卧式管内流潜热蒸发式空气冷却器及冷却工艺的制作方法

本发明涉及工业高温烟气处理设备技术领域，尤其涉及一种卧式管内流潜热蒸发式空气冷却器及冷却工艺。

背景技术：

由于工业烟气温度高，烟气量大，为确保烟气温度达到工艺所需温度，需要将工业烟气进行降温处理。目前，工业高温烟气冷却设备主要分为烟气-空气冷却器和烟气-水冷却器。上述两类冷却器存在如下不足：1、烟气-空气冷却器利用空气作为冷却介质，由于空气的传热系数较小，需要较大的换热面积，因此烟气-空气冷却器占地面积大、换热效果差且空气温度的季节性变化对烟气-空气冷却器的性能影响很大；2、烟气-水冷却器利用水作为冷却介质，由于需要较低温度的冷却水，故需要配备冷却塔、水处理器、循环泵等设备，设备占地面积大、流程长、运行控制复杂，成本高且水处理设备易对环境造成污染。

因此，如何设计换热效果好、节约能源、保护环境和减少成本的烟气冷却设备成为工业高温烟气处理设备领域的关键课题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种卧式管内流潜热蒸发式空气冷却器及冷却工艺，能够高效处理大烟气量、温度高的工业烟气，清洗高温烟气管道内壁附着的结晶体及粘结物，具有良好的换热效果，节能环保和减少投资。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

卧式管内流潜热蒸发式空气冷却器，包括冷却器壳体、散热管、喷淋管、清洗管道与风机；所述冷却器壳体侧壁设有高温烟气进气口与高温烟气出气口，下部设有空气进气口，顶部设有空气出气口，底部设有集水盘，底部与补水管道相连；散热管、喷淋管、清洗管道、风机固接于冷却器壳体内，风机固接在顶部，散热管横向设置，散热管与高温烟气进气口、高温烟气出气口连通，散热管底部与排水管道相连，喷淋管与清洗管道设置在散热管周围，清洗管道与散热管相连。

还包括喷淋泵，喷淋泵与喷淋管相连，喷淋泵通过管道与集水盘相连。

所述清洗管道上设有清洗系统进汽阀或进水阀。

所述排水管道上设有排水阀。

所述补水管道上设有补水阀。

一种卧式管内流潜热蒸发式空气冷却工艺，具体包括：

1)高温烟气从高温烟气进气口进入散热管内，空气从空气进气口进入壳体内；

2)空气自下而上流动，在散热管外壁与散热管内的高温烟气进行热交换；

3)同时喷淋水不断地被喷淋泵从集水盘通过喷淋管道送到散热管壁，喷淋水遇到高温烟气进行蒸发吸热，通过汽化潜热对高温烟气进一步冷却降温，冷却的冷凝水以及喷淋水重新流回到集水盘中；

4)使用蒸汽或高压水，通过清洗管道对高温烟气管道内壁附着的结晶体及粘结物进行冲洗，冲洗下来的结晶体及粘结物跟随蒸汽或高压水从排水管道通过打开的排水阀排掉；

5)打开补水阀门，通过补水系统将水送到集水盘中；

6)被空气和冷却水降温的高温烟气从高温烟气出气口排出，空气及水蒸汽在冷却器顶部风机的作用下从空气出气口进入大气中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明能够处理大烟气量且温度高的工业烟气，利用空气与高温烟气温度差和水蒸发汽化潜热对高温烟气进行双重降温的方法，提高换热效果，减少占地面积，节约投资成本且节能环保。

2、采用蒸汽或高压水为介质的清洗系统可以有效地防止冷却器内管道发生堵塞，冷却器使用寿命长，节约维护成本。

3、散热管横向设置，提高了换热效果。

附图说明

图1是本发明结构示意与工艺原理图。

图中：1-壳体2-高温烟气进气口3-高温烟气出气口4-空气进气口5-空气出气口6-散热管7-喷淋管8-清洗管道9-清洗系统进汽阀或进水阀10-排水阀11-风机12-喷淋泵13-集水盘14-补水阀门15-高温烟气方向16-空气方向

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：

如图1所示，卧式管内流潜热蒸发式空气冷却器，包括冷却器壳体1、散热管6、喷淋管7、清洗管道8、风机11与喷淋泵12。

冷却器壳体1侧壁设有高温烟气进气口2与高温烟气出气口3，下部设有空气进气口4，顶部设有空气出气口5，底部设有集水盘13，底部与补水管道相连，补水管道上设有补水阀门14。

散热管6、喷淋管7、清洗管道8、风机11固接于冷却器壳体1内，风机1固接在冷却器壳体1。

设有多根横向设置的散热管6，散热管6处于高温烟气与空气之间，散热管6与高温烟气进气口2、高温烟气出气口3连通。散热管6底部与排水管道相连，排水管道上设有排水阀10。喷淋管7与清洗管道8设置在散热管6周围，清洗管道8与散热管6相连，清洗管道8上设有清洗系统进汽阀或进水阀9。喷淋泵12与喷淋管7相连，喷淋泵12通过管道与集水盘13相连。

本发明的工艺原理与工艺过程如下：

高温烟气从进气口2进入散热管6内，空气自空气从进气口4进入壳体1内，空气在散热管6外壁与散热管6内的高温烟气进行热交换，高温烟气方向15和空气方向16如图1所示。

同时喷淋水不断地被喷淋泵12从集水盘13通过喷淋管道7送到散热管壁，喷淋水遇到高温烟气进行蒸发吸热，通过汽化潜热对高温烟气进一步冷却降温，冷却的冷凝水以及喷淋水重新流回到集水盘13中。

打开清洗系统进汽阀或进水阀9，通过清洗管道8，使用蒸汽或高压水对高温烟气管道内壁附着的结晶体及粘结物进行冲洗，冲洗下来的结晶体及粘结物跟随蒸汽或高压水从排水管道通过打开的排水阀10排掉。

由于喷淋水在循环利用的过程中会被蒸发，所以设置补水系统，打开补水阀门14，通过补水系统将水送到集水盘中。被空气和冷却水降温的高温烟气从高温烟气出气口3排出，空气及水蒸汽在所述冷却器顶部风机11的作用下从空气出气口5进入大气中。

本发明能够处理大烟气量且温度高的工业烟气，利用空气与高温烟气的温度差和水蒸发的汽化潜热对高温烟气进行双重降温的方法，提高了换热效果，减少了占地面积，节约了投资成本且节能环保。采用蒸汽或高压水为介质的清洗系统可以有效地防止冷却器内管道发生堵塞，冷却器使用寿命长，节约维护成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。