[发明专利]一种高温高腐蚀烟气激冷装置及包括该装置的熔融气化系统

说明书

本发明公开了一种高温高腐蚀烟气激冷装置及包括该装置的熔融气化系统。本装置采用纯石墨化材料和不透性石墨材料两种材料做内筒，通入雾化冷却水快速冷却高温烟气最大程度减少二噁英的生成，抵抗高温高腐蚀烟气和激冷引起的热冲击。本发明结构简单，使用寿命长，成本低，激冷效率高。

技术领域

本发明属于化工及环保领域，特别涉及一种高温高腐蚀烟气激冷装置及包括该装置的熔融气化系统。

背景技术

在垃圾和危废焚烧、熔融及气化等过程中，焚烧炉或熔融气化炉等装置会产生高温且富含氯化物，氟化物，硫化物等高腐蚀的烟气。在对高温高腐蚀烟气进行净化处理之前，需要对高温高腐蚀的烟气进行冷却。为避免二噁英的生成，需对高温高腐蚀烟气进行激冷处理。

常见的高温高腐蚀烟气激冷装置采用的是碳钢堆焊镍基合金，对于高温高腐蚀烟气，烟气的急速冷却，碳钢与镍基合金的热膨胀不一致，在长期热冲击下会出现堆焊层剥离的现象，且镍基合金的材料成本高，制造复杂，不适用于大规模的应用。

高温烟气激冷还存在一个问题，激冷水与烟气发生反应，生成大量水蒸气，水蒸气与上部的高温烟气结合的地方，往往是温度急剧变化的位置，这个位置若位于耐火材料上，则耐火材料容易开裂损坏。

目前采用石墨作为激冷塔一般是在塔顶布置一台雾化装置，这种结构下喷枪形成的喷射的冷却水容易喷射到耐火材料上面，导致耐火材料损坏，且该结构设计复杂，有多根进出冷却水管道，管道布置复杂。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种高温高腐蚀烟气激冷装置及包括该装置的熔融气化系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高温高腐蚀烟气激冷装置，包括：

水冷夹套、激冷喷淋装置和冷却水总管；

其中所述水冷夹套包括外部钢壳、内筒和连接管，所述外部钢壳和内筒之间形成夹层；

所述激冷喷淋装置包括激冷喷头和冷水管，所述激冷喷头从外部伸入内筒中，所述冷却水总管分别通过连接管和冷水管连接密封夹层和激冷喷头，为两者提供冷却水。

进一步的，水冷夹套还包括上部法兰和下部法兰，所述上部法兰设置在内筒顶部外侧用于固定外部钢壳的上端，下部法兰设置在外部钢壳与内筒的底部，使夹层在顶部和底部密封。

进一步的，激冷喷头向下倾斜插入水冷夹套，激冷喷头与水冷夹套外壁的夹角α为45°～60°；所述内筒在内壁呈发散锥形槽，锥形槽的锥角β为60°或90°，锥形槽下方侧边与内筒内壁夹角λ＝β/2-α。

进一步的，激冷喷淋装置的数量为4～8个，均匀分布在水冷夹套的横截面上。

进一步的，激冷喷头顶端为60°或90°实锥形喷头，采用镍基合金制成。喷头根据锥形槽的锥角β角度选择，两者角度一致。

进一步的，内筒采用纯石墨化材料制成。

进一步的，内筒采用浸渍法生产的不透性石墨材料制成，可承受最高温度为400℃，可承受最高压力为2.4MPa。

进一步的，内筒顶部设置有一圈凹槽，并设置有数条连通凹槽与夹层的连接孔，所述水冷夹套内筒的顶部还设置有垫环，所述垫环和内筒的顶部形成夹缝，冷却水从夹层通过连接孔进入凹槽，并溢入内筒内侧表面。

进一步的，内筒顶部内壁呈向内的倾角。

一种高温熔融气化系统，用于对生物质、垃圾、污泥、危废进行高温熔融处理，包括上述一所述的高温高腐蚀烟气激冷装置。

本申请的高温高腐蚀烟气激冷装置，用于高温熔融气化系统的高温烟气激冷，高温熔融气化系统对生物质、垃圾、污泥、危废等进行高温熔融处理，产生的高温腐蚀烟气从水冷夹套上方进入，在夹层的冷却和激冷喷头的喷淋作用下得到冷却。