一种折流非接触式急速冷却塔的制作方法

1.本发明涉及生活垃圾厂烟气急速冷却处理技术领域，尤其涉及一种生活垃圾焚烧后烟气处理的一种折流非接触式急速冷塔。


背景技术：

2.现有随着我国国民经济的不断发展，人民物质生活水平的逐步提升，产生的垃圾也与日俱增。垃圾无害化处理厂也随之增多，目前，生活垃圾焚烧技术因其减量化、资源化、无害化程度高已成为处理生活垃圾的主要技术。生活垃圾在焚烧炉中焚烧处理时将无可避免的产生二噁英，二噁英的污染具有持久性、脂溶性和蓄积性的特点，被认为是最具毒性的一类化合物。
3.20多年来各国研究者对二噁英在垃圾焚烧中的机理进行了深入而广泛的研究，目前被公认的垃圾焚烧产生二噁英的主要原因有三种：(1)作为燃料的原生垃圾中含有的痕量二噁英，在焚烧中未能被完全破坏；(2)在焚烧炉中经过高温(500～800℃)气相反应生成二噁英；(3)燃烧后温度在250～650℃的区域内由含氯前体物再次合成二噁英。针对与此，目前主要采取的措施：其中原因(1)被证实采用
″
3t
″
控制技术可消除。原因(2)和(3)主要通过抑制燃烧过程及烟气中的二噁英排放。
4.因此，针对这种现状，有必要研究一种用于烟气急速冷却降温装置，使烟气由1100℃急速冷却至250℃以下，越过二噁英重新生成的温度段，确保烟气达标排放。而目前垃圾焚烧烟气的冷却方式主要有接触式与非接触式两种，接触式冷却即采用水沐降温，该法因烟气中含有大量颗粒物和飞灰会产生大量难处理废水，已较少使用；非接触式冷却装置较多采用列管式换热器，该法降温效果明显且冷却介质可重复使用，设备本身选材广、易于制造及成本低等优点，故而应用较广。
5.但是传统非接触式冷却装置壳程流体为烟气，管程流体为冷却介质，换热速率远低于500℃～1000℃/s；常规非折流式冷却塔需卧式设置，占地面积较大；壳程为烟气的布置积灰结垢清理难度高，往往采用多种清灰方式联合清灰，同时由于金属腐蚀导致的单管破损，使得运行线被迫停车也时有发生且检修时间长，工艺复杂、运营维护费用高。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种设计合理的折流非接触急速冷却塔结构用于急速冷却生活垃圾焚烧的产生烟气，该装置能够急速降低烟气温度(出口烟气温度在250℃以下)，从而极大压缩烟气在二噁英重新生成温度反应段的停留时间，避免二噁英的再生成，该装置具有占地面积小、运维操作简单、运行成本低等特点。。
7.本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
8.一种折流非接触式急速冷塔，包括：外壳1、顶部检修门2、烟气进口3、烟气出口4、冷却介质出口5、急速冷却仓6、冷却介质进口7、灰仓8、冷凝排水口9、检修/清灰口10、蒸汽防爆系统11及随机的温度显示传感系统12；
9.所述顶部检修门2设置在塔体顶部，用于检修时清除冷却换热管内颗粒物、焦油物；
10.所述烟气进口3、烟气出口4均设置于塔体上部，通过烟气挡板使烟气沿折程流动；
11.所述急速冷却仓6内设置有急速冷却换热管6
‑
1，并在急速冷却换热管6
‑
1间设置导流板6
‑
2，用于增加冷却介质紊流程度，提高传热效果、均匀传热；
12.所述灰仓8设置于冷却塔下部，并且在灰仓8的侧端底部设置有冷凝排水口9，用于排除积水；
13.所述检修/清灰口10设置于灰仓8前端，用于清除灰尘；
14.所述蒸汽防爆系统11设置在塔体急速冷却仓6顶部，并连接急速冷却仓，用于排出冷却介质受热产生的高压蒸汽；
15.所述随机的温度显示传感系统12设置于烟气进口3、烟气出口4、冷却介质进口7、冷却介质出口5处，用于将信号传递至自动控制系统，由自动控制系统调整运行工况。
16.与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
17.塔体外壳可为圆筒形也可调整为方形，按需适配不同直径、不同规格的热解气化炉，在保持急速冷却效率的同时实现场地内的灵活布置。
18.可在原基础上增加多个折程段，提高换热效率，立式设计可减小设备占地面积，急速冷却换热管间设置的导流板可在强对流传热的条件下减小热应力对设备腐蚀，设备使用寿命长。
19.顶部增加检修门方便日常巡检及停机时对管道机械清灰除垢，管道的附着物从顶部落到底部积灰仓，由底部清灰口清出，无需多种清灰工艺联合清灰，工艺简单对操作人员技术要求低，运行成本低。
20.急速冷却换热管内壁预留密封螺纹用于单管损耗导致泄露时，可在封火降温后迅速完成对泄露管道完成封堵，减小停机检修时间、降低检修技术门槛与检修费用。
21.顶部的蒸汽防爆系统可避免因操作失误造成蒸汽爆炸的危险，随机的温度显示传感装置，采集信号后由自动控制中心调整工况运行，自动化程度高、运行稳定可靠。
附图说明
22.图1和图2是折流非接触式急速冷却塔立体结构示意图；
23.图3是折流非接触式急速冷却塔平面结构示意图。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
25.如图1和图2所示，为折流非接触式急速冷却塔立体结构，包括外壳1、顶部检修门2、烟气进口3、烟气出口4、冷却介质出口5、急速冷却仓6、急速冷却换热管6
‑
1、导流板6
‑
2、冷却介质进口7、灰仓8、冷凝排水口9、检修/清灰口10、蒸汽防爆系统11及随机的温度显示传感系统12；所述顶部检修门2设置在塔体顶部，用于日常停机检修机械清除急速冷却换热管内颗粒物、焦油等附着物质，上部清灰及运行时下落的灰尘落入灰仓8中由底部检修/清灰口10清出；
26.所述烟气进口3、烟气出口4均设置于塔体上部，通过烟气挡板使烟气沿折程流动，急速冷却烟气(出口烟气温度在250℃以下)；
27.所述急速冷却仓6内设置急速冷却换热管6
‑
1，管间设置导流板6
‑
2用于增加冷却介质紊流程度使对流换热螺旋进行，提高传热效果、均匀传热，同时可对换热管进行固定，使得设备使用寿命延长；
28.所述急速冷却换热管6
‑
1内壁预留密封螺纹，用于单管遭受孔蚀泄露时及时封堵，保证非接触式换热正常进行，事故状态的积水由灰仓底部的冷凝排水口9排出；
29.所述蒸汽防爆系统11设置在塔体急速冷却仓6顶部，连接急速冷却仓，用于排出冷却介质受热产生的高压蒸汽，保证最大的传热面积，避免因操作失误造成蒸汽爆炸的危险；
30.烟气进口3、烟气出口4设在顶部，通过塔内多级折程增大传热效率，弱化强对流传热带来的热应力腐蚀，确保出口温度降低至250℃以下。
31.所述随机的温度显示传感系统12设置于烟气进口3、烟气出口4、冷却介质进口7、冷却介质出口5处，用于将信号传递至自动控制系统，由自动控制系统调整运行工况(如图3所示)。
32.上述实施提供的烟气折流非接触式急速冷却处理过程为：
33.焚烧后的烟气从急速冷却塔上部烟气进口进入冷却塔内，在塔顶档板的作用下，烟气在塔内来回多次折返，通过急速冷却换热管与冷却介质完成急速传热，在2s内使烟气温度降低至250℃以下，压缩烟气在二噁英重新生成温度反应段的停留时间，最后从烟气进口排出。急速冷却换热管均匀布置在塔内，列管外部充满动态冷却介质，冷却介质在壳程内导流板的作用下螺旋流动上升，与烟气形成对流换热效果，同时冷却介质产生的紊流效果可以提高换热效果，最后从塔体冷却段上部排出急速冷却塔。烟气急速冷却，从而达到迅速降温作用，压缩烟气在二噁英重新生成温度反应段的停留时间，有效的减少了二噁英的生成，使烟气二噁英含量达标(低于0.1ng teq/m3)。烟气中的水蒸气在遇冷凝结后，由列管壁滑落至塔底汇集，通过底部冷凝排水口排出。
34.虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。