一种冷却烟气的急冷换热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于换热器领域，尤其涉及一种烟气和水直接接触换热的文式急冷换热器。本发明主要应用于含卤族元素危险废弃物焚烧系统。
【背景技术】
[0002]随着化工行业的发展，含卤族元素的化工产品产能急剧放大，环保问题日益凸显，其生产过程中产生的废气，废液含有大量化学性质极其活泼的卤族元素有机物。焚烧该类废弃物必须保证净化后的烟气中二噁英符合国家环保排放标准，工艺流程中会设置急冷装置，防止二噁英的再生成，通常避开二噁英的再生成温度区间，将烟气温度从500°C骤降至200°C。但对于废弃物中卤元素含量大于5%或烟气较小的危废焚烧系统，不能利用余热回收装置回收热量，无法将焚烧后的1100°C高温烟气直接冷却至200°C以下，现有急冷器结构无法实现该工艺要求。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种适用于该类烟温高，成分复杂焚烧系统急冷装置，可将烟气温度从1400°C或以上的高温烟气直接骤降至水汽饱和温度100°C以下，避开二噁英的再生成温度区间，抑制二噁英的生成，同时有效的吸收烟气中的腐蚀性气体，以及有效捕集烟气中的固体颗粒。
[0004]本发明采用如下的技术方案:
一种冷却烟气的急冷换热器，包括急冷壳体、激冷环、挡水环板、二级急冷装置，所述激冷环，挡水环板、二级急冷装置设置在壳体内，烟气从换热器入口进入，依次经过激冷环、挡水环板、二级急冷装置。
[0005]作为优选，所述壳体包括渐缩段和渐扩段，渐缩段和渐扩段通过喉管段连接；所述烟气从渐缩段进入，先通过渐缩段后再通过渐扩段，在渐缩段的烟气入口位置设置激冷环。
[0006]作为优选，所述激冷环为中空环体结构，所述激冷环包括内环腔和外环腔，所述壳体插入激冷环内，所述内环腔包括外壳和内隔板。所述内隔板与壳体形成内腔室，内隔板与激冷环外壳、壳体形成的腔体为外环腔，内环腔和外环腔分别沿壳体形成环形，且相互连通。
[0007]作为优选，所述激冷环出口由激冷环隙和喷淋孔组成，激冷环隙为激冷环外壳和壳体之间形成的环形缝隙，喷淋孔设置在激冷外壳上；所述内腔室和外腔室的环形为圆形结构，且内腔室和外腔室为同心圆结构；所述内腔室和外腔室的圆心设置在激冷环内的壳体上，所述的内腔室的制冷剂入口设置在壳体的圆心位置处；所述激冷环包括进液口，所述进液口设置在壳体的外部；所述进液口为圆管，所述内腔室和外腔室的圆心设置在圆管的中心线的延长线上。
[0008]作为优选，所述的激冷环的外壳包括如下四个部分:与壳体外部连接，并相对于壳体向外延伸的第一部分，然后从远离壳体的第一部分端部开始竖直向上延伸的第二部分，然后沿着第二部分端部水平向内延伸的第三部分，最后是环形结构的第四部分，所述第四部分与外壳内部形成环形缝隙；
所述的第一部分与壳体的连接的位置与圆心的距离要大于第四部分与壳体形成的环隙与圆心的距离；
所述的内腔室的内隔板的一端连接到壳体的端部，另一端连接到壳体上，在内隔板上设置内环腔出口，所述内环腔出口与内隔板一端的距离要大于与内隔板的另一端的距离；所述的外腔室的第四部分设置外环腔出口。
[0009]作为优选，所述的壳体与激冷环外壳的第一部分的夹角为A，所述的内腔室的环形半径为Rl，外腔室的环形半径为R2，所述的内腔室出口与圆心的连线与外腔室出口与圆心的连线形成的夹角为C，所述的内腔室出口与壳体形成的夹角B，所述夹角B小于外腔室出口与壳体形成的夹角；满足如下公式:
Sin (A)/Sin (B)=a*Ln(R1/R2)+b*(R1/R2)+c其中Ln是指数函数，a, b, c是系数，
0.084<a<0.086，0.23<b<0.26，
对于c，采取以下的取值方式:
当 Rl/R2〈0.5，0.83〈c〈0.9 ；
当 Rl/R2>0.5,0.78〈c〈0.83 ；
当 Rl/R2=0.5，c=0.83 ；
0.4〈R1/R2〈0.6 ；
18。 <A〈50。；
14。 <B<45° ；
Rl=10~300,单位 mm ;
R2=12.5-400,单位 mm;
C=B
作为优选，急冷环上设置多个喷淋孔，沿着从激冷环隙向上，所述喷淋孔的孔径越来越小；作为优选，所述喷淋孔的孔径变小的幅度也越来越大。
[0010]作为优选，急冷环上设置多个喷淋孔，沿着从激冷环隙向上，所述喷淋孔的分布密度越来越小；作为优选，所述喷淋孔的分布密度变小的幅度也越来越大。
[0011]作为优选，二级急冷装置是由导向盘管、沿着导向盘管分布的雾化喷嘴和设置在导向盘管中心的中心雾化喷嘴组成，所述雾化喷嘴与导向盘管相连接并从向导向盘管中心延伸，所述的中心雾化喷嘴通过连通管与导向盘管连通，导向盘管以便通过连通管将流体传递给中心雾化喷嘴。
[0012]作为优选，所述的挡水环板设置在急冷环和二级急冷装置之间，挡水环板与壳体的内壁相连并从内壁向外延伸。
[0013]先对于现有技术，本发明具有如下的效果:
1.本发明采用二级冷却，以大量循环碱液与烟气接触、汽化，能够快速、均匀、高效地降低烟气温度。
[0014]2.本发明通过采用二级快速冷却，避开了二噁英的再生成温度区间，可将高达1400°C或以上的高温烟气直接骤降至水汽饱和温度100°C以下，同时有效的吸收烟气中的腐蚀性气体，以及有效捕集烟气中的固体颗粒。
[0015]3.本发明通过设计新的急冷环结构，并对急冷环结构进行优化，确定了最佳的结构尺寸，从而达到最优的冷却效果。
[0016]4.通过喷淋孔上下的孔径或者密度的设置，实现换热的最佳效果。
[0017]5.通过监测值控制循环碱液的流量。
[0018]6.采取了新的二级冷却装置结构，实现二级换热。
[0019]7.将换热器采取文式结构，加快烟气流速，在高速流动的烟气附近产生低压，从而产生吸附作用，加强了烟气与雾化碱液的扰动，增大碱液与烟气的接触面积，使烟气在极短的时间内与雾化碱液达到均匀的混合。
[0020]8.通过二级冷却装置结构喷雾数量的设置或者喷雾喷嘴的数量的设置，实现二级换热最佳效果。
【附图说明】
[0021]图1为本发明提供的文式急冷器总图结构图图2为一级急冷装置不意图
图3为一■级急冷装置不意图图4是图2的参数示意图
附图标记说明:1-高温烟气入口 ；2_激冷环；3-挡水环板；4-二级急冷装置；5-急冷壳体；6-烟气出口 ；7_循环碱液出口 ；8_导向盘管；9_盘管入口 ；10_雾化喷嘴；11-中心雾化喷嘴；12_激冷环壳体；13_内隔板；14_喷液孔；15_内环腔出口 ；16_激冷环隙；17_外环腔；18_内环腔；19_内环腔入口 ；20_激冷环入口 ；21_文丘里混合室；22_分离室；23_水槽；24-渐缩段；25-喉管段，26-渐扩段；27第一部分，28第二部分，29第三部分，30第四部分，31连通管。
【具体实施方式】
[0022]图1展示了急冷换热器的整体剖面图。如图1所示，所述急冷换热器包括壳体5，所述壳体5包括渐缩段24和渐扩段26，渐缩段24和渐扩段26通过喉管段25连接；所述烟气从渐缩段24进入，先通过渐缩段24后再通过渐扩段26，在渐缩段24的烟气入口 I位置设置激冷环2。
[0023]如图2所示，所述激冷环2为中空环体结构。所述激冷环2包括内环腔18和外环腔17，所述壳体5插入激冷环2内，如图2所示，所述激冷环2包括外壳12和内隔板13。所述内隔板13与壳体5形成内腔室18，内隔板13与激冷环外壳12、壳体5形成的腔体为外环腔17。内环腔18和外环腔17分别沿壳体5形成环形，且相互连通。
[0024]激冷环内部设置内环腔18，有效避免外环腔因喷淋孔造成的扰动，从而增强激冷环隙16形成水膜的稳定性。
[0025]所述激冷环2出口由激冷环隙16和喷淋孔14组成。激冷环隙16为激冷环外壳12和急冷壳体5之间形成的环形缝隙。喷淋孔14设置在激冷外壳12上。
[0026]因为激冷环隙16的存在，使得冷却烟气的液体在壳体内壁形成均匀下降的水膜，避免高温烟气与急冷壳体5直接接触，有效地保护了急冷壳体5。
[0027]作为优选，喷淋孔14的喷射方向与渐缩段中心线，即沿着图1竖直方向夹角为75。。
[0028]从剖面上看，如图2所示，所述内腔室18和外腔室17的环形为圆形结构，且内腔室18和外腔室17为同心圆结构。
[0029]作为优选，所述内腔室18和外腔室17的圆心设置在激冷环12内的壳体5上，而且作为优选，所述的内腔室18的制冷剂入口