一种减温塔的制作方法

1.本实用新型涉及垃圾焚烧领域，更具体地，涉及一种减温塔。


背景技术：

2.随着生活水平的不断提高，平均每人每天生活垃圾量与日俱增，产生的垃圾必然要排向人们赖以生存的自然环境并对土壤、水、大气产生破坏性影响，进一步危害人体健康。自然环境吸纳垃圾的容量是有限的、大自然自身净化的能力也是有限的，而垃圾焚烧发电可以解决垃圾围城问题，实现生活垃圾无害化、减量化、资源化。垃圾焚烧发电指利用发酵的生活固体废物燃烧后产生的热量加热水，使液态水变成水蒸气推动汽轮机做功，进而带动发电机发电。
3.同燃煤电厂类似，垃圾燃烧产生的高温烟气(这里指生活垃圾焚烧后所产生的气体、烟尘和污染物混合物)在经过余热锅炉余热利用后，因烟气中含有酸性气体(指垃圾焚烧后产生的烟气中含有so2、so3、hcl、hf等)需在下游工段中进一步处理，在垃圾焚烧处理额定工况下从余热锅炉排出～200℃的烟气因能量品位较低难以加以利用，温度太高对下游干法脱酸不利，因此需在减温塔中降温后再进入后续工段。减温塔指用来冷却从余热锅炉出来的高温烟气的塔设备。常用的脱酸方法包括使用液态脱酸剂，其通常指在垃圾焚烧烟气处理中所使用的一定浓度的石灰浆或烧碱溶液。
4.在垃圾焚烧烟气净化系统中，一般在减温塔塔顶均匀布置若干支喷枪，通过检测减温塔进出口温度同时控制喷枪阀门开度以达到喷水减温的作用。通过现有的减温塔中的喷枪布置方式，烟气流向稳定、扰动小，喷进减温塔的减温水在烟气带动下快速向出口流动，减温水雾难以得到很好的扩散，导致中间流速快的大部分烟气来不及降温，靠近塔壁周围烟气因流速慢烟气降温充分，因此会出现减温塔出口温度偏高，而塔内有水滴的情况。同时，会出现塔内同一截面温度场、速度场差别过大。
5.相关技术中公开了一种减温喷淋系统，其包括脱酸反应塔主体，反应塔主体包括支撑底座和烟气进气管道、烟气出口管道以及进口侧面喷淋管。脱酸反应塔主体的顶端设置有减温喷淋机构，包括备用喷淋管，喷淋管的一端连接有双流体雾化喷枪并设置在烟气进气管道的内部。其喷淋管装设在烟气进气管道侧面，喷淋液在烟气带动下易冲刷在管道内壁面，影响喷淋液与烟气的充分混合。
6.因此，现在需要提供一种减温塔，其喷枪布置方案能至少解决现有技术中所存在的上述问题。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题中的至少一个，根据本实用新型的一方面，提出了一种减温塔，包括：进口烟道，用于烟气进入；一层或更多层旋流叶片，设置在所述进口烟道内壁上，用于对所述烟气进行导流并使得所述烟气的流动方向变为垂直加逆时针方向旋转；加强筋，用于固定所述一层或更多层旋流叶片的一端；两层或更多层喷枪，交错地设置在所述减温塔
内，用于以压力雾化的方式喷射水雾，从而使得所述烟气与所述水雾混合均匀，其中所述两层或更多层喷枪具有相同或不同的插入深度和高度；烟气出口，设置在所述减温塔的下部，用于排出烟气；以及落灰口，设置在所述减温塔的底部，用于排出烟气中的灰分。
8.在一些实施例中，所述两层或更多层喷枪与水平面成预定的角度。
9.在一些实施例中，所述预定的角度包括65度或70度。
10.在本实用新型所提供的减温塔中，喷射减温水在旋流烟气带动下水雾向四周扩散，从而达到减温水和烟气充分且均匀混合的目的，降温效果更好，可减弱中间烟气流速过快导致的同一截面温度场和速度场差别过大，同时烟气同分散均匀的水雾充分混合后，水雾快速吸热蒸发可避免产生水滴。
附图说明
11.通过结合附图对本实用新型的实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
12.图1示出了根据本实用新型的实施例的一种减温塔的示意图；以及
13.图2示出了根据本实用新型的实施例的减温塔内的喷枪布置俯视图。
具体实施方式
14.为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。
15.在垃圾焚烧烟气净化系统中，一般在减温塔塔顶均匀布置若干支喷枪，通过检测减温塔进出口温度同时控制喷枪阀门开度保证烟气出口温度稳定在指定范围内。通过现有的减温塔中的喷枪布置方式，烟气流向稳定、扰动小，喷进减温塔的减温水在烟气带动下快速向出口流动，减温水雾难以得到很好的扩散，导致中间流速快的大部分烟气来不及降温，靠近塔壁周围烟气因流速慢烟气降温充分，因此会出现减温塔出口温度偏高，而塔内有水滴的情况。同时，会出现塔内同一截面温度场、速度场差别过大。
16.本实用新型提供一种减温塔，通过分层交错布置的喷枪向烟气中喷射减温水或液态脱酸剂，在旋流烟气带动下液态水或液体脱酸剂与烟气均匀混合，达到烟气降温或烟气脱酸的目的。
17.在本实用新型中，通过在减温塔进口烟道加设若干片旋流叶片，使烟气在进入塔筒体前产生旋流运动，加强塔内烟气扰动；喷枪采用双层或更多层交错布置，喷射减温水在旋流烟气带动下水雾向周围扩散，从而达到减温水和烟气充分混合的目的。
18.下面，参照图1来具体说明根据本实用新型的实施例的一种减温塔。
19.如图1所示，一种减温塔，包括：进口烟道，用于烟气进入；一层或更多层旋流叶片，设置在所述进口烟道内壁上，用于对所述烟气进行导流并使得所述烟气的流动方向变为垂
直加逆时针方向旋转；加强筋，用于固定所述一层或更多层旋流叶片的一端；两层或更多层喷枪，交错地设置在所述减温塔内，用于以压力雾化的方式喷射水雾，从而使得所述烟气与所述水雾混合均匀，其中所述两层或更多层喷枪具有相同或不同的插入深度和高度；烟气出口，设置在所述减温塔的下部，用于排出烟气；以及落灰口，设置在所述减温塔的底部，用于排出烟气中的灰分。
20.本实用新型的减温塔1包括进口烟道2、喷枪3、旋流叶片4、加强筋5、烟气出口6、落灰口7。烟气从减温塔1的进口烟道2进入，经旋流叶片4扰动、旋转进入减温塔1的筒体，与分层交错布置的喷枪3喷射的水雾充分混合、直接蒸发换热，然后在减温塔1的筒体内旋转向下流动，最终从出烟气出口6流出，进入后续工段，烟气中的灰分因烟气旋转离心沉降在灰斗下部，从落灰口7排出。其中，减温塔进口烟道2的内壁上装设若干旋流叶片4，旋流叶片4一端焊在筒壁上，一端用一圈加强筋5固定。喷枪3在减温塔1内分层交错布置，喷枪3相对减温塔壁插入深度、高度根据实际情况可以有所不同。
21.本实用新型中的减温塔的喷枪布置的原理如下：
22.通过在进口烟道处增设旋流叶片，烟气经旋流叶片导流后旋转进入塔内，且烟气从小口径至大口径塔内中间流速较快的烟气得以减速，减速后的烟气与喷枪喷出的约50μm、20℃的水雾充分接触，可使高温烟气在塔内得以及时降温。旋流叶片作用为导流烟气，改变烟气原有流动方向，烟气经过安装在塔入口的旋流叶片，烟气流动方向由垂直向下流动变为垂直加逆时针方向旋转，如若旋流叶片安装多层，烟气逆时针方向导流作用越来越强，烟气在旋转过程中路程增加，与水雾混合更均匀，降温效果更好。
23.因喷枪在塔四周均匀分布斜插入塔内且分层布置，喷出的水雾在没有烟气带动(即静态时)时在塔内均匀分布；当烟气流入时，喷入的水雾虽会受到烟气扰动的影响，因烟气流速降低，且因喷枪分布均匀，水雾在烟气扰动后在一定程度上可充盈塔内(因烟气扰动，水雾比静态时分散面积更大)，因此较常规设计，减温水或液体脱酸剂分散更为均匀。
24.减温水或液体脱酸剂以水雾出现在某一截面上，因喷枪布置均匀、减速烟气扰动等使其分散较为均匀，烟气在旋流叶片导流作用后，烟气在塔内某一截面上较不加旋流叶片分散更为均匀。因其减速和旋流作用，虽不能保证同一截面温度场、速度场分布均匀，但可减弱中间烟气流速过快导致的同一截面温度场和速度场差别过大，烟气同分散均匀的水雾充分混合后，水雾快速吸热蒸发可避免产生水滴。
25.出于示例，图1中示出了具有两层喷枪布置的减温塔，然而可以选择更多层的喷枪布置，只要塔高度足够最下层喷枪水雾蒸发完全所需要的距离即可。
26.在一些实施例中，其中所述两层或更多层喷枪与水平面成预定的角度。
27.在一些实施例中，所述预定的角度包括65度或70度。具体地，喷枪斜插入减温塔，与水平面成一定角度约～70
°
，避免因烟气带动将水雾冲刷在筒壁上。
28.该预定的角度是根据具体的塔径、烟气流速等经过cfd流场模拟后得到比较好的温度场、速度场后确定的角度，根据实际情况不同，角度也可不同，需具体问题具体分析。所有喷枪喷出的水雾组成了水雾流场，烟气流动形成烟气流场，喷枪喷出的水雾及烟气共同作用形成了最终的混合流场。
29.另外，喷枪的插入深度、高度、角度主要是基于喷枪喷射水雾角度、塔结构、烟气流速及流场来调整，避免水雾被烟气带到塔壁腐蚀壁面。
30.两层喷枪的设置示例可包括：上下两层喷枪插入深度500mm，高度470mm，角度70
°
；或上下两层喷枪插入深度550mm，高度498mm，角度65
°
。
31.同时，需要控制喷枪的阀门开度，阀门开度跟入口温度和出口温度有关，要想得到一个稳定的出口温度，需要根据进出口温度来调节喷枪阀门开度以控制喷水量。
32.可将减温水变成一定浓度的液态脱酸剂，可同时实现烟气降温和脱酸。
33.接下来，参照图2来说明根据本实用新型的实施例的减温塔内的喷枪布置。
34.在图2中，3
‑
1代表外侧喷枪，3
‑
2代表内侧喷枪，4代表旋流叶片，以及5代表加强筋。
35.如图2所示，减温塔喷枪布置俯视图阴影部分为某一截面上喷枪喷出一段距离后水雾局部分布情况，该分布情况根据喷枪喷射角度、喷射速度等的不同而不同。因喷枪为高低、内外两层交错布置，某一截面上水雾分布较为均匀，在旋流烟气带动下水雾在该截面上扩散加强有利于充分换热。
36.静态时(即未有烟气流过时)某一截面流场大致如减温塔喷枪布置俯视图所示，动态时(即有烟气流过时)，静态流场被烟气扰动，水雾在烟气带动下向四周弥散，表现在塔某一截面上水雾更加充盈，即水雾覆盖面积增加。具体流场根据烟气温度、烟气速度和喷雾粒径、塔入口尺寸及塔内径及旋流叶片结构设计等多个因素有关。
37.本实用新型所提供的减温塔具有如下有益效果：减温塔入口烟道上的旋流叶片能改变烟气进入筒体流动方向，加强烟气扰动，进而加强减温水或液态脱酸剂在塔内扩散，增强传热效率和脱酸效率；高低、内外交错布置的喷枪，使减温水或液体脱酸剂在塔内分布均匀，与旋流烟气的混合更充分，反应效率提高；喷枪与水平面成一定角度斜插入减温塔，烟气从塔上方旋转喷入，避免因烟气带动将水雾冲刷在筒壁上进而腐蚀筒壁；以及对于适用场合较广泛的喷枪(既可喷水又可喷液态脱酸剂)，可根据工况实时调整喷枪喷水量或喷液态脱酸剂量以达到降温或脱酸目的，或者通过编程控制实现部分喷枪喷水，部分喷枪喷液态脱酸剂，降温的同时又可达到脱酸的效果。
38.在本实用新型所提供的减温塔中，喷射减温水在旋流烟气带动下水雾向四周扩散，从而达到减温水和烟气充分且均匀混合的目的，降温效果更好，可减弱中间烟气流速过快导致的同一截面温度场和速度场差别过大，同时烟气同分散均匀的水雾充分混合后，水雾快速吸热蒸发可避免产生水滴。
39.尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本实用新型的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本实用新型的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本实用新型的范围之内。
40.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
41.类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的
特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其实用新型点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
42.本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
43.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
44.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。