[实用新型]一种高温烟气逆流雾化喷淋冷却装置

说明书

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。

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。