[发明专利]一种喷淋孔密度变化的急冷换热器

说明书

技术领域

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

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℃骤降至200℃。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℃高温烟气直接冷却至200℃以下，现有急冷器结构无法实现该工艺要求。

发明内容

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℃或以上的高温烟气直接骤降至水汽饱和温度100℃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。

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。

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。

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。

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。

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。

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R1，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R1/R2<0.5, 0.83<c<0.9；

当R1/R2>0.5，0.78<c<0.83；

当R1/R2=0.5， c=0.83；

0.4<R1/R2<0.6；

18°<A<50°；

14°<B<45°；

R1=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。