一种喷雾蒸发-冷凝装置的制作方法

本实用新型属于蒸发冷凝除湿技术领域，具体涉及一种喷雾蒸发-冷凝装置。

背景技术：

受雾霾天气的持续困扰，国家环保标准和要求越来越高、而且越来越严格。各种工艺产生的大量水汽，携带没有完全滤除的尘、烟进入大气之中，形成烟羽。大家认为烟羽现象助推了雾霾的形成，所以各地纷纷出台环保规定，要求电厂、钢厂等工业企业，要对自己排放的烟气进行除湿脱白，消除烟羽。湿烟气冷凝除湿所需的冷量十分巨大，对于100℃以下的低温湿烟气，所含余热量大部分是水蒸汽的冷凝潜热。因此，寻找合适的技术除去湿烟气，降低成本成为主要问题。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种喷雾蒸发-冷凝装置。本实用新型利用喷雾蒸发带走烟气冷凝过程中释放的大量汽化潜热，用以强化30～100℃低温换热从而到达烟气冷凝的作用。

技术方案：为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种喷雾蒸发-冷凝装置，包括烟气进口、烟气出口、空气进口、空气出口、烟气管道、空气管道和喷雾器；

所述空气管道包括两个换热面、两个开口侧面和两个封闭侧面，其中两个开口侧面分别为第一开口侧面和第二开口侧面；两个封闭侧面分别为第一封闭侧面和第二封闭侧面；两个换热面分别为第一换热面和第二换热面；所述空气管道至少为2组，所有空气管道的开口侧面和封闭侧面组成的平面上均设有封板；所述烟气进口和烟气出口分别设于开口侧面的封板上或者分别设于封闭侧面的封板上；

所述空气进口或空气出口为两个开口侧面中的一个；所述空气管道的两开口侧面穿出两封板，且空气管道的管壁与两封板密封连接；

所述烟气管道为相邻两组空气管道的两个换热面之间的空隙；所述空气管道与烟气管道间隔分层布置；

所述喷雾器设于空气管道内部，与烟气管道进行换热的两个面上；所述空气管道内设有供水管路，与喷雾器相连。

优选的，所述空气管道的截面为矩形，安装方式为水平式或垂直式。

优选的，所述烟气管道的截面为矩形，安装方式为水平式或垂直式。

优选的，所述烟气管道的截面为矩形，安装方式为水平式或垂直式。根据不同工况条件、烟气量及温度确定烟气管道的宽度、高度、顺气流长度与组数。

优选的，所述空气管道的截面为矩形，安装方式为水平式或垂直式。根据不同工况条件确定空气矩形管道的宽度、高度、顺气流长度与组数。

优选的，所述空气管道内，与烟气管道换热的面上采用滚花技术或挂网形式形成网格状纹路。这样设计的优点是：1)增加喷雾雾滴与受热面的面积，强化蒸发；2)使喷雾雾滴能更加有效地润湿受热面，提升受热面的利用率。

优选的，所述烟气管道内，与空气管道换热的面上采用滚花技术滚出竖条状纹路或顺气流斜向纹路。这样设计的优点是，使冷凝主要出现在壁面纹路凸起的顶部，表面张力将冷凝液拉入沟槽中流走，破坏冷凝液膜的增长，大幅提升烟气中蒸汽冷凝的传热系数。

优选的，所述烟气管道内设有烟气侧冷凝水排水孔，并设有排水阀。方便冷凝水的实时排出，使装置保持持续工作状态。

优选的，所述空气管道下部设有空气侧排水孔，并安装有排水阀。

优选的，所述喷雾器采用恒定式或脉冲间歇式的喷雾方式。

有益效果：与现有的技术相比，本实用新型的优点包括：

(1)本实用新型采用喷雾蒸发冷凝技术，可大幅降低空气侧的换热热阻，增大换热系数，降低制作成本。

(2)本实用新型利用喷雾蒸发带走烟气冷凝过程中释放的大量汽化潜热，达到湿烟气除湿效果。

(3)本实用新型采用滚花或挂网形式处理换热表面，使之能更有效的蒸发与冷凝，强化壁面两侧的换热。

(4)本实用新型喷雾蒸发-冷凝装置，与传统的换热器相比，在达到同等冷凝效果的情况下，由于喷雾蒸发能带走大量热量，再通过空气带走蒸发的水蒸气，从而可以处理烟气冷凝过程中释放的大量汽化潜热，其不再需要巨大的风机，可大幅缩减换热器的尺寸。

附图说明

图1为喷雾蒸发-冷凝装置结构示意图；

图2为烟气管道和空气管道结构示意图；

图3为空气侧换热面结构示意图；

图4为空气管道结构示意图；

图5为喷雾器结构示意图，图a为十字雾化喷雾器俯视图，图b为十字雾化喷雾器正视图，图c为一字线性雾化喷雾器俯视图，图d为一字线性雾化喷雾器主视图；

其中，烟气进口1，空气出口2，烟气出口3，空气进口4，空气管道5，烟气管道6，喷雾器7，排水孔8，第一开口侧面9，第二开口侧面10，第一封闭侧面11，第二封闭侧面12，第一换热面13。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。本实用新型所用的原料均为市售产品。

实施例1

一种喷雾蒸发-冷凝装置，包括烟气进口1、烟气出口3、空气进口4、空气出口2、烟气管道6、空气管道5和喷雾器7；空气管道5包括两个换热面、两个开口侧面和两个封闭侧面，其中两个开口侧面分别为第一开口侧面9和第二开口侧面10；两个封闭侧面分别为第一封闭侧面11和第二封闭侧面12；两个换热面分别为第一换热面13和第二换热面(附图中没有标出)。

空气管道5，截面为矩形，安装方式为垂直式；烟气管道6，截面为矩形，安装方式也为垂直式；空气管道5与烟气管道6间隔分层布置，为间壁式，设于装置内部。

所有空气管道5的开口侧面和封闭侧面组成的平面上均设有封板；烟气进口1设于第二开口侧面10的封板上，烟气出口3设于第一开口侧面9的封板上；空气进口为第一开口侧面9，空气出口为第二开口侧面10；空气管道5的两开口侧面穿出两封板，且空气管道的管壁与两封板密封连接。

喷雾器7设于空气管道5的内部，与烟气管道6进行换热的两个面上，用于均匀润湿空气侧的换热表面，喷雾器7采用恒定式的喷雾方式；空气管道5内设有供水管路，喷雾器7与供水管路相连，供水管路的设置满足了喷雾的需求。喷雾器可以采用不同结构形式(如图5)。空气管道5的换热表面采用滚花或挂网形式以增加换热。

本实用新型的工作原理为：空气从第一开口侧面9进入装置，此时，喷雾器7开始工作，烟气从烟气进口1进入到烟气管道6中，喷雾与湿烟气存在温差，烟气中的水蒸气冷凝；冷凝产生的热量使喷雾气化，喷雾气化后的水蒸气在空气的作用下从第二开口侧面10排出。

在本实施例中处理的烟气温度为80～97℃，可以长时间运行，产生的阻力远远小于传统换热器，传热系数相对传统换热器至少提高一倍。