CN110940202A - 一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业高温烟气处理设备领域，尤其涉及一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器及工艺。包括冷却器筒体，所述冷却器筒体下部设有高温烟气进气口，上部设有高温烟气出气口，顶部设有空气出气口，侧部设有空气进气口，冷却器筒体底部设有集水盘、补水阀与排水阀；冷却器高温烟气与空气之间设有数根竖向设置的散热管，散热管上部设有清洗管道，散热管周围设有喷淋管。能够处理大烟气量且温度高的工业烟气，利用空气与高温烟气的温度差和水蒸发的汽化潜热对高温烟气进行双重降温的方法，提高了换热效果，减少了占地面积，节约了投资成本且节能环保。可以有效地防止冷却器内管道发生堵塞，冷却器使用寿命长，节约维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及工业高温烟气处理设备领域，尤其涉及一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器及工艺。
背景技术
由于工业烟气温度高，烟气量大，为确保烟气温度达到工艺所需温度，需要将工业烟气进行降温处理。目前，工业高温烟气冷却设备主要分为烟气-空气冷却器和烟气-水冷却器。所述两类冷却器存在以下缺点：
烟气-空气冷却器利用空气作为冷却介质，由于空气的传热系数较小，需要较大的换热面积，因此烟气-空气冷却器占地面积大、换热效果差且空气温度的季节性变化对烟气-空气冷却器的性能影响很大；烟气-水冷却器利用水作为冷却介质，由于需要较低温度的冷却水，故需要配备冷却塔、水处理器、循环泵等设备，设备占地面积大、流程长、运行控制复杂，成本高且水处理设备易对环境造成污染。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器及工艺，能够高效处理大烟气量、温度高的工业烟气，能够清洗高温烟气管道内壁附着的结晶体及粘结物，换热效果好、节能环保、降低成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器，包括冷却器筒体，所述冷却器筒体下部设有高温烟气进气口，上部设有高温烟气出气口，顶部设有空气出气口，侧部设有空气进气口，冷却器筒体底部设有集水盘、补水阀与排水阀；冷却器高温烟气与空气之间设有数根竖向设置的散热管，散热管上部设有清洗管道，散热管周围设有喷淋管。
还包括喷淋泵，喷淋泵一端通过管道与集水盘相连，另一端与喷淋管相连。
还包括风机，风机安装在冷却器筒体内，位于冷却器筒体顶部。
所述清洗管道上设有清洗系统进汽阀或进水阀，进汽阀与蒸汽系统相连，进水阀与进水系统相连。
所述排水阀与排水管道相连。
所述补水阀与补水系统相连。
一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却工艺，具体包括：
1)高温烟气从高温烟气进气口进入散热管内，空气从空气进气口进入，空气沿着散热管外壁与散热管内的高温烟气进行热交换；
2)同时喷淋水不断地被喷淋泵从集水盘通过喷淋管道送到散热管壁，喷淋水遇到高温烟气进行蒸发吸热，通过汽化潜热对高温烟气进一步冷却降温，冷却的冷凝水以及喷淋水重新流回到集水盘中；
3)蒸汽系统或进水系统通过清洗系统进汽阀或进水阀向清洗管道内通入蒸汽或高压水，蒸汽或高压水对高温烟气管道外壁附着的结晶体及粘结物进行冲洗，冲洗下来的结晶体及粘结物跟随蒸汽或高压水从排水管道通过打开的排水阀排掉；
4)冷却器喷淋水在循环利用的过程中蒸发，打开补水阀门，通过补水系统将水送到集水盘中，被空气和冷却水降温的高温烟气从高温烟气出气口排出，空气及水蒸汽在冷却器顶部风机的作用下进入大气中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明能够处理大烟气量且温度高的工业烟气，利用空气与高温烟气的温度差和水蒸发的汽化潜热对高温烟气进行双重降温的方法，提高了换热效果，减少了占地面积，节约了投资成本且节能环保。
2)本发明采用蒸汽或高压水为介质的清洗系统可以有效地防止冷却器内管道发生堵塞，冷却器使用寿命长，节约维护成本。
3)高温烟气在管内流动既有效的保证换热后的烟气组分不变又提高了换热效率。
4)高温烟气在管内流动减少了冷却器外表面的热损失，调节性能好。
附图说明
图1是本发明结构示意及工艺原理图。
图中：1-冷却器筒体 2-高温烟气进气口 3-高温烟气出气口 4-空气进气口 5-空气出气口 6-散热管 7-喷淋管 8-清洗管道 9-清洗系统进汽阀或进水阀 10-排水阀 11-风机 12-喷淋泵 13-集水盘 14-补水阀 15-高温烟气方向 16-空气方向
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不用来限制本发明的范围：
如图1所示，一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器，所述冷却器筒体1下部设有高温烟气进气口2，上部设有高温烟气出气口3，顶部设有空气出气口5，侧部设有空气进气口4。冷却器筒体1底部设有集水盘13、补水阀14与排水阀10。排水阀10与排水管道相连。补水阀14与补水系统相连。
冷却器高温烟气与空气之间设有数根竖向设置的散热管6，散热管6上部设有清洗管道8，散热管6周围设有喷淋管7。清洗管道8上设有清洗系统进汽阀或进水阀9，进汽阀与蒸汽系统相连，进水阀与进水系统相连。
还包括喷淋泵12，喷淋泵12一端通过管道与集水盘13相连，另一端与喷淋管7相连。
还包括风机11，风机11安装在冷却器筒体1内，位于冷却器筒体1顶部。
一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却工艺，具体包括：
1)高温烟气从高温烟气进气口2进入散热管6内，空气从空气进气口4进入，空气沿着散热管6外壁与散热管6内的高温烟气进行热交换；高温烟气方向15与空气方向16如图1所示。
2)同时喷淋水不断地被喷淋泵12从集水盘13通过喷淋管道8送到散热管6壁，喷淋水遇到高温烟气进行蒸发吸热，通过汽化潜热对高温烟气进一步冷却降温，冷却的冷凝水以及喷淋水重新流回到集水盘13中。
3)蒸汽系统或进水系统通过清洗系统进汽阀或进水阀9向清洗管道8内通入蒸汽或高压水，蒸汽或高压水对高温烟气管道外壁附着的结晶体及粘结物进行冲洗，冲洗下来的结晶体及粘结物跟随蒸汽或高压水从排水管道通过打开的排水阀10排掉。
4)冷却器喷淋水在循环利用的过程中蒸发，打开补水阀14，通过补水系统将水送到集水盘13中，被空气和冷却水降温的高温烟气从高温烟气出气口3排出，空气及水蒸汽在冷却器顶部风机11的作用下进入大气中。
本发明能够处理大烟气量且温度高的工业烟气，利用空气与高温烟气的温度差和水蒸发的汽化潜热对高温烟气进行双重降温的方法，提高了换热效果，减少了占地面积，节约了投资成本且节能环保。本发明采用蒸汽或高压水为介质的清洗系统可以有效地防止冷却器内管道发生堵塞，冷却器使用寿命长，节约维护成本。高温烟气在管内流动既有效的保证换热后的烟气组分不变又提高了换热效率。高温烟气在管内流动减少了冷却器外表面的热损失，调节性能好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器，包括冷却器筒体，其特征在于，所述冷却器筒体下部设有高温烟气进气口，上部设有高温烟气出气口，顶部设有空气出气口，侧部设有空气进气口，冷却器筒体底部设有集水盘、补水阀与排水阀；冷却器高温烟气与空气之间设有数根竖向设置的散热管，散热管上部设有清洗管道，散热管周围设有喷淋管。
2.据权利要求1所述的一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器，其特征在于，还包括喷淋泵，喷淋泵一端通过管道与集水盘相连，另一端与喷淋管相连。
3.据权利要求1所述的一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器，其特征在于，还包括风机，风机安装在冷却器筒体内，位于冷却器筒体顶部。
4.据权利要求1所述的一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器，其特征在于，所述清洗管道上设有清洗系统进汽阀或进水阀，进汽阀与蒸汽系统相连，进水阀与进水系统相连。
5.据权利要求1所述的一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器，其特征在于，所述排水阀与排水管道相连。
6.据权利要求1所述的一种立式管内流潜热蒸发式空气冷却器，其特征在于，所述补水阀与补水系统相连。
7.一种基于权利要求1或2或3或4或5或6所述冷却器的冷却工艺，其特征在于，具体包括如下工艺：
1)高温烟气从高温烟气进气口进入散热管内，空气从空气进气口进入，空气沿着散热管外壁与散热管内的高温烟气进行热交换；
2)同时喷淋水不断地被喷淋泵从集水盘通过喷淋管道送到散热管壁，喷淋水遇到高温烟气进行蒸发吸热，通过汽化潜热对高温烟气进一步冷却降温，冷却的冷凝水以及喷淋水重新流回到集水盘中；
3)蒸汽系统或进水系统通过清洗系统进汽阀或进水阀向清洗管道内通入蒸汽或高压水，蒸汽或高压水对高温烟气管道外壁附着的结晶体及粘结物进行冲洗，冲洗下来的结晶体及粘结物跟随蒸汽或高压水从排水管道通过打开的排水阀排掉；
4)冷却器喷淋水在循环利用的过程中蒸发，打开补水阀门，通过补水系统将水送到集水盘中，被空气和冷却水降温的高温烟气从高温烟气出气口排出，空气及水蒸汽在冷却器顶部风机的作用下进入大气中。
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