调温器，所述热电偶设置在烟气入口和烟气出口，与调温器连接，所述调温器与雾化喷水器和/或盘管连接。

具体地，将一套热电偶分别设置在烟气入口和烟气出口，用于监测烟气出入口的烟气温度，再把监测的结果反馈到调温器，调温器根据结果对雾化喷水器与盘管内的换热介质流速进行调整，以达到最好的降温与节能效果。

进一步地，所述装置还包括卸灰阀，卸灰阀设置在集灰箱的入口。

具体地，卸灰阀先收集装置内的飞灰，达到预设量时，打开卸灰阀，将飞灰排入集灰箱。这样不用将集灰箱从装置中取出，也能经常对集灰箱进行更换或清理，有效防止“搭桥”现象发生。

一种烟气急冷的方法，用于如上述的烟气急冷装置，所述方法包括：

排入步骤：对烟气进行引流，使其通过烟气入口进入外壳；

降温步骤：雾化喷水器喷水对进入外壳的烟气进行降温；

集灰步骤：在烟气降温的过程中所产生的飞灰使用集灰箱存储；

排出步骤：对降温后的烟气引流，使其通过烟气出口排出外壳。

进一步地，所述降温步骤还包括以下步骤：

对降温后的烟气引流，使其沿挡板经过左盘管和右盘管，左盘管和右盘管中换热介质的流向与烟气的流向相反，吸取烟气中的热量以对烟气进行再次降温。

进一步地，所述方法还包括：

监控步骤：对进入外壳的烟气和/或排出外壳的烟气进行温度监测，根据检测出来的温度调节雾化喷水器和/或左盘管内换热介质和/或右盘管内换热介质的流速。

进一步地，所述集灰步骤，具体包括以下步骤：

使用卸灰阀收集在烟气降温的过程中所产生的飞灰；

当收集的飞灰达到预设量时，打开卸灰阀，将飞灰排至集灰箱。

具体地，卸灰阀满载后将飞灰排入集灰箱，集灰箱再把飞灰运至灰库，使飞灰不再堆积，避免发生“搭桥”现象。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)盘管换热降温使雾化喷水器喷水所需的水减少，实现了环保节水。

(2)盘管中流动的换热介质吸取的热量可进行再利用，实现了环保节能。

(3)卸灰阀将飞灰排入集灰箱，再对集灰箱进行定期清理，避免了“搭桥”现象。

附图说明

图1为本发明的急冷装置结构示意图；

图中：1-雾化喷水器、2-集灰箱、3-烟气入口、4-烟气出口、5-左烟气管道、6-右烟气管道、7-左盘管、8-右盘管、9-左盘管入口、10-左盘管出口、11-右盘管入口、12-右盘管出口、13-挡板、14-热电偶安装位置、15-卸灰阀。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

本实施例提供一种烟气急冷的装置，图1为本发明的急冷装置结构示意图，如图所示，包括：外壳、雾化喷水器1、集灰箱2，所述外壳开设有烟气入口3和烟气出口4，所述雾化喷水器1设置在外壳内并位于烟气入口3和/或烟气出口4的上方，所述集灰箱2设置在外壳的下方，与外壳的底部连接。

具体地，烟气从烟气入口3进入装置内，雾化喷水器1喷水对进入装置内的高温烟气进行降温，降温之后的烟气从烟气出口4排出。在烟气降温的过程中会产生大量的飞灰，这些飞灰下降沉淀，被设置在外壳下方与外壳的底部连接的集灰箱2收集。对收集飞灰的集灰箱2进行定期清理，可以避免装置内发生“搭桥”现象。

进一步地，所述装置还包括盘管，盘管设置在外壳内壁，管内具有换热介质。

具体地，当烟气进入装置进行降温的同时，外壳内壁的盘管管内的换热介质进行流动与装置内的高温烟气、水蒸气进行换热，吸取烟气中的热量，不仅能减少节约雾化喷水器1的耗水量，降低运营成本；还能把吸取烟气热量后从装置内排出的换热介质导入工业或生活设施，以实现对热量的再利用，达到节约耗能的目的。

进一步地，所述装置还包括挡板13，所述挡板13竖向设置在外壳内，将外壳分隔为左侧外壳和右侧外壳；所述烟气入口3开设在左侧外壳，形成左烟气管道5，所述烟气出口4开设在右侧外壳，形成右烟气管道6；左烟气管道5与右烟气管道6在所述挡板13的下方连通；所述集灰箱2位于所述挡板13的下方；所述雾化喷水器1位于左烟气管道5的上方和/或右烟气管道6的上方。

具体地，高温烟气从左侧外壳的烟气入口3进入左烟气管道5，然后被竖向设置在外壳内的挡板13阻挡，被阻挡的烟气沿着挡板13的左侧壁往下流动，之后从挡板13下方由左烟气管道5流入右烟气管道6，再沿着挡板13的右侧壁往上流动，最后经右烟气管道6从右侧外壳的烟气出口4排出。本实施例设置的挡板13不仅对烟气起到引流的作用，还延长烟气在装置内的路程，使降温更好地实现。

进一步地，所述左侧外壳的内壁设置的盘管为左盘管7，左盘管7的入口位于所述左外壳的下端，左盘管7的出口位于所述左外壳的上端；所述右侧外壳的内壁设置的盘管为右盘管8，右盘管8的入口位于所述右外壳的上端，右盘管8的出口位于所述右外壳的下端。

具体地，换热介质从左外壳下端的左盘管7入口进入，与左烟气管道5的水蒸气、烟气换热后，从左外壳上端的左盘管7出口排出；装置的另外一边，换热介质从右外壳上端的右盘管8入口进入，与右烟气管道6的水蒸气、烟气换热后，从右外壳下端的右盘管8出口排出；这样的布置方式使盘管内的换热介质流向与烟气管道内的烟气流向相反，能有效提高烟气与盘管的换热系数，能有更好的换热效果。

进一步地，装置还包括热电偶和调温器，所述热电偶设置在烟气入口3和烟气出口4，与调温器连接，所述调温器与雾化喷水器1和/或盘管连接。

具体地，将一套热电偶分别设置在烟气入口3和烟气出口4，用于监测烟气出入口的烟气温度，再把监测的结果反馈到调温器，调温器根据结果对雾化喷水器1与盘管内的换热介质流速进行调整，以达到最好的降温与节能效果。

进一步地，所述装置还包括卸灰阀15，卸灰阀15设置在集灰箱2的入口。

具体地，卸灰阀15先收集装置内的飞灰，达到预设量时，打开卸灰阀15，将飞灰排入集灰箱2。这样不用将集灰箱2从装置中取出，也能经常对集灰箱2进行更换或清理，有效防止“搭桥”现象发生。

一种烟气急冷的方法，用于如上述的烟气急冷装置，所述方法包括：

排入步骤：对烟气进行引流，使其通过烟气入口3进入外壳；

降温步骤：雾化喷水器1喷水对进入外壳的烟气进行降温；

集灰步骤：在烟气降温的过程中所产生的飞灰使用集灰箱2存储；

排出步骤：对降温后的烟气引流，使其通过烟气出口4排出外壳。

进一步地，所述降温步骤还包括以下步骤：

对降温后的烟气引流，使其沿挡板13经过左盘管7和右盘管8，左盘管7和右盘管8中换热介质的流向与烟气的流向相反，吸取烟气中的热量以对烟气进行再次降温。

进一步地，所述方法还包括：

监控步骤：对进入外壳的烟气和/或排出外壳的烟气进行温度监测，根据检测出来的温度调节雾化喷水器1和/或左盘管7内换热介质和/或右盘管8内换热介质的流速。

进一步地，所述集灰步骤，具体包括以下步骤：

使用卸灰阀15收集在烟气降温的过程中所产生的飞灰；

当收集的飞灰达到预设量时，打开卸灰阀15，将飞灰排至集灰箱2。

具体地，卸灰阀15满载后将飞灰排入集灰箱2，集灰箱2再把飞灰运至灰库，使飞灰不再堆积，避免发生“搭桥”现象。

本实施例的一种烟气急冷的装置的工作原理及工作过程简述如下：

本实施例的一种烟气急冷的装置首先把高温烟气从烟气入口3引流入左烟气管道5，设置在烟气入口3的热电偶监测高温烟气的温度并且反馈给调温器，调温器开始对雾化喷水器1的喷水量及盘管内的换热介质流速进行调整。高温烟气进入左烟气管道5后，设置在左烟气管道5上方的雾化喷水器1对高温烟气喷水进行降温，同时，在左盘管7内的换热介质流动，吸取左烟气管道5内的高温烟气中的热量，以对烟气再次降温。烟气沿挡板13的左侧壁往下流动，从左烟气管道5进入右烟气管道6，再沿着挡板13的右侧壁往上流动。此时，设置在右烟气管道6上方的雾化喷水器1对高温烟气喷水进行再次降温，在右盘管8内的换热介质流动，吸取右烟气管道6内的高温烟气中的热量。最后，设置在烟气出口4的热电偶监测高温烟气的温度并且反馈给调温器，调温器再根据反馈结果进行调节。降温后的烟气从烟气出口4排出。而烟气降温过程中产生的飞灰被卸灰阀15收集，达到预设量时，卸灰阀15将飞灰排入集灰箱2，之后将集灰箱2运输到灰库，把集灰箱2中的飞灰倒入灰库存储。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟气急冷的装置，其特征在于，包括：外壳、雾化喷水器、集灰箱，所述外壳开设有烟气入口和烟气出口，所述雾化喷水器设置在外壳内并位于烟气入口和/或烟气出口的上方，所述集灰箱设置在外壳的下方，与外壳的底部连接。

2.根据权利要求1所述的一种烟气急冷的装置，其特征在于，所述装置还包括盘管，盘管设置在外壳内壁，管内具有换热介质。

3.根据权利要求2所述的一种烟气急冷的装置，其特征在于，所述装置还包括挡板，所述挡板竖向设置在外壳内，将外壳分隔为左侧外壳和右侧外壳；所述烟气入口开设在左侧外壳，形成左烟气管道，所述烟气出口开设在右侧外壳，形成右烟气管道；左烟气管道与右烟气管道在所述挡板的下方连通；所述集灰箱位于所述挡板的下方；所述雾化喷水器位于左烟气管道的上方和/或右烟气管道的上方。

4.根据权利要求3所述的一种烟气急冷的装置，其特征在于，所述左侧外壳的内壁设置的盘管为左盘管，左盘管的入口位于所述左外壳的下端，左盘管的出口位于所述左外壳的上端；所述右侧外壳的内壁设置的盘管为右盘管，右盘管的入口位于所述右外壳的上端，右盘管的出口位于所述右外壳的下端。

5.根据权利要求2所述的一种烟气急冷的装置，其特征在于，还包括热电偶和调温器，所述热电偶设置在烟气入口和烟气出口，与调温器连接，所述调温器与雾化喷水器和/或盘管连接。

6.根据权利要求1所述的一种烟气急冷的装置，其特征在于，所述装置还包括卸灰阀，卸灰阀设置在集灰箱的入口。

7.一种烟气急冷的方法，用于如权利要求1-6任一项所述的烟气急冷装置，其特征在于，所述方法包括：

排入步骤：对烟气进行引流，使其通过烟气入口进入外壳；

降温步骤：雾化喷水器喷水对进入外壳的烟气进行降温；

集灰步骤：在烟气降温的过程中所产生的飞灰使用集灰箱存储；

排出步骤：对降温后的烟气引流，使其通过烟气出口排出外壳。

8.根据权利要求7所述的一种烟气急冷的方法，其特征在于，所述降温步骤还包括以下步骤：

对降温后的烟气引流，使其沿挡板经过左盘管和右盘管，左盘管和右盘管中换热介质的流向与烟气的流向相反，吸取烟气中的热量以对烟气进行再次降温。

9.根据权利要求8所述的一种烟气急冷的方法，其特征在于，包括：

监控步骤：对进入外壳的烟气和/或排出外壳的烟气进行温度监测，根据检测出来的温度调节雾化喷水器和/或左盘管内换热介质和/或右盘管内换热介质的流速。

10.根据权利要求7所述的一种烟气急冷的方法，其特征在于，所述集灰步骤，具体包括以下步骤：

使用卸灰阀收集在烟气降温的过程中所产生的飞灰；

当收集的飞灰达到预设量时，打开卸灰阀，将飞灰排至集灰箱。

Images