用于垃圾焚烧烟气处理的环保节能急冷器的制作方法

本实用新型涉及固态垃圾处理的技术领域，尤其是涉及一种用于垃圾焚烧烟气处理的环保节能急冷器。

背景技术：

固体废物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。固体废物包括生活垃圾、工业固体废物、危险固体废物、医疗废物等。

其中大部分生活垃圾和医疗垃圾主要是采用焚烧的方式处理，产生的热能可以用来发电等其他用途。但是焚烧过程中会产生大量的烟气，这些烟气都需要进行严格处理。一般而言，垃圾焚烧烟气的成分与炉膛温度、垃圾组分及状态、焚烧过程等众因素多密切相关，仅从焚烧的角度完全控制烟气成分，尤其是有害污染物的含量是不可能的，必须配合严格的烟气后处理系统。

目前生活垃圾、医疗垃圾的重要组分包括高分子材料，如塑料、橡胶，这类物质焚烧过程中，往往容易大量产生分子链较长、成分复杂的碳氢物质进入烟气，理论上，这类物质会在高温、富氧的环境下会分解二氧化碳和水，但是炉膛环境复杂多变，加之反应过程和机理十分复杂，往往出炉的烟气中会含有大量的这类物质。

为除去烟气中的污染物，一般在锅炉尾部采用烟气脱硫工艺，目前采用较为普遍的是半干法烟气脱硫加布袋除尘器的净化方法，以确保烟气排放达到环保标准。传统的半干法烟气脱硫工艺过程为：垃圾焚烧炉的出口烟气通过管道进入反应塔，在反应塔上部喷入雾化水来降低烟气温度，减少二噁英类有机污染物的生成，通过固定喷头喷入消石灰粉ca(0h)2，用来同烟气中的酸性气体如s02、hcl、hf等发生化学反应，使酸性气体被吸收，烟气从反应塔出来后进入布袋除尘器，未反应的消石灰粉进入布袋除尘器后，吸附在布袋面上，可继续与烟气中的酸性气体反应，从而提高脱酸效率。

但是这种工艺因为烟气降温冷却与物料脱酸反应同在反应塔内进行，垃圾焚烧中产生的hcl会与ca(0h)2反应产生氯化钙，氯化钙在低温下容易结晶析出六水化合物，加热至26℃则变为白色多孔状的无水氯化钙，氯化钙的潮解性极强，在有液态水分的情况下极易吸湿积成粉块，造成反应塔内壁积灰。垃圾焚烧的烟气中还带有大量的粉尘，粉尘具有极强的吸湿性，极易附着在反应塔内壁形成积灰，每隔一两个月，反应塔内壁就会形成很厚的积灰层，必须进行清理才能继续使用，因为积灰积块严重，清理难度很大，使得反应塔维护的成本增加。

中国发明专利cn101342458b公开了一种带有独立减温塔的半干法烟气净化装置，烟气冷却在减温塔中进行，脱酸反应在反应塔内进行，有效地解决了反应塔内壁结垢与布袋除尘器糊袋的问题，但是其减温塔的制作成本较高，其第二喷枪设置在反应塔的烟气入口处，反应塔中仍然具有水雾，烟气中的粉尘碰到水雾潮解仍然在反应塔内积块，造成反应塔维护成本增加。

中国发明申请cn101701716a公开了一种用于垃圾焚烧烟气处理的急冷装置及其烟气处理系统，急冷装置，具有用于烟气进口的进口管道、烟气冷却除尘的急冷管道以及用于烟气出口的出口管道，急冷管道安装在进口管道与出口管道之间并与进口管道、出口管道连通，急冷装置具有喷雾降温控制器以及测温器，喷雾降温控制器与测温器数据连接。烟气冷却除尘和脱酸反应分开，分别在急冷装置与脱酸塔内进行，杜绝了氯化钙吸收水分潮解的可能，脱酸塔内壁不再积灰，脱酸塔维护成本降低。为了保证烟气迅速降到220℃以下，减少二噁英的产生，需要使用大量的水进行喷淋降温，会产生大量的污水，对大量污水的处理也会大大增加成本，否则就会对环境造成污染。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于垃圾焚烧烟气处理的环保节能急冷器，能够对烟气进行急速冷却降温，又不会产生大量的污水，更加节能环保。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于垃圾焚烧烟气处理的环保节能急冷器，包括壳体和设置于壳体内的若干根通烟管道，壳体上开设有与通烟管道一端连通的入烟气口，壳体远离入烟气口的一端开设有出烟气口；壳体内盛装有循环流通的冷却液；壳体的上部和下部设有分隔板，通烟管道的两端分别穿设出分隔板实现通烟管道入口和出口处与冷却液隔离；壳体底部设有排渣口，排渣口处活动设置有密封件。

通过采用上述技术方案，经过焚烧处理后的烟气从入烟气口进入通烟管道，与壳体内的冷却液进行热交换，冷却到220℃以下后从出烟气口排出；因为冷却液是循环流通的，因此冷却效果很好，同时烟气并未与冷却液直接接触，不会污染冷却液，冷却液冷却后可以反复进行使用，无需进行特殊处理，更加节能环保；将焚烧处理后的烟气通过若干根通烟管道分流，既保证烟气的排放速度，又可以加快热交换，大大提高冷却速度；排渣口便于及时排渣，密封件限制烟气从排渣口排出，更加环保。

本实用新型进一步设置为：所述通烟管道设置为直形管且通烟管道长度方向与地面垂直，且通烟管道内侧壁开设有螺旋条纹。

通过采用上述技术方案，直形管利于烟气中的烟尘掉落，不容易积存在管道内，通烟管道与地面垂直，更利于烟尘由于重力作用而掉落；通烟管道内侧壁的螺旋条纹能够使烟气在通烟管道内形成湍流，对通烟管道内壁的附着的烟尘有更强的冲击力，烟尘更不容易附着在通烟管道内壁，烟气流通更加顺畅，进而可以减少去除通烟管道内壁烟尘的次数，有利于提高工作效率。

本实用新型进一步设置为：所述通烟管道均匀设置于壳体内，相邻通烟管道之间设有间隙。

通过采用上述技术方案，更利于通烟管道内的烟气与壳体内的冷却液进行热交换，而且热交换更加均匀，冷却速度更快；通烟管道之间设有间隙，冷却液可以将通烟管道包围，冷却效果更好。

本实用新型进一步设置为：所述壳体内设有温度传感器。

通过采用上述技术方案，温度传感器能够检测到壳体内的温度，进而更精确的控制冷却速度，减少二噁英的产生。

本实用新型进一步设置为：所述通烟管道的直径与壳体内径比为小于1:18。

通过采用上述技术方案，经试验发现，采用上述内径比更利于实现快速冷却烟气。

本实用新型进一步设置为：壳体底部设有进液阀，壳体顶部设有排气孔。

通过采用上述技术方案，进液阀设在壳体底部，与烟气的流通的方向相反，形成对流，冷却效果更好；热交换的过程中冷却液可能会被气化，排气孔将产生的气体及时排出，安全性更好。

本实用新型进一步设置为：所述排气孔内活动插设有排气阀。

通过采用上述技术方案，排气阀能够减少蒸发速度，也能实现气体的排放，更加节能。

本实用新型进一步设置为：所述壳体上方设有与入烟气口连通的预混区，所述预混区上开设有进烟口和用于通入稀释气体的进气口。

通过采用上述技术方案，稀释气体通过进气口进入后与烟气混合后能够稀释烟气，进而降低烟气的温度、粘度，更利于后期的冷却，灰尘也不容易粘附在入烟气口处和通烟管道内壁上。

本实用新型进一步设置为：所述稀释气体为空气或处理后的尾气，且通入量为烟气体积的10%-30%。

通过采用上述技术方案，空气容易获得，容易通入，而且成本低；处理后的尾气含有的烟尘少，温度低，也容易获得，容易通入，而且成本低，还能对尾气进行进一步处理。经测试发现，通入10%-30%的稀释气体能够使烟气降温50-100℃，冷却效果很好，而且也不会明显增加处理成本。

本实用新型进一步设置为：所述入烟气口处以及壳体底部靠近排通烟管道端部的内侧壁上均设有烟尘爆破装置。

通过采用上述技术方案，烟尘爆破装置在入烟气口处及通烟管道处爆破，形成振动，能够很好的将壳体内的烟尘排出，便于后期的使用。

本实用新型进一步设置为：所述烟尘爆破装置设置为激波吹灰器。

通过采用上述技术方案，激波吹灰器利用乙炔(煤气、天然气、液化气)等常用可燃气体和空气，经过各自的流量测控系统后，按一定比例进行均匀混合，然后送入燃烧室中燃烧。燃烧产生的气体压力被限制在一定的范围之内，在输出管的喷口处发射冲击波能与积灰状况适应。通过冲击波的作用使受热面上的积灰脱落，将被污染受热面上的灰尘颗粒、松散物、粘合物及沉积物除去。激波吹灰器除灰效果好，配置安全可靠，自动化可靠性高，设备投资少，产生效益高，降低除烟尘时工人劳动强度，运行成本低。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.经过焚烧处理后的烟气从入烟气口进入通烟管道，与壳体内的冷却液进行热交换，冷却到220℃以下后从出烟气口排出；因为冷却液是循环流通的，因此冷却效果很好，同时烟气并未与冷却液直接接触，不会污染冷却液，冷却液冷却后可以反复进行使用，无需进行特殊处理，更加节能环保；将焚烧处理后的烟气通过若干根通烟管道分流，既保证烟气的排放速度，又可以加快热交换，大大提高冷却速度；排渣口便于及时排渣，密封件限制烟气从排渣口排出，更加环保。

2.直形管利于烟气中的烟尘掉落，不容易积存在管道内，通烟管道与地面垂直，更利于烟尘由于重力作用而掉落；通烟管道内侧壁的螺旋条纹能够使烟气在通烟管道内形成湍流，对通烟管道内壁的附着的烟尘有更强的冲击力，烟尘更不容易附着在通烟管道内壁，烟气流通更加顺畅，进而可以减少去除通烟管道内壁烟尘的次数，有利于提高工作效率。

3.稀释气体与烟气混合后能够稀释烟气，进而降低烟气的温度、粘度，更利于后期的冷却，灰尘也不容易粘附在入烟气口处和通烟管道内壁上。

4.空气容易获得，容易通入，而且成本低；处理后的尾气含有的烟尘少，温度低，也容易获得，容易通入，而且成本低，还能对尾气进行进一步处理。经测试发现，通入10%-30%的稀释气体能够使烟气降温50-100℃，冷却效果很好，而且也不会明显增加处理成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例的俯视图。

图中：1、壳体；11、入烟气口；12、出烟气口；13、排渣口；14、密封件；15、预混区；151、进烟口；152、进气口；16、排气孔；17、排尘区；18、观察窗；19、进液阀；2、通烟管道；3、分隔板；4、温度传感器；5、排气阀；6、检修口；7、烟尘爆破装置；8、液面控制阀；9、出液阀。

具体实施方式

以下结合附图1-2和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

一种用于垃圾焚烧烟气处理的环保节能急冷器，如图1所示，包括壳体1和设置于壳体1内的若干根通烟管道2，壳体1上开设有与通烟管道2一端连通的入烟气口11，壳体1远离入烟气口11的一端开设有出烟气口12；壳体1内盛装有循环流通的冷却液；通烟管道2的两端均与冷却液隔离；壳体1底部设有排渣口13，排渣口13处活动设置有密封件14。

经过焚烧处理后的烟气从入烟气口11进入通烟管道2，与壳体1内的冷却液进行热交换，冷却到220℃以下后从出烟气口12排出；因为冷却液是循环流通的，因此冷却效果很好，同时烟气并未与冷却液直接接触，不会污染冷却液，冷却液冷却后可以反复进行使用，无需进行特殊处理，更加节能环保；将焚烧处理后的烟气通过若干根通烟管道2分流，既保证烟气的排放速度，又可以加快热交换，大大提高冷却速度；排渣口13便于及时排渣，密封件14限制烟气从排渣口13排出，更加环保。冷却液优选使用水，也可以使用其他市售的液态冷却液。

通烟管道2设置为直形管且通烟管道2长度方向与地面垂直，且通烟管道2内侧壁开设有螺旋条纹。直形管利于烟气中的烟尘掉落，不容易积存在管道内，通烟管道2与地面垂直，更利于烟尘由于重力作用而掉落；通烟管道2内侧壁的螺旋条纹能够使烟气在通烟管道2内形成湍流，对通烟管道2内壁的附着的烟尘有更强的冲击力，烟尘更不容易附着在通烟管道2内壁，烟气流通更加顺畅，进而可以减少去除通烟管道2内壁烟尘的次数，有利于提高工作效率。

结合图2，通烟管道2均匀设置于壳体1内，相邻通烟管道2之间设有间隙，更利于通烟管道2内的烟气与壳体1内的冷却液进行热交换，而且热交换更加均匀，冷却速度更快；通烟管道2之间设有间隙，冷却液可以将通烟管道2包围，冷却效果更好。通烟管道2的直径与壳体1内径比为小于1:18，烟气流通速度不低于12m/s。经试验发现，采用上述内径比更利于实现快速冷却烟气，也不会明显影响烟气流通速度。

壳体1内设有温度传感器4。温度传感器4能够检测到壳体1内的温度，进而更精确的控制冷却速度，减少二噁英的产生。

壳体1底部设有进液阀19，壳体1顶部设有排气孔16。进液阀19设在壳体1底部，与烟气的流通的方向相反，形成对流，冷却效果更好；热交换的过程中冷却液可能会被气化，排气孔16将产生的气体及时排出，安全性更好。

排气孔16内活动插设有排气阀5。排气阀5能够减少蒸发速度，也能实现气体的排放，更加节能。排气阀5为单向阀，便于排出空气，也不会有其他杂物进入壳体1。

壳体1上方设有与入烟气口11连通的预混区15，预混区15上开设有进烟口151和用于通入稀释气体的进气口152。

稀释气体通过进气口152进入后与烟气混合后能够稀释烟气，进而降低烟气的温度、粘度，更利于后期的冷却，灰尘也不容易粘附在入烟气口11处和通烟管道2内壁上。稀释气体为空气或处理后的尾气，且通入量为烟气体积的10%-30%。

空气容易获得，容易通入，而且成本低；处理后的尾气含有的烟尘少，温度低，也容易获得，容易通入，而且成本低，还能对尾气进行进一步处理。经测试发现，通入10%-30%的稀释气体能够使烟气降温50-100℃，冷却效果很好，而且也不会明显增加处理成本。

入烟气口11处以及壳体1底部靠近排通烟管道2端部的内侧壁上均设有烟尘爆破装置7。烟尘爆破装置7在入烟气口11处及通烟管道2处爆破，形成振动，能够很好的将壳体1内的烟尘排出，便于后期的使用。烟尘爆破装置7可以使用激波吹灰器。激波吹灰器利用乙炔(煤气、天然气、液化气)等常用可燃气体和空气，经过各自的流量测控系统后，按一定比例进行均匀混合，然后送入燃烧室中燃烧。燃烧产生的气体压力被限制在一定的范围之内，在输出管的喷口处发射冲击波能与积灰状况适应。通过冲击波的作用使受热面上的积灰脱落，将被污染受热面上的灰尘颗粒、松散物、粘合物及沉积物除去。激波吹灰器除灰效果好，配置安全可靠，自动化可靠性高，设备投资少，产生效益高，降低除烟尘时工人劳动强度，运行成本低。

如图1所示，壳体1上部和下部设有分隔板3，将冷却液和通烟管道2的端部隔离开来，限制冷却液和烟气的接触，壳体1顶部设有两个不同高度的液面控制阀8，靠近地面的液面控制阀8与通烟管道2的上端面齐平，使烟气一进入通烟管道2就开始冷却，冷却效果好，而且利于延长通烟管道2的使用寿命。另一个液面控制阀8高度靠近排气孔16的高度，便于壳体1的清洗。

形成预混区15的侧壁上设有观察窗18，便于观察预混区15的内部情况，也便于勘察其中的烟尘积累情况。

壳体1底部开设有检修口6，便于内部的检修。壳体1地面上连通有出液阀9，便于清洗壳体1内后液体的排出，由于液体相对比较干净，也可以将排出的液体用于后期的除酸塔。

壳体1内靠近排渣口13的分隔板3和排渣口13之间形成锥形的排尘区17，可以先预存一部分烟尘，再集中排出。

使用上述方案中环保节能急冷器进行烟气急速降温方法，步骤如下：

s1向壳体1内灌入循环流通的冷却液；

s2向入烟气口11内通入稀释气体与垃圾处理中产生的烟气混合形成混合烟气，混合烟气进入通烟管道2内与冷却液进行热交换；冷却后再排出壳体1；

s3定期清理壳体1内的灰尘。

提前灌好冷却液，烟气一通入就可以进行降温，降温效果更好；烟气和稀释气体混合后温度降低、粘度降低，便于后续的急速冷却；定期清理壳体1内灰尘便于保证烟气的顺便排出，也利于冷却烟气。

通过以上急冷器和烟气急速降温方法对烟气进行处理，试验结果是进入急冷器的烟气在1s内达到从550℃下降到220℃以下，后期检测到尾气中二噁英的含量低于0.1ngteq/nm3，远远低于国家标准《危险废物焚烧污染控制标准(gb18484-2001)》规定的要小于0.1ngteq/nm3。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。