[发明专利]一种高温气体雾化急速冷却系统及方法

权利要求书

1.一种使高温气体急速冷却至低温的方法，以快速跳过高温与低温之间的预设中间温度区域，其特征在于，根据预设降温幅度(流量和温度)和预设降温时间计算出冷却水雾化用量，配置一定动力条件(如压缩空气压力)，以此通过雾化装置在冷却塔中形成雾化，使高温气体在冷却塔处从高温在预定的短时间(即预设降温时间)内急速冷却至预定的低温(高温-预设降温幅度)，快速跳过预设中间温度区域(如产生污染物的温度区域)，冷却后的低温气体被风机抽走。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温烟气可以是有色金属冶炼过程中炉窑烟气；或塑料物料(如医疗垃圾、带有塑料的金属制品)高温焚烧后的烟气、钢铁、化工等不与水反应的高温气体。

3.一种在塑料制品焚烧工艺中防治二噁英污染的烟气冷却方法，其特征在于，使预定量的冷却水和预定压力的压缩空气通过雾化装置在冷却塔中形成雾化，使高温气体在冷却塔处在预定的短时间内急速冷却至预定的低温，快速跳过产生二噁英的温度区域，冷却后的气体由低温气体出口被风机抽走。

4.如权利要求1所述的烟气冷却方法，其特征在于，所述预定的短时间为1-10秒(优选2-5秒左右，更优选2秒)，所述高温气体在600℃或更高(优选800℃或更高)，所述预定的低温大于100℃(优选110-190℃，更优选180℃)，快速跳过的温度区域为180-500℃(优选300-450℃)。

5.一种高温气体雾化急速冷却系统，其特征在于，包括：

冷却前的高温气体温度探测装置和流量探测装置，分别用于测量冷却前的高温气体的温度和流量；

冷却塔，高温气体从冷却塔的底部向顶部流动，在冷却塔底部安装有温度和流量探测装置，冷却塔的上部分从四周喷冷却水，对高温气体进行冷却，冷却后的气体从顶端被抽出；

冷却后的气体温度探测装置和流量探测装置，分别用于测量冷却后的气体的温度和流量，并反馈给控制系统；

控制系统，其设有预设冷却温度控制器和冷却水供应时间控制器，根据高温气体温度和预设冷却温度(大于100℃，优选110-190℃，更优选180℃)计算雾化冷却需要的冷却水量，控制冷却水的喷射量和喷射时间，接收冷却后的气体温度探测装置和流量探测装置的数据反馈，并结合预设冷却温度对冷却水的喷射量和喷射时间进行自动微调；以及

雾化动力装置，其在设定的时间内(例如2秒)从冷却塔的上部分的四周向冷却塔内喷射预定量的冷却水(通过水分直接雾化成气体以吸收高温气体的热量进行冷却，冷却塔底部不产生多余液体水分，水量控制恰到好处)。

6.如权利要求5所述冷却系统，其特征在于，具有至少其中之一以下特征：所述控制系统是PLC控制系统；高温气体通过气体导向装置从冷却塔底部向顶部流动；所述冷却塔结构为下端尺寸小，上端尺寸大，以给予水雾化急速膨胀为气体的空间；所述气体导向装置为管道；所述高温气体进行预先处理(危险气体充分燃烧完毕、和/或过滤，再进入冷却塔系统)；所述雾化动力装置采用压缩空气；所述PLC控制系统控制喷水量和压缩空气量，具有自动计算功能、精确控制水量功能、和/或反馈微调功能的模块；所述冷却水的喷射被如此控制，以不与高温气体发生激烈的化学反应，从而防止产生有毒有害气体；所述气体温度测量装置为热电偶，流量探测装置为流量传感器；所述冷却塔带有水雾化喷嘴，喷出的雾化水均匀分布在冷却塔的断面；所述水雾化喷嘴具有自清洁功能(如一定压力的压缩空气自清洁功能)，防止结垢堵塞；所述雾化喷嘴是环状或者多个均布的，以确保雾化水均匀分布在冷却塔的端面；和还包括风机(例如，其可设置于冷却塔的顶部)，用于抽走冷却后气体。

7.一种高温气体雾化急速冷却的方法，其特征在于，包括：测量冷却前的高温气体的温度和流量；高温气体通过气体导向装置从冷却塔底部流向顶部，在冷却塔的上部分从四周喷冷却水，使预定量的冷却水和预定压力的压缩空气通过雾化装置在冷却塔中形成雾化，使高温气体在冷却塔处在预定的短时间内急速冷却至预定的低温，快速跳过产生污染物的温度区域；测量冷却后的气体温度和流量，反馈给PLC控制系统，结合预设冷却温度对冷却水量和/或冷却时间进行自动调节，冷却后的气体由低温气体出口被风机抽走。

8.如权利要求7所述的冷却方法，其特征在于：通过水分直接雾化成气体吸收高温气体的热量进行冷却，冷却塔底部不产生多余液体水分，水量控制恰到好处。