[实用新型]一种紧凑型急冷塔

说明书

本实用新型公开一种紧凑型急冷塔，它包括塔体，该塔体自上而下依次包括入口段、主蒸发段、拦截段和出口段，入口段的上部设有烟气入口，主蒸发段设有喷雾装置和护板，喷雾装置包括喷嘴，喷嘴设于主蒸发段的内部，护板设于喷雾装置下方的主蒸发段的内壁上，拦截段设有多个拦截构件，拦截构件在拦截段的内部交叉分布，拦截构件通流最小截面处的截面开通比为0.38‑0.48；出口段设有烟气出口和排灰口，烟气出口设于出口段的内壁上，排灰口设于出口段的底部，出口段的内部设有用于分离烟气中的固体颗粒的挡板。通过设置拦截构件和护板，避免烟气、冷却介质与急冷塔壳体的内壁接触，在1秒内将烟气温度从600℃左右迅速冷却至200℃以下。

技术领域

本实用新型属于环保设备领域，具体涉及一种紧凑型急冷塔，可用于烟气净化系统。

背景技术

在众多燃烧和焚烧设备中，燃料中所含的氯，尤其是有机氯，会部分转化为二噁英和呋喃前体。在烟道中存在富余氧气、未燃尽碳和过渡金属催化剂的条件下，部分含氯前体会生成二噁英和呋喃，造成严重的健康和环境危害。这一转化过程是反应动力学控制的，在200-600℃温度区间内最为显著。

鉴于烟道中温度场的连续性，为有效抑制二噁英和呋喃类物质的生成，必须在尽可能短的停留时间内（通常的工程上限是1秒），将烟气温度从600℃迅速冷却至200℃左右。鉴于间壁式对流换热难以达到这一要求，因此，需要一种使烟气快速降温的急冷塔设备，一般使用液体作为急冷介质直接雾化喷入气流完成蒸发和混合的方式来达成这一目标。

急冷塔的工作原理如下：在气流停留时间小于1秒的条件下，保证液滴完全蒸发，最大程度地吸收蒸发热并减少液滴被夹带出急冷塔。为确保液滴充分蒸发，可以采用三个机理：

（1） 机理I：对液滴进行雾化，增加单位质量冷却液的表面积；

（2） 机理II：强化气流与液滴之间的传热传质；

（3） 机理III：在不增加气流在急冷塔内停留时间的前提下，延长液滴在急冷塔内的停留时间。

在现有技术中，急冷塔的设计仅仅采用其中一种机理，例如：以加长急冷塔本体长度来提供额外的液滴蒸发时间，防止未完全蒸发的液滴被夹带进入下游的设备，如除尘设备，导致设备堵塞和腐蚀；对液滴进行雾化，增加液滴的表面积；进一步地，设计雾化射流与气流以接近正交的流体动力构型进行接触，使雾化射流与烟气之间能在较长的液滴飞行时间内保持较大的相对速度，从而强化传热传质。

目前，中国专利公开号CN109340804A中公开了一种双流体喷雾系统的急冷塔，由进气组件、冷却塔组件、喷雾组件和回路控制组件构成，烟气通过所述进气组件进入所述冷却塔组件，所述回路控制组件与所述冷却塔组件固定连接，并位于所述冷却塔组件的右侧，所述喷雾组件从所述冷却塔组件的左侧外壁贯穿至所述冷却塔组件的内壁，所述喷雾组件是由冷水罐、喷淋泵、冷水管、压缩空气喷管和喷头构成，所述冷水罐内灌装有冷水，并与所述冷却塔组件的侧壁固定连接，所述冷水罐经喷淋泵做功，将冷水通过所述冷水管喷至喷头内，同时，压缩空气喷管里的空气也喷入所述喷头内，压缩空气与冷水经过相互多次冲击雾化，被雾化的液滴与进气组件喷入的高温烟气充分换热，在短时间内迅速蒸发，带走热量，使得烟气温度在0.9s被降至200摄氏度以下。但是，上述专利公开的急冷塔，由于雾化喷头喷出的水雾延伸扩张，喷出的水雾在接触到塔体的内壁后，会导致内壁腐蚀或耐火材料脱落，严重损耗急冷塔的寿命，同时，喷雾组件仅仅设于塔体的单侧外壁，因雾化射流不对称且不能有效覆盖整个流通截面，部分高温烟气未能得到有效冷却，不利于高温烟气的急速冷却，且会导致温度场不均。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种紧凑型急冷塔，通过设置拦截构件，使雾化的液滴与高温烟气进行更充分的接触，可以将烟气温度从600℃左右迅速冷却至200℃以下，有效防止二噁英合成、提高降温效率，同时，显著缩小急冷设备的体积和设备投资。

本实用新型采用的技术方案如下：