CN214701829U - 一种高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，包括纵向设置的冷却管道和高温烟气进气管，高温烟气进气管设置于冷却管道靠下的管壁上，冷却管道内在不同高度分别设置有雾化喷淋冷却器，雾化喷淋冷却器高于高温烟气进气管倾斜段，在雾化喷淋冷却器的上端设置有布水装置。本实用新型采取逆流雾化喷淋方式，降温速度快，换热均匀；高温烟气进口管为防止喷淋水返流的结构；布水装置能在壁面形成一层水薄膜，降低壁面温度，保护装置壁面不受高温烟气侵蚀；逆流雾化喷淋冷却器耗水量极小，而且喷淋水和烟气形成逆流布置；本实用新型的换热速度快，安全性高，对烟气起到一定的洗涤净化作用，能有效避免装置表面温度过高的问题。

Description

一种高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置

技术领域

本实用新型涉及燃烧器技术，特别是一种高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置。

背景技术

在能源、化工、动力、材料等不同领域，生产过程中通常都伴随着高温烟气的出现。在不需要利用高温烟气或生产的副产物是高温烟气的领域，高温烟气可能会对设备及后续生产造成不利影响。例如，在冶金钢厂中，烟气需要经过布袋除尘器后才可放空，烟气温度过高可能损坏布袋；在燃气发电过程中，燃气燃烧后形成的烟气温度过高时，会严重影响烟气管道结构的力学性能，同时设备管道壁面温度过高，可能带来很大的安全隐患，因此需要对高温烟气进行充分冷却。

烟气在冷却过程中，性质会发生很大的改变，主要表现在烟气的粘度、湿度、体积、密度、露点、比电阻、爆炸极限等发生改变。因此在选择具体冷却方式时，应当结合工艺、设备特点综合考虑。冷却方式的选择通常需要考虑下述因素：（1）各种因素制约最终烟气出口温度限值；（2）废热利用；（3）节水节能、投资少；（4）运行费用低；（5）维修方便。

冷却方式可分为直接冷却与间接冷却两种，二者的区别在于换热介质与烟气是否直接接触。间接冷却常用于由于条件限制，换热介质与烟气无法直接接触的场合，需要通过中间体实现能量的传递。直接冷却由于传热温差小、冷却速度快、工艺简单受到广泛应用。

直接冷却方式又可分为喷雾直接冷却和掺风直接冷却。喷雾直接冷却将水通过喷嘴形成细雾，喷到高温烟气中，水雾蒸发吸收大量的热，使烟气得以冷却。这种方法的优点是烟气冷却迅速，需要的设备及投资不多。其缺点是烟气含水量增加，可能造成烟气结露。掺风直接冷却通常在入口管道上装一个三通管，外界空气可以由此进入烟道并同烟气混合，从而降低烟气温度。这种方法的优点是降温速度快，只需要三通管和控制空气流量的阀门等一些简单的部件即可。其缺点是烟气量会增加，降温幅度越大，烟气体积增加越多。所以需相应增加除尘器等后端设备的过滤面积和设备体积，从而增加了设备、风管和风机等设施的投资，也增加了运行费用。

由于间接冷却效率较低、掺风直接冷却可能增加后端烟气处理设备的投资等缺点，同时最大限度提高降温速率、节省冷却水消耗、降低运行费用，方便维护，另外还可有效保护设备壁面免受高温烟气侵蚀，开发出一种高效冷却装置，实时监测出口烟气温度，对不要求烟气含水量的工业应用场合具有重要的实践意义。

实用新型内容

本发明的目的是为了发明一种结构合理的高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置。该装置采取逆流雾化喷淋方式，降温速度快，换热均匀；高温烟气进口部分设计为下弯结构，可防止水返流至进气管道；设置了布水装置，在壁面形成一层水薄膜，降低壁面温度，可保护装置壁面不受高温烟气侵蚀；设置了多组降温的逆流雾化喷淋装置，烟气与喷淋水为逆流布置方式，可加强换热；在装置下端设置集水装置，根据液位及工艺要求排出积水。通过上述结构设计，在耗水量极小的情况下，实现迅速换热，保护装置安全，有效避免装置表面温度过高的问题，同时对烟气起到一定的洗涤净化作用。

本实用新型的技术方案如下：

一种高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，其特征在于：包括纵向设置的冷却管道和高温烟气进气管，高温烟气进气管设置于冷却管道靠下的管壁上，冷却管道内在不同高度分别设置有雾化喷淋冷却装置，雾化喷淋冷却装置高于高温烟气进气管倾斜段，在雾化喷淋冷却装置的上端设置有布水装置。

所述雾化喷淋冷却装置的底部设置有若干雾化喷嘴，雾化喷淋冷却装置的上部或侧面设置有若干进水孔，若干雾化喷嘴和进水孔均可以根据实际需求设计为多种对称布置方式。

所述布水装置下端设置有若干布水孔，布水孔的数量根据实际需求设计。进一步的，所述布水装置也设置有多个进水口，进水口可以根据实际需求设计为多种对称布置方式。

所述高温烟气进气管包括水平段和倾斜段，倾斜段相对水平段向下倾斜，高温烟气沿水平段进入经倾斜段向下进入冷却管道内。

所述冷却管道顶部的烟气出口处还可设置测温装置，用于检测出口烟气温度是否达到要求。

所述冷却管道的底部设置有集水装置，集水装置底部为排水口，排水口安装有排水阀门。进一步，所述集水装置上可以安装液位计，通过液位计控制集水装置内的水量。

所述冷却管道可以由多段管道拼接形成，拼接处通过法兰连接。

本实用新型的工作实施过程为：

高温烟气通过高温烟气进气管水平段，然后向下沿倾斜段进入冷却管道，进入冷却管道的高温烟气逆流向上运动，然后最下层的雾化喷淋冷却装置通过雾化喷嘴向下喷淋冷却水，喷淋的冷却水与高温烟气直接接触，利用水的汽化潜热大的特点，通过蒸发冷却将高温烟气迅速冷却；如果出口烟气温度较高，则再开启上层的雾化喷淋冷却装置，进行多层喷淋，对高温烟气进行多次喷淋，达到及时冷却。

本实用新型的有益效果如下：

（1）本实用新型在烟气行进方向设置多组雾化喷淋冷却装置，可根据出口温度情况依次打开雾化喷淋冷却装置，不仅可以节省冷却水，还是随时满足出口烟温；

（2）本实用新型设置的雾化喷淋冷却装置，设置有对称布置的进水孔，配以出水均匀，能对高温烟气均匀冷却；

（3）本实用新型设置了布水装置，通过布水孔在设备管道壁面形成一层很薄的水膜，有效降低设备管道壁面温度，大大避免了对设备管道壁面形成的高温安全隐患；同时，通过对称布置的进水口，可以均匀布水，在壁面上形成的水薄膜均匀一致；

（4）高温烟气进气管设计为将高温烟气的行进方向设计为向下斜向进入冷却管道的方式，可有效避免冷却水逆流；

（5）本实用新型设计有带液位计的集水装置，可以有效及时排除多余集水；

（6）本实用新型在烟气出口处设置测温装置，及时检测出口烟气温度，调整开启的雾化喷淋冷却装置的组数，不仅可以节省冷却水，还能满足烟气冷却达要求。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1的A-A示意图。

其中：1为高温烟气进气管，2为雾化喷淋冷却器，3为雾化喷嘴，4为布水孔，5为布水装置，6为法兰，7为排水口，8为测温装置，9为液位计，10为进水口。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，包括纵向设置的冷却管道和高温烟气进气管1，高温烟气进气管1设置于冷却管道靠下的管壁上，冷却管道内在不同高度分别设置有雾化喷淋冷却器2，雾化喷淋冷却器2高于高温烟气进气管1倾斜段，在雾化喷淋冷却器2的上端设置有布水装置5。

根据高温烟气的冷却需求，开启一组或者两组，或者更多组雾化喷淋冷却器2，对高温烟气进行有效的冷却。

进一步的，所述冷却管道可以由多段管道拼接形成，拼接处通过法兰6连接。

实施例2

基于实施例1的结构，所述雾化喷淋冷却器2的底部设置有若干雾化喷嘴3，雾化喷淋冷却器2的上部或侧面设置有若干进水孔，若干雾化喷嘴3和进水孔均可以根据实际需求设计为多种对称布置方式。

通过对称布置的进水孔和雾化喷嘴3，可以实现对高温烟气的均匀雾化喷淋，实现均匀冷却。

实施例3

基于实施例1或2的结构，所述布水装置5下端设置有若干布水孔4，布水孔4的数量根据实际需求设计。

进一步的，如图2所示，所述布水装置5也设置有多个进水口10，进水口10可以根据实际需求设计为多种对称布置方式。

通过对称布置的进水孔和布水孔4，可以在设备管道壁面形成一层很薄的水膜，有效降低设备管道壁面温度。

实施例4

基于实施例1-3的任意结构，所述高温烟气进气管1包括水平段和倾斜段，倾斜段相对水平段向下倾斜，高温烟气沿水平段进入经倾斜段向下进入冷却管道内，冷却水则不会逆流进入高温烟气进气管1。

实施例5

基于实施例1-4的任意结构，所述冷却管道顶部的烟气出口处还可设置测温装置8，用于检测出口烟气温度是否达到要求。

实施例6

基于实施例1-5的任意结构，所述冷却管道的底部设置有集水装置，集水装置底部为排水口7，排水口7安装有排水阀门。

进一步，所述集水装置上可以安装液位计9，通过液位计9控制集水装置内的水量。

基于上述实施例1-6，本实用新型的具体工作实现过程如下：

高温烟气通过高温烟气进气管1水平段，然后向下沿倾斜段进入冷却管道，进入冷却管道的高温烟气逆流向上运动，然后最下层的雾化喷淋冷却器2通过雾化喷嘴3向下喷淋冷却水，喷淋的冷却水与高温烟气直接接触，利用水的汽化潜热大的特点，通过蒸发冷却将高温烟气迅速冷却；如果出口烟气温度较高，则再开启上层的雾化喷淋冷却器2，进行多层喷淋，对高温烟气进行多次喷淋，达到及时冷却。

通过上述实施例，可以看出本实用新型结构简单合理，采取逆流雾化喷淋冷却高温烟气，降温速度快，传热温差小，设备简单效果好。通过调节雾化喷淋装置数量起到节水节能的作用；增加布水装置5保障设备管道安全；喷淋水还可起到一定的净化烟气的作用。集水装置收集的冷却水可以用于供热或经简单处理后循环利用，节约能源及水资源。该装置结构简单，适用性广，同时运行维护成本低，拆装方便，可应用于多个需要处理高温高压烟气的领域。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，其特征在于：包括纵向设置的冷却管道和高温烟气进气管（1），高温烟气进气管（1）设置于冷却管道靠下的管壁上，冷却管道内在不同高度分别设置有雾化喷淋冷却器（2），雾化喷淋冷却器（2）高于高温烟气进气管（1）倾斜段，在雾化喷淋冷却器（2）的上端设置有布水装置（5）。

2.如权利要求1所述的高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，其特征在于：所述雾化喷淋冷却器（2）的底部设置有若干雾化喷嘴（3），雾化喷淋冷却器（2）的上部或侧面设置有若干进水孔，若干雾化喷嘴（3）和进水孔均根据实际需求对称布置。

3.如权利要求1所述的高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，其特征在于：所述布水装置（5）下端设置有若干布水孔（4），布水孔（4）的数量根据实际需求设计。

4.如权利要求1或3所述的高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，其特征在于：所述布水装置（5）设置有多个进水口（10），进水口（10）根据实际需求对称布置。

5.如权利要求1所述的高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，其特征在于：所述高温烟气进气管（1）包括水平段和倾斜段，倾斜段相对水平段向下倾斜，高温烟气沿水平段进入经倾斜段向下进入冷却管道内。

6.如权利要求1所述的高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，其特征在于：所述冷却管道顶部的烟气出口处设置有测温装置（8）。

7.如权利要求1所述的高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，其特征在于：所述冷却管道的底部设置有集水装置，集水装置底部为排水口（7），排水口（7）安装有排水阀门。

8.如权利要求7所述的高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，其特征在于：所述集水装置上安装有液位计（9）。

9.如权利要求1所述的高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置，其特征在于：所述冷却管道由多段管道拼接形成，拼接处通过法兰（6）连接。

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