CN111536543A - 一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，属于能源环保领域，是针对现有设备占地面积大，换热效率低所提出，包括：烟道和安装在烟道内的换热管箱，换热管箱内设烟气通道和空气换热腔，换热管箱内有至少两条串联的烟气通道，烟气从烟道进口进入烟气通道内，烟气降温后从烟道出口回流到烟道内，烟道进口和烟道出口同侧或异侧设置；换热管箱内被隔板分成不少于两个的多个单空气换热腔，多个单空气换热腔串联构成空气换热腔，冷空气从换热管箱的空气进口进入，在流动过程中与烟气换热，换热后的热空气从换热管箱的空气出口排出，换热管箱的空气进口和空气出口同侧或异侧设置。本发明体积小，结构紧凑，换热效率高。

Description

一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器

技术领域：

本发明属于能源环保技术领域，具体涉及一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器。

背景技术：

医疗垃圾具有空间污染，急性传染和潜伏性污染等特征，其病毒，病菌的危害性是普通生活垃圾的几十、几百甚至上千倍。如果处理不当，将造成对环境的严重污染，也可能成为疫病流行的源头。目前，医疗垃圾处理主要采用焚烧方式，移动式医疗垃圾处理设备可以实现医疗垃圾就地焚烧处置，避免了医疗垃圾转运带来的病毒扩散的风险。目前，移动医疗垃圾处理系统中普遍采用冷却水或空气将焚烧室出口约1000℃的高温烟气直接急冷至200℃左右，使经过除尘系统和风机系统的烟气量增加不止一倍，由此带来了烟气量的骤增，为了达到环保排放要求，设备尺寸就需要更大，而尺寸过大的设备又难于满足移动医疗垃圾处理系统的布置要求，就需要再增加一台车体用来布置发电和空气压缩设备，导致设备投资增加。同时现有的移动医疗垃圾处理系统中，因为采用直接急冷，没有办法将能量回收利用，系统油耗和电耗相对较高，整个系统的经济性较差。

此外，目前在大型火电厂锅炉或热水锅炉空气预热器通常烟气侧为单回程布置，空气侧为多回程布置，且烟气温度不超过400℃，此种形式的预热器不能应用于烟气量小、温度高达1000℃的医疗垃圾焚烧系统中。

发明内容：

本发明为克服上述缺陷，提供了一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，该烟气冷却器结构简单、紧凑，高温烟气和冷却空气均为多回程布置，换热效率高，换热后的部分热量还可实现回收利用。

本发明采用的技术方案在于：一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，包括：烟道和换热管箱，所述换热管箱安装在烟道内，所述换热管箱内设有烟气通道和空气换热腔，在换热管箱内设有至少两条串联的烟气通道，且烟气通道并列设置，烟气从烟道的烟道进口进入烟气通道内，烟气降温后从烟道出口回流到烟道内，且烟道进口和烟道出口同侧或异侧设置；所述换热管箱内被隔板划分成不少于两个的多个单空气换热腔，且多个单空气换热腔呈蛇形状串联构成空气换热腔，冷空气从换热管箱的空气进口进入空气换热腔内，在流动过程中与烟气实现换热，换热后的热空气从换热管箱的空气出口排出，且换热管箱的空气进口和空气出口同侧或异侧设置。

优选地，所述换热管箱将烟道分隔成上下两个腔室，所述下部腔室为烟道连通腔，用来将相邻的两个烟气通道实现转向连通；所述上部腔室被烟道墙分隔成烟道进口和烟道出口，所述烟道进口和烟道出口分别位于串联后烟气通道的两端。

优选地，在换热管箱的两端分别设有与其内部连通的空气转向箱，所述换热管箱包括管箱上管板、烟管、空气横隔板、空气竖隔板和管箱下管板，所述空气横隔板和空气竖隔板均为至少一个，其相互垂直且呈十字交叉状设置在管箱上管板和管箱下管板之间，空气横隔板和空气竖隔板将换热管箱内划分成多单空气换热腔，每两个单空气换热腔均通过一个对应的空气转向箱实现连通，所述烟管设置在每个单空气换热腔内，且烟管的两端分别固定在管箱上管板和管箱下管板上，且烟管将烟道进口或烟道出口与烟道连通腔实现连通。

优选地，所述烟管为光管或鳍片管。

优选地，所述烟管的布设方式为顺序排列或交错排列。

优选地，所述烟道为复合结构，其由烟道外至内依次设为硅酸铝保温层、耐火保温浇注层和耐磨耐火浇注层。

优选地，所述烟道墙与耐磨耐火浇注层材料相同。

本发明的有益效果是：

1、本发明设计的烟气冷却器体积小，结构紧凑，将高温烟气和冷却空气均设计成多回程，换热效率高，可将医疗垃圾焚烧室出口约1000℃的高温烟气降温至600℃左右，降低了急冷设备的运转负担，减小了急冷设备的尺寸，同时避免喷入大量冷却水或冷却空气导致烟气量的骤增，减少对除尘系统和风机尺寸选型的影响，此外烟气冷却器排出的热空气可以送回焚烧室内参与燃烧，也可以用来对医疗垃圾处理系统内需要伴热的设备进行伴热，进而可取消电伴热，有效降低了系统油耗和电耗，使整个移动医疗垃圾处理系统经济性得到大幅度提升。

2、本发明设计的烟气冷却器结构简单，换热管箱与烟道采用螺栓连接，易于更换。

附图说明：

图1为本发明的主视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为图1的俯视图；

图5为烟道的结构示意图；

其中：1烟道、11烟道进口、12烟道出口、13隔断墙、14烟道连通腔、15硅酸铝保温层、16耐火保温浇注层、17耐磨耐火浇注层、2换热管箱、21管箱上管板、22烟管、23空气横隔板、24空气竖隔板、25管箱下管板、3空气转向箱、31空气转向箱一、32空气转向箱二、33空气转向箱三。

具体实施方式：

实施例1

如图1和图4所示，本发明为一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，包括：烟道1和换热管箱2，所述换热管箱2安装在烟道1内，为了方便后期维修更换，换热管箱2与烟道1采用螺栓连接。

为了提升烟气冷却器的换热效率，提高烟气冷却器的结构紧凑性，所述换热管箱2内设有至少两条烟气通道和不少于两个的个单空气换气腔，本实施例以两烟气回程、四空气回程、烟道进口和烟道出口同侧设置、换热管箱的空气进口和空气出口同侧设置为例进行介绍，具体回程数量可以根据需要进行增设，烟道进口和烟道出口、换热管箱的空气进口和空气出口的布置形式可根据需要选择同侧或异侧。

所述换热管箱2将烟道1分隔成上下两个腔室，所述下部腔室为烟道连通腔14，所述上部腔室被隔断墙13分隔成左右两部分，根据烟气走向将其分为烟道进口11和烟道出口12。

在换热管箱2内并列设有两条烟气通道，两条烟气通道通过烟道连通腔14实现转向连通，实现了烟气的两回程设置。烟气从烟道1的烟道进口11进入烟气通道内进行换热降温，烟气降温后从烟道出口12回流到烟道1内。

如图2和图3所示，所述换热管箱2包括管箱上管板21、烟管22、空气横隔板23、空气竖隔板24和管箱下管板25，所述管箱上管板23和管箱下管板24分别通过螺栓和螺母固定在烟道1壁上，所述空气横隔板23和空气竖隔板24相互垂直且呈十字交叉状固定在管箱上管板21和管箱下管板25之间，空气横隔板23和空气竖隔板24将换热管箱2内划分成四个单空气换热腔，在换热管箱2的两端分别设有空气转向箱3，每两个单空气换热腔均通过对应的一个空气转向箱3实现连通，使四个单空气换热腔呈蛇形状串联构成一个空气换热腔，实现了空气的四回程设置。在每个单空气换热腔内设置有多根烟管22，且每根烟管22的一端固定在管箱上管板23，另一端固定在管箱下管板24上，烟管22外壁与管箱上管板23或管箱下管板24上的板孔内侧焊接密封，使烟管22内部气体不会与烟管22外部空气掺混，烟管22将与其对应的烟道进口11或烟道出口12与烟道连通腔14实现连通。冷空气从换热管箱2的空气进口进入空气换热腔内，在流动过程中与烟管22实现换热，换热后的热空气从换热管箱2的空气出口排出，换热管箱2的空气进口和空气出口同侧设置。

进一步地，所述烟管22可以选用光管或鳍片管。

进一步地，所述烟管22的布设方式可以按顺序进行排列，也可以交错式排列。

如图5所示，由于烟气冷却器内流动的高温烟气温度约1000℃，而能够承受该高温的高温钢板价格昂贵，且保温也难于实现，因此本实例中烟道1采用复合式浇铸结构，其由烟道1外侧至内侧依次设为硅酸铝保温层15、耐火保温浇注层16和耐磨耐火浇注层17，最内层的耐磨耐火浇注层17可以承受1000℃以上高温，同时可以承受烟气冲刷带来的磨损，中间层的耐火保温浇注层16具有承受高温和保温的功能，最外层的硅酸铝保温层15主要是保温功能，采用此种组合保温形式，可以确保烟道1外侧壁面温度不高于50℃。

进一步地，所述隔断墙13与耐磨耐火浇注层17材料相同。

进一步地，本实施例中所述烟气冷却器不仅可应用于移动垃圾处理系统，也可应用于固定式的垃圾处理系统，同理其可应用医疗垃圾处理，也可用于其他垃圾处理货废物处理系统，可应用小型垃圾处理系统，也可用于大规模垃圾处理系统。

实施例2

实施例2与实施例1的区别仅在于，将实施例1中的烟气改在烟管22外侧流动，而空气改在烟管22内流动。

工作过程：

烟气流程

高温焚烧产生约1000℃高温烟气沿烟道1流动，从烟道进口11经烟管22进入换热管箱2内，高温烟气在烟管22内流动时依次经过烟气第一回程、烟气连通腔14、烟气第二回程，烟气经过两个回程换热后，高温烟气的温度降至600℃左右，最后经烟道出口12进入下游设备。

空气流程

冷空气由鼓风机经进入换热管箱2的空气进口进入，冷空气依次经过空气第一回程、空气转向箱一31、空气第二回程、空气转向箱二32、空气第三回程、空气转向箱三33、空气第四回程，被烟气加热的空气由换热管箱2的空气出口排出进入下游设备进行余热再利用或是排入大气中。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，包括：烟道(1)和换热管箱(2)，所述换热管箱(2)安装在烟道(1)内，所述换热管箱(2)内设有烟气通道和空气换热腔，其特征在于，在换热管箱(2)内设有至少两条串联的烟气通道，且烟气通道并列设置，烟气从烟道(1)的烟道进口(11)进入烟气通道内，烟气降温后从烟道出口(12)回流到烟道(1)内，且烟道进口(11)和烟道出口(12)同侧或异侧设置；所述换热管箱(2)内被隔板划分成不少于两个的多个单空气换热腔，且多个单空气换热腔呈蛇形状串联构成空气换热腔，冷空气从换热管箱(2)的空气进口进入空气换热腔内，在流动过程中与烟气实现换热，换热后的热空气从换热管箱(2)的空气出口排出，且换热管箱(2)的空气进口和空气出口同侧或异侧设置。

2.如权利要求1所述的一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，其特征在于：所述换热管箱(2)将烟道(1)分隔成上下两个腔室，所述下部腔室为烟道连通腔(14)，用来将相邻的两个烟气通道实现转向连通；所述上部腔室被隔断墙(13)分隔成烟道进口(11)和烟道出口(12)，所述烟道进口(11)和烟道出口(12)分别位于串联后烟气通道的两端。

3.如权利要求2所述的一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，其特征在于：在换热管箱(2)的两端分别设有与其内部连通的空气转向箱(3)，所述换热管箱(2)包括管箱上管板(21)、烟管(22)、空气横隔板(23)、空气竖隔板(24)和管箱下管板(25)，所述空气横隔板(23)和空气竖隔板(24)均为至少一个，其相互垂直且呈十字交叉状设置在管箱上管板(21)和管箱下管板(25)之间，空气横隔板(23)和空气竖隔板(24)将换热管箱(2)内划分成多单空气换热腔，每两个单空气换热腔均通过一个对应的空气转向箱(3)实现连通，所述烟管(22)设置在每个单空气换热腔内，且烟管(22)的两端分别固定在管箱上管板(23)和管箱下管板(24)上，且烟管(22)将烟道进口(11)或烟道出口(12)与烟道连通腔(14)实现连通。

4.如权利要求3所述的一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，其特征在于：所述烟管(22)为光管或鳍片管。

5.如权利要求3或4所述的一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，其特征在于：所述烟管(22)的布设方式为顺序排列或交错排列。

6.如权利要求1至4任一所述的一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，其特征在于：所述烟道(1)为复合结构，其由烟道(1)外至内依次设为硅酸铝保温层(15)、耐火保温浇注层(16)和耐磨耐火浇注层(17)。

7.如权利要求2至4任一所述的一种应用于移动医疗垃圾处理系统的烟气冷却器，其特征在于：所述隔断墙(13)与耐磨耐火浇注层(17)材料相同。

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