一种高含湿烟气显热潜热回收装置制造方法
【专利摘要】一种高含湿烟气显热潜热回收装置，包括塔，塔为中空结构，塔包括塔身和塔顶，塔身从下至上依次分为集液水封段、烟气均流段、接触换热段、喷淋再细化段和汽液分离段，集液水封段和烟气均流段的分界处设置有烟气进口，烟气进口向上倾斜；塔顶设有烟气出口；接触换热段为一段空塔；喷淋再细化段设置有2～4层螺旋喷嘴，螺旋喷嘴位于塔身的内部，每层螺旋喷嘴的数量为12～36个，每层螺旋喷嘴沿圆周均匀分布，螺旋喷嘴的喷口均朝上，每层螺旋喷嘴上方均设置有细化丝网。本发明传热端差较小，有效避免传热面带来的污垢热阻和间壁热阻，能够有效提高烟气与水流的热交换效率，烟气所受阻力较小，动力消耗小。
【专利说明】一种高含湿烟气显热潜热回收装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高含湿烟气显热潜热回收装置。
【背景技术】
[0002] 目前，公知的能同时回收烟气显热和潜热装置分两类：一类是间壁式的，烟气与余 热吸收介质分别位于间壁的两侧，间壁两侧或有扩展换热面，此类烟气余热回收装置金属 耗量大，传热端差大，存在传热面带来的污垢热阻和间壁热阻；另一类是直接接触式的，烟 气在喷淋塔内一般与液相介质逆流直接接触换热，喷淋塔有空塔和填料塔两种，空塔液相 介质需压力雾化，动力消耗大，喷孔直径小，易堵塞，填料塔造价高，阻力大，动力消耗也大， 填料间易堵塞。
[0003] 拜尔法和烧结法氧化铝生产系统中赤泥洗涤需要大量的洗水，洗水温度约90°C左 右，洗水来源一般为赤泥大坝中雨水和赤泥沉降分离的赤泥水，以及工艺中的循环下水，并 通过燃煤锅炉蒸汽加热升温至90°C左右，呈碱性，且含有一定的易结疤的固体悬浮物。氢氧 化铝焙烧炉和熟料烧成窑要向大气中排放大量温度在150?200°C的含 硫含尘且含湿量在40%以上的低品位烟气。
[0004] 目前还没有一种有效的专门应用于拜尔法和烧结法氧化铝生产系统中的高含湿 烟气显热潜热装置。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，克服上述【背景技术】的不足，提供一种传热端差较 小，避免传热面带来的污垢热阻和间壁热阻，提高烟气与水流的热交换效率，烟气所受阻力 较小，动力消耗小的高含湿烟气显热潜热回收装置。
[0006] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种高含湿烟气显热潜热回收装置， 包括塔，所述塔为中空结构，塔内壁设防腐内衬，塔包括塔身和塔顶，塔身从下至上依次分 为集液水封段、烟气均流段、接触换热段、喷淋再细化段和汽液分离段，所述集液水封段和 烟气均流段的分界处设置有烟气进口，所述塔顶设有烟气出口； 所述烟气进口的端面为方形结构，烟气进口向上倾斜，与水平面呈6°?10°夹角；所 述集液水封段的下部设置有排污管和热水输送管，热水输送管位于排污管的上方，集液水 封段的上部设置有水封溢流管；所述烟气均流段设置有整流导流栅；所述接触换热段为一 段空塔；所述喷淋再细化段设置有2?4层螺旋喷嘴，螺旋喷嘴位于塔身的内部，每层螺旋 喷嘴的数量为12?36个，每层螺旋喷嘴沿圆周均匀分布，所述螺旋喷嘴的喷口均朝上，每 层螺旋喷嘴上方均设置有细化丝网；所述气液分离段设置有气液分离器和冲洗喷嘴，冲洗 喷嘴位于气液分离器的上方或下方。
[0007] 进一步，所述烟气进口与水平面呈8°夹角。
[0008] 进一步，所述塔身的外壁设置有旋转爬梯，旋转爬梯从塔身的下部延伸至塔身的 上部，所述塔身的外壁中部设置有操作平台，所述塔顶设有防雷装置。
[0009] 进一步，所述塔身和烟气出口均为中空的圆柱体结构；所述塔身的内径为2m? 9m，塔身的内径与烟气进口的宽度的比例为10 : 5?6。
[0010] 进一步，所述塔身和烟气出口均为中空的方形柱体结构。
[0011] 进一步，所述接触换热段的高度为3m?24m。
[0012] 进一步，所述气液分离器为两级波纹折流板式惯性气液分离器。
[0013] 进一步，所述细化丝网采用80?100目的不锈钢细化丝网。
[0014] 进一步，所述烟气出口的高度为5m。
[0015] 进一步，所述螺旋喷嘴为实心锥形螺旋喷嘴。
[0016] 与现有技术相比，本发明的优点如下： (1)本发明传热端差较小，避免传热面带来的污垢热阻和间壁热阻。
[0017] (2)喷淋再细化段设置有2?4层螺旋喷嘴，螺旋喷嘴的喷口均朝上，水流从下往 上喷，每层螺旋喷嘴上方均设置有细化丝网，从下往上喷出的水流在细化丝网上细化，能够 有效避免水流需压力雾化，动力消耗较小，螺旋喷嘴的喷孔不易堵塞，同时也增大了烟气与 水流的接触面积和接触时间，能够有效提高烟气与水流的热交换效率。
[0018] (3)接触换热段为一段空塔，烟气所受阻力较小，动力消耗小。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本发明实施例的结构示意图。
[0020] 图中：1 一烟气进口，2-集液水封段，3-烟气均流段，4一接触换热段，5-喷淋 再细化段，6-汽液分离段，7-烟气出口，8-整流导流栅，9一旋转爬梯，10-操作平台， 201-排污管，202-热水输送管，203-水封溢流管，501-螺旋喷嘴，502-细化丝网，601- 气液分离器，602-冲洗喷嘴。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0022] 参照图1，本实施例体包括塔，塔为中空的结构，塔内壁设防腐内衬，在实际应用 中，塔为钢结构塔；塔包括塔身和塔顶，塔身为中空的圆柱体结构（也可为中空的方形柱体 结构)。
[0023] 塔身的外壁设置有旋转爬梯9,旋转爬梯9从塔身的下部延伸至塔身的上部，塔身 的外壁中部设置有操作平台10,塔顶的顶部设有防雷装置。
[0024] 塔从下至上依次分为集液水封段2、烟气均流段3、接触换热段4、喷淋再细化段5 和汽液分离段6,集液水封段2和烟气均流段3的分界处设置有烟气进口 1，烟气进口 1的 端面为方形结构，烟气进口 1向上倾斜，与水平面呈6°?10°夹角，在实际应用中，烟气进 口 1与水平面呈8°夹角。
[0025] 当塔身为中空的圆柱体结构时，塔身的内径与烟气进口 1的宽度的比例为 10 : 5?6。塔身的内径按平均烟气总流量和烟流速确定，烟气流速一般取1.5?3m/s，塔 的内径为2m?9m，塔内的钢结构全部采用耐腐蚀不锈钢材料制成。
[0026] 集液水封段2的下部设置有排污管201和热水输送管202,热水输送管202位于排 污管201的上方，集液水封段2的上部设置有水封溢流管203。集液水封段2的作用是收集 与烟气换热后的热水和烟气中凝结的冷凝水，集液水封段2的高度按15min左右的热水流 量容积确定。
[0027] 烟气均流段3设置有整流导流栅8,整流导流栅8的结构尺寸由烟气量经过流体计 算软件模拟计算确定。
[0028] 接触换热段4是一段空塔。接触换热段4的高度按烟气在接触换热段4的停留时 间为10?12s确定，在实际应用中，接触换热段4的高度为3m?24m。
[0029] 喷淋再细化段5设置有2?4层螺旋喷嘴501，螺旋喷嘴501位于身801的内部， 每层螺旋喷嘴501的数量为12?36个，在实际应用中，每层螺旋喷嘴501的数量优选为24 个，每层螺旋喷嘴501沿圆周均匀分布，螺旋喷嘴501采用实心锥螺旋喷嘴，每层螺旋喷嘴 501的喷淋高度为3m左右；螺旋喷嘴501的喷口均朝上，每层螺旋喷嘴501上方均设置有 细化丝网502,细化丝网502优选80?100目的不锈钢细化丝网。烟气从下向上流动，喷淋 水从上向下流动，由于接触换热段4是一段空塔，烟气阻力小，引风机动力消耗低，气液接 触时间长，接触面积大，气液热交换充分。
[0030] 螺旋喷嘴501沿圆周均匀分布的圆周直径和数量按流体力学软件模拟计算确定； 螺旋喷嘴501朝上顺烟气流向喷淋，喷淋水接触到细化丝网502后细化，最终在自身重力作 用下从上向下流动，增加了与烟气接触传热传质时间，螺旋喷嘴501内的压力可采用较低 的压力，如：〇· 2?0· 3MPa，以降低喷淋泵的动力消耗；螺旋喷嘴501的孔径采用大直径，直 径为6?12mm，螺旋喷嘴501不易堵塞；细化丝网502的目数为80?100目。
[0031] 气液分离段6设置有气液分离器601和冲洗喷嘴602,冲洗喷嘴602位于气液分 离器601的上方或下方，气液分离段6选用两级波纹折流板式惯性气液分离器，气液分离器 601采用增强聚丙烯（FRPP)制成，能承受高速水流特别是人工冲洗时高速水流的冲刷。
[0032] 塔顶设有烟气出口 7,烟气出口 7为中空的圆柱体结构(也可为中空的方形柱体结 构)，烟气出口 7的高度为5m。
[0033] 本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变 型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围 之内。
[〇〇34] 说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1. 一种高含湿烟气显热潜热回收装置，包括塔，所述塔为中空结构，塔内壁设防腐内 衬，塔包括塔身和塔顶，塔身从下至上依次分为集液水封段（2)、烟气均流段（3)、接触换热 段（4)、喷淋再细化段（5)和汽液分离段（6)，所述集液水封段（2)和烟气均流段（3)的分界 处设置有烟气进口（1)，所述塔顶设有烟气出口（7)，其特征在于：所述烟气进口（1)的端面 为方形结构，烟气进口（1)向上倾斜，与水平面呈6°?10°夹角；所述集液水封段（2)的下 部设置有排污管（201)和热水输送管（202)，热水输送管（202)位于排污管（201)的上方，集 液水封段（2)的上部设置有水封溢流管（203);所述烟气均流段（3)设置有整流导流栅（8); 所述接触换热段（4)为一段空塔；所述喷淋再细化段（5)设置有2?4层螺旋喷嘴（501)， 螺旋喷嘴（501)位于塔身的内部，每层螺旋喷嘴（501)的数量为12?36个，每层螺旋喷嘴 (501)沿圆周均匀分布，所述螺旋喷嘴（501)的喷口均朝上，每层螺旋喷嘴（501)上方均设 置有细化丝网（502 );所述气液分离段（6 )设置有气液分离器（601)和冲洗喷嘴（602 )，冲洗 喷嘴（602)位于气液分离器（601)的上方或下方。
2. 如权利要求1所述的高含湿烟气显热潜热回收装置，其特征在于：所述烟气进口（1) 与水平面呈8°夹角。
3. 如权利要求1或2所述的高含湿烟气显热潜热回收装置，其特征在于：所述塔身的 外壁设置有旋转爬梯（9)，旋转爬梯（9)从塔身的下部延伸至塔身的上部，所述塔身的外壁 中部设置有操作平台（10)，所述塔顶设有防雷装置。
4. 如权利要求1或2所述的高含湿烟气显热潜热回收装置，其特征在于：所述塔身和 烟气出口（ 7)均为中空的圆柱体结构；所述塔身的内径为2m?9m，塔身的内径与烟气进口 (1)的宽度的比例为10 : 5?6。
5. 如权利要求1或2所述的高含湿烟气显热潜热回收装置，其特征在于：所述塔身和 烟气出口（7)均为中空的方形柱体结构。
6. 如权利要求1或2所述的高含湿烟气显热潜热回收装置，其特征在于：所述接触换 热段（4)的高度为3m?24m。
7. 如权利要求1或2所述的高含湿烟气显热潜热回收装置，其特征在于：所述气液分 离器（601)为两级波纹折流板式惯性气液分离器。
8. 如权利要求1或2所述的高含湿烟气显热潜热回收装置，其特征在于：所述细化丝 网（502)采用80?100目的不锈钢细化丝网。
9. 如权利要求1或2所述的高含湿烟气显热潜热回收装置，其特征在于：所述烟气出 口（7)的高度为5m。
10. 如权利要求1或2所述的高含湿烟气显热潜热回收装置，其特征在于：所述螺旋喷 嘴（501)为实心锥形螺旋喷嘴。
【文档编号】F28C3/06GK104061800SQ201410322491
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】蒋受宝 申请人:湖南思为能源环保工程有限公司