[發明專利]一種高溫氣體霧化急速冷卻系統及方法

有效

• 申請號: 201310491602.7
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103557719A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 尹家軍
• 申請（專利權）人: 江西稀有稀土金屬鎢業集團有限公司
• 主分類號: F28C1/02
• 分類號: F28C1/02;F28F27/00;F27D17/00;F23J15/06
• 代理公司: 北京王景林知識產權代理事務所 11320
• 代理人: 王景林;梁波

1.一種使高溫氣體急速冷卻至低溫的方法，以快速跳過高溫與低溫之間的預設中間溫度區域，其特征在于，根據預設降溫幅度(流量和溫度)和預設降溫時間計算出冷卻水霧化用量，配置一定動力條件(如壓縮空氣壓力)，以此通過霧化裝置在冷卻塔中形成霧化，使高溫氣體在冷卻塔處從高溫在預定的短時間(即預設降溫時間)內急速冷卻至預定的低溫(高溫-預設降溫幅度)，快速跳過預設中間溫度區域(如產生污染物的溫度區域)，冷卻后的低溫氣體被風機抽走。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高溫煙氣可以是有色金屬冶煉過程中爐窯煙氣；或塑料物料(如醫療垃圾、帶有塑料的金屬制品)高溫焚燒后的煙氣、鋼鐵、化工等不與水反應的高溫氣體。

3.一種在塑料制品焚燒工藝中防治二噁英污染的煙氣冷卻方法，其特征在于，使預定量的冷卻水和預定壓力的壓縮空氣通過霧化裝置在冷卻塔中形成霧化，使高溫氣體在冷卻塔處在預定的短時間內急速冷卻至預定的低溫，快速跳過產生二噁英的溫度區域，冷卻后的氣體由低溫氣體出口被風機抽走。

4.如權利要求1所述的煙氣冷卻方法，其特征在于，所述預定的短時間為1-10秒(優選2-5秒左右，更優選2秒)，所述高溫氣體在600℃或更高(優選800℃或更高)，所述預定的低溫大于100℃(優選110-190℃，更優選180℃)，快速跳過的溫度區域為180-500℃(優選300-450℃)。

5.一種高溫氣體霧化急速冷卻系統，其特征在于，包括：

冷卻前的高溫氣體溫度探測裝置和流量探測裝置，分別用于測量冷卻前的高溫氣體的溫度和流量；

冷卻塔，高溫氣體從冷卻塔的底部向頂部流動，在冷卻塔底部安裝有溫度和流量探測裝置，冷卻塔的上部分從四周噴冷卻水，對高溫氣體進行冷卻，冷卻后的氣體從頂端被抽出；

冷卻后的氣體溫度探測裝置和流量探測裝置，分別用于測量冷卻后的氣體的溫度和流量，并反饋給控制系統；

控制系統，其設有預設冷卻溫度控制器和冷卻水供應時間控制器，根據高溫氣體溫度和預設冷卻溫度(大于100℃，優選110-190℃，更優選180℃)計算霧化冷卻需要的冷卻水量，控制冷卻水的噴射量和噴射時間，接收冷卻后的氣體溫度探測裝置和流量探測裝置的數據反饋，并結合預設冷卻溫度對冷卻水的噴射量和噴射時間進行自動微調；以及

霧化動力裝置，其在設定的時間內(例如2秒)從冷卻塔的上部分的四周向冷卻塔內噴射預定量的冷卻水(通過水分直接霧化成氣體以吸收高溫氣體的熱量進行冷卻，冷卻塔底部不產生多余液體水分，水量控制恰到好處)。

6.如權利要求5所述冷卻系統，其特征在于，具有至少其中之一以下特征：所述控制系統是PLC控制系統；高溫氣體通過氣體導向裝置從冷卻塔底部向頂部流動；所述冷卻塔結構為下端尺寸小，上端尺寸大，以給予水霧化急速膨脹為氣體的空間；所述氣體導向裝置為管道；所述高溫氣體進行預先處理(危險氣體充分燃燒完畢、和/或過濾，再進入冷卻塔系統)；所述霧化動力裝置采用壓縮空氣；所述PLC控制系統控制噴水量和壓縮空氣量，具有自動計算功能、精確控制水量功能、和/或反饋微調功能的模塊；所述冷卻水的噴射被如此控制，以不與高溫氣體發生激烈的化學反應，從而防止產生有毒有害氣體；所述氣體溫度測量裝置為熱電偶，流量探測裝置為流量傳感器；所述冷卻塔帶有水霧化噴嘴，噴出的霧化水均勻分布在冷卻塔的斷面；所述水霧化噴嘴具有自清潔功能(如一定壓力的壓縮空氣自清潔功能)，防止結垢堵塞；所述霧化噴嘴是環狀或者多個均布的，以確保霧化水均勻分布在冷卻塔的端面；和還包括風機(例如，其可設置于冷卻塔的頂部)，用于抽走冷卻后氣體。

7.一種高溫氣體霧化急速冷卻的方法，其特征在于，包括：測量冷卻前的高溫氣體的溫度和流量；高溫氣體通過氣體導向裝置從冷卻塔底部流向頂部，在冷卻塔的上部分從四周噴冷卻水，使預定量的冷卻水和預定壓力的壓縮空氣通過霧化裝置在冷卻塔中形成霧化，使高溫氣體在冷卻塔處在預定的短時間內急速冷卻至預定的低溫，快速跳過產生污染物的溫度區域；測量冷卻后的氣體溫度和流量，反饋給PLC控制系統，結合預設冷卻溫度對冷卻水量和/或冷卻時間進行自動調節，冷卻后的氣體由低溫氣體出口被風機抽走。

8.如權利要求7所述的冷卻方法，其特征在于：通過水分直接霧化成氣體吸收高溫氣體的熱量進行冷卻，冷卻塔底部不產生多余液體水分，水量控制恰到好處。