[發明專利]一種高溫煙氣快速冷卻器

有效

• 申請號: 201410020444.1
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103697730A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 姚群;許漢渝;曹志強;余小華;倪守強;孫軍軍;董依然
• 申請（專利權）人: 中鋼集團天澄環保科技股份有限公司
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28D5/02
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明涉及一種高溫煙氣快速冷卻器，特別是涉及到環保領域高溫爐窯煙氣降溫的一種高溫煙氣快速冷卻器。

背景技術

工業爐窯產生的煙氣、爐氣和煤氣等溫度一般較高，常處在150℃-600℃不等范圍，這些氣體中多含有粉塵、SO₂、NOx等污染物，需要凈化處理，但由于凈化設備的工作溫度有限，因此，高溫煙氣應進行降溫處理。

環保工程中高溫煙氣的降溫方式和設備有多種形式，常見的有余熱鍋爐、水冷卻器、空氣冷卻器三種方式。余熱鍋爐主要用于煙氣量大、煙溫高的場合，當煙氣量太小時則不經濟。水冷卻器是最傳統的降溫設備，煙氣量大或小均可使用，低溫水進，高溫水出，通過間接換熱降低煙氣溫度，冷卻水通過循環泵打入冷卻塔，降溫后循環使用，由于需要配置冷卻水制備系統和循環系統，投資較大，水泵運行能耗大，對缺水地區和嚴寒地區不宜使用。空氣是最廉價的冷源，工程中經常使用空氣作冷卻介質，空氣冷卻器是常見的降溫設備，最傳統的是自然風冷器，它是將管道在空氣中不斷上下彎曲，形成較大換熱面積，煙氣流動的同時利用空氣自然散熱從而降溫。自然風冷器屬間接冷卻，降溫效果受氣象條件影響，由于大氣中空氣流速小且時常變化，傳熱系數低，降溫效果有限，此外該設備體積較大，鋼耗量多，特別是占地大，這是傳統自然風冷器的缺點。

發明內容

本發明目的是針對上述高溫煙氣降溫設備存在的局限性和缺點，特別是克服傳統自然風冷器存在的換熱效果差、傳熱面積大、鋼耗量多、占地大等不足，提供一種高溫煙氣快速冷卻器，可有效解決傳統水冷卻器和自然風冷器所存在的問題。

?本發明的技術解決方案是：提供一種高溫煙氣快速冷卻器，包括殼體、空冷管，空冷管安裝在殼體內，在殼體正視方向的兩側側板上垂直焊接隔板，在殼體內形成S形通道；隔板是多孔板，孔數與空冷管的數量相同，空冷管通過隔板上的孔穿過隔板，焊接在隔板上。

本發明所述的隔板根據煙氣量和煙氣溫降要求，隔板的數量是可以調整的，形成的S形通道數量也相應調整。

本發明所述的空冷管是兩端不封閉的空心鋼管，根據煙氣量和煙氣溫降要求，其使用數量是可以調整的，其平面布置可以是行列式、梅花式、菱形式。

本發明根據空氣溫度或煙氣溫度的變化，設置了噴淋水循環冷卻部分，包括集水箱、循環水泵、供水管、噴頭，集水槽焊接在殼體的頂板上部；集水箱安裝在殼體下部，噴頭安裝在殼體上部；集水箱通過循環水泵和供水管與噴頭連接。

本發明提供的高溫煙氣快速冷卻器的工作過程是：高溫煙氣從冷卻器頂部進入，在做S形流動的同時與空冷管繞流，在煙氣側形成強烈對流換熱，使煙氣溫度快速降低，比自然風冷器換熱效果明顯提高，冷卻后的煙氣從底部排出；當空氣溫度較低時（如冬天），空氣從空冷管底部進入，在空冷管內加熱上升，由于煙囪效應，空氣溫度越來越高，速度越發加快，在空氣側也形成了強烈對流換熱，空氣加熱后帶走熱量，從空冷管頂部排出，比自然風冷器冷卻效果更為顯著。當煙氣溫度或空氣溫度較高時（如夏天），可開啟循環水泵，冷卻水從頂部噴淋，匯集在集水槽中，水在空冷管內自上而下流動，形成蒸發換熱，強化降溫效果，促使煙氣快速冷卻。在高溫煙氣快速冷卻器底部設置集水箱，用于收集循環冷卻水。高溫煙氣快速冷卻器設計時可根據煙氣量確定煙氣流速，防止積灰和管道沖刷。

本發明的有益效果是：克服了傳統自然風冷器存在的降溫效果差、鋼耗量多、占地大等缺點，是一種經濟、高效、可靠的高溫煙氣快速冷卻器。

附圖說明

?圖1是一種高溫煙氣快速冷卻器正視圖。

圖2是一種高溫煙氣快速冷卻器俯視圖。

圖中：1.殼體；2.空冷管；3.隔板；4.集水槽；5.集水箱；6.循環泵；7.供水管；8.噴頭。

具體實施方式

本發明提出的一種高溫煙氣快速冷卻器可以通過以下方式實施。

1.?根據煙氣量和降溫要求，選擇空冷管2的直徑、數量和布置方式，并制作。

2.?根據煙氣量和降溫要求，選擇隔板3的數量，即煙氣S形通道數量，并制作隔板3。

3.?根據所選定的煙氣流速，以及空冷管2和隔板3的數量，確定殼體1的長、寬、高。

4.?將殼體1分解成若干片制作，先做正視方向的二片，將隔板3按一定間距焊于二片之間。

5.?將空冷管2穿過各隔板3，并與其焊接，然后分別焊上殼體1的頂板、側板和底板。

6.?在殼體1的頂板上焊上集水槽4。

7.?安裝集水箱5、循環水泵6、供水管7和噴頭8，最后在集水箱5中注水，形成冷卻水循環部分。

工作時，高溫煙氣從快速冷卻器頂部進入，在用隔板3形成的S形通道內流動，同時與空冷管2繞流進行強烈對流換熱，使煙氣溫度快速降低，冷卻后的煙氣從殼體1的下部排出；空氣從冷卻管2底部進入，在管內加熱后上升，由于煙囪效應，空氣流速加快，形成強烈對流換熱，空氣加熱后帶走熱量，從空冷管2頂部排出；當煙氣溫度過高或空氣溫度較高時，可開啟循環水泵6，冷卻水從頂部噴頭8噴淋，匯集在集水槽4中，冷卻水在空冷管2內自上而下流動，形成蒸發換熱，強化降溫效果，促使煙氣快速冷卻，冷卻水收集在集水箱5中，供循環使用。