專利名稱：高溫煙氣急冷室的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高溫煙氣急冷室，屬于固體廢物(包括醫療廢物、危險廢物 及城市生活垃圾等)焚燒處置中產生的高溫煙氣驟冷的設備。
背景技術：
根據國家建設部頒布的行業標準《生活垃圾焚燒處理工程技術規范》 (CJJ90-2002)及國家環保部頒布的行業標準《醫療廢物集中處置工程建設技術規范(發布 稿)》(HJ/T175-2005)和《危險廢物集中處置工程建設技術規范(發布稿)》(HJ/T176_2005) 中均有“減少煙氣在200 400°C溫度區的滯留時間。”或“……廢物集中焚燒處置產生 的高溫煙氣應采取急冷處理，使煙氣溫度在1秒內下降到200°C以下，減少煙氣在200 500°C溫區的滯留時間。”的規定要求。其目的就在于最大限度地避免二噁英類(Pccds/ Pcdfs)毒害物質在此溫區的“再合成”，即被人們稱之為二噁英類(Pccds/Pcdfs)毒害物質 的“denov”合成過程。從而最大限度地避免二噁英類(Pccds/Pcdfs)毒害物質對焚燒處置 地周邊環境造成二次污染。目前在包括醫療廢物、危險廢物及城市生活垃圾等固體廢物的集中焚燒處置行業 中，對煙氣急冷處理通常應用“煙氣急冷洗滌器”或“表面式熱交換器”。其中，煙氣急冷洗滌器是將煙氣的急冷和去除煙氣中的酸性污染物(包括氯化 氫、氟化氫及硫氧化物等)兩大功能集于一體。然而，眾所周知，采用噴淋法濕法脫酸雖具 有很高的脫酸效率，但其前提要求是高溫煙氣在反應器內應有足夠的滯留時間，以保證噴 入的堿性物與煙氣中的酸性污染物發生完全的中和化學反應，才能徹底去除煙氣中的酸性 污染物。由此可見，要在不足1秒的時間內使噴入的堿性物與煙氣中的酸性污染物之間的 中和化學反應進行得很徹底、很完全，是不現實的。而表面式熱交換器實際上是把煙氣視為熱介質，在表面式熱交換器的管束中引入 冷介質，如冷水，煙氣在管殼中與管束中的冷水逆向流動，通過換熱器表面進行間接傳熱， 冷水吸收了煙氣的熱量而溫度升高，煙氣因釋放熱量而溫度降低。其煙氣不可能在1秒以 內由500°C迅速下降到200°C，無法避開廢物焚毀的熱能利用在200 500°C溫度區間，焚燒 的煙氣會產生二噁英類毒害物質，對焚燒處置地周邊環境造成二次污染。

實用新型內容為了解決上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種能夠使 500°C的高溫煙氣在1秒內下降到200°C或以下，減少煙氣在200 500°C溫區的滯留時間，
不會產生二次污染的高溫煙氣急冷室。為了實現上述目的，本實用新型采用了如下的技術方案一種高溫煙氣急冷室，其 特點為它包括一帶有半圓形拱頂的長方形室體及室體四周的圍墻，所述室體四周圍墻頂 邊與所述半圓形拱頂底邊相接處設置有圈梁；它還設置有一隔墻，垂直設置于所述室體中部，其高度與所述室體圈梁的高度相同；該隔墻將所述室體一分為二，分別設為前急冷室與后急冷室；2組霧化噴嘴分別插設于所述前急冷室長向兩側相對設置的所述圈梁上，每組霧 化堿液噴嘴設有1 3個；一高溫煙氣進氣口，設置于所述前急冷室下方寬向的一側；一高溫煙氣出氣口，設置于所述后急冷室下方寬向的一側；在所述前急冷室寬向一側與所述后急冷室寬向一側鄰近于所述隔墻處各裝有一 檢修門。上述的隔墻為硅質耐火磚砌筑而成，其厚度為230毫米。上述的半圓形拱頂由內外兩層材質構筑而成；其中，內層為耐火磚砌筑或澆注硅 質耐火澆注料中的任一種，其厚度為150 200毫米；外層為陶砂水泥砂漿層，其厚度為 20 50毫米。上述的圍墻外壁為紅磚墻體，其厚度為230毫米；其內壁為硅質耐火磚墻體，其厚 度為115毫米；硅質耐火磚墻體所用的硅質耐火磚選用偏酸性耐火材料；紅磚墻體與所述 硅質耐火磚墻體之間留有10 20毫米熱膨脹縫；紅磚墻體與硅質耐火磚墻體之間沿長度 方向每隔0. 5 1. 0米、高度方向每隔0. 35 0. 60米的位置砌筑有1塊橫向嵌入的硅質 標準耐火磚，將紅磚墻體與硅質耐火磚墻體的兩墻之間固定連接，以增加墻體的整體性和 穩定性；該硅質耐火磚長230毫米，寬115毫米，高55毫米。上述的檢修門為雙層設置，外側為填充有隔熱材料的復合鋼板，厚度為50 100 毫米，內側設有硅質耐火磚層，其厚度為230毫米。在距上述煙氣進風口垂直中心線上方的墻壁上邊緣150 200毫米處和距煙氣出 風口垂直中心線上方的墻壁上邊緣150 200毫米處分別開設有熱電偶插入孔，其內裝有 溫度在線監測儀。上述的霧化噴嘴為堿液噴嘴；該堿液噴嘴為高壓細噴噴嘴，噴出的霧狀堿液液滴 粒徑為0. 1 0. 3mm。由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果為1)在該高溫煙氣急冷室內 側與高溫煙氣接觸的所有部位均設置有由硅質耐火磚或硅質耐火澆注料構成的耐火保溫 層；所用的硅質耐火材料可選用偏酸性耐火材料，具有良好的耐高溫性能及抗酸腐蝕能力， 可以較好的解決煙氣的高溫和煙氣中的酸性污染物的腐蝕問題。2)前急冷室寬向兩側拱頂 與墻壁相接的圈梁處相對設有兩組霧化堿液噴嘴，兩組霧化噴嘴安插的數量是相同的；每 組霧化堿液噴嘴可靈活設置1 3個，霧化堿液噴嘴選用高壓細噴噴嘴，噴出的霧狀堿液液 滴粒徑在0. 1 0. 3mm之間，從而使堿液呈高度分散狀態與高溫煙氣接觸，迅速吸熱汽化， 使煙氣的溫度在1秒內下降到200°C或以下，實現煙氣的急冷。3)高溫煙氣的進、出風口分 別設在高溫煙氣急冷室兩端下部，煙氣從進風口進入高溫煙氣急冷室后受到隔墻的阻擋而 改變流動方向，由水平流動變為向上流動，與噴嘴向下噴出的霧化堿液形成逆向對流，更有 利于增加霧化堿液在煙氣中分散度；同時實現煙氣中的酸性污染物的中和化學反應及對煙 氣進行了半干法脫酸處理的目的。4)由于該實用新型高溫煙氣急冷機中間設有隔墻，煙氣 進入急冷室后的流速極為緩慢，僅為0. 4 0. 6m/sic，再受到隔墻和拱頂的阻擋后流向發 生多次變化，煙氣中粒徑較大、自重較重的塵粒在其慣性和自身重力的作用下使其從煙氣 中離析出來，沉落于高溫煙氣急冷室底部而使煙氣的含塵濃度得以降低。5)在前急冷室、后
4急冷室各設置1個檢修門，便于對急冷室內部進行檢修或清除積灰，正常運行時兩門密閉， 門內側干砌硅質耐火磚以抵御煙氣中的酸性污染物的腐蝕。6)在前急冷室的高溫煙氣進風 口和后急冷室的高溫煙氣出風口處分別裝有溫度在線監測儀，可以實時、有效地監控設備 的運行工況。

圖1為本實用新型整體結構的剖面示意圖圖2為圖IA-A面的結構示意圖
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型為帶有半圓形拱頂2的長方形室體及室體四周的圍 墻，半圓形拱頂和圍墻均采用雙層墻體復合而成；其中，半圓形拱頂的外層為陶砂水泥砂漿 層1，其厚度為20 50毫米，內層為硅質耐火磚層2，也可根據需要采用硅質耐火澆注料 層，其厚度為150 200毫米；圍墻的外層為紅磚墻體4，厚度為240毫米；內層為硅質耐火 磚墻體5，厚度為115毫米；紅磚墻體4與硅質耐火磚墻體5之間留有10 20毫米熱膨脹 縫；為了增加墻體的整體性和穩定性，砌筑時，在紅磚墻體與硅質耐火磚墻體之間沿長度方 向每隔0. 5 1. 0米、高度方向每隔0. 35 0. 60米的位置橫向砌筑1塊標準的硅質耐火 磚，該硅質耐耐火磚的長為230毫米，寬為115毫米，高為55毫米，該硅質耐火磚將紅磚墻 體與硅質耐火磚墻體連接為間隔有熱膨脹縫的圍墻；上述的半圓形拱頂由內外兩層材質構 筑而成；其中，內層為耐火磚砌筑或澆注硅質耐火澆注料中的任一種，其厚度為150 200 毫米；外層為陶砂水泥砂漿層，其厚度為20 50毫米；其中所用的硅質耐火磚墻體所用的 硅質耐火磚選用偏酸性耐火材料。在距上述煙氣進風口垂直中心線上方的墻壁上邊緣150 200毫米處和距煙氣出 風口垂直中心線上方的墻壁上邊緣150 200毫米處分別開設有熱電偶插入孔，其內裝有 溫度在線監測儀。半圓形拱頂底邊和圍墻的頂邊相接處裝有圈梁，圈梁為雙層設置，其內層為硅質 耐火混凝土圈梁11，外層為鋼筋混凝土圈12 ；在前急冷室寬向兩側的圈梁處對應開有2組 霧化噴嘴3的插入孔；每組霧化堿液噴嘴可采用1 3個；因高溫煙氣急冷室的規格大小 不同、處理煙氣量的多少不同，使用的霧化堿液噴嘴也不同；急冷室大，煙氣處理量也大，配 備的噴嘴也就多些；所用的堿液噴嘴為高壓細噴噴嘴，高壓細噴噴嘴為市售產品，噴出的霧 狀堿液液滴粒徑為0. 1 0. 3mm，從而使堿液呈高度分散狀態與高溫煙氣接觸，迅速吸熱汽 化，使煙氣的溫度在1. 0秒內下降到200°C或以下，實現將高溫煙氣的急冷。隔墻8垂直安裝于該高溫煙氣急冷室中部，將該高溫煙氣急冷室一分為二，分隔 為拱頂貫通的前急冷室7和后急冷室10 ；隔墻8用硅質耐火磚砌筑，厚度為230毫米；高溫 煙氣進風口 6和高溫煙氣出風口 13分別設置在前急冷室7和后急冷室10的長向端墻的下 部。在前急冷室7和后急冷室10的長向一側鄰近隔墻8處各設有1個檢修門9，檢修 門9為雙層設置，其外側為填充了隔熱材料的復合鋼板，厚度為50 100毫米；內側為硅質 耐火磚層14，其厚度為230毫米；隔熱材料選用輕質耐火隔熱澆注料。[0027]在距上述煙氣進風口 6外端垂直中心線上方的墻壁上邊緣150 200毫米處和距 煙氣出風口 13垂直中心線上方的墻壁上邊緣150 200毫米處分別開設有熱電偶插入孔， 其內裝有溫度在線監測儀(圖中未示)。本實用新型的工作原理為約500°C的高溫煙氣從設在高溫煙氣急冷室一端的高 溫煙氣進風口 6進入前急冷室7后，受到隔墻8的阻擋而改變流動方向，由水平流動變為向 上流動，與霧化噴嘴3向下噴出的霧化堿液形成逆向對流，從而使霧化堿液以極大的表面 積高度分散于高溫煙氣之中，迅速吸收高溫煙氣的熱量，由液態的水汽化為氣態的汽。煙氣越過隔墻8后，在后急冷室10墻壁的阻擋下折返向下流動，霧化堿液的水份 汽化后堿性物依然高度分散在煙氣之間，與煙氣中的酸性污染物有著充分接觸，又由于煙 氣在高溫煙氣急冷室的滯留時間長達12 15秒，為噴入的堿性物與煙氣中的酸性污染物 的中和化學反應提供了充裕的反應時間。因此，噴入高溫煙氣急冷室的霧化堿液在前急冷室主要是完成了對高溫煙氣的急 冷，使煙氣的溫度在1秒內由 500°C下降到200°C或以下；在后急冷室10，霧化堿液除了 使煙氣溫度繼續冷卻，冷卻至100°C或以下，而堿液中的堿性物與煙氣中的酸性污染物的中 和化學反應對煙氣進行了 一級脫酸處理。由于煙氣與霧化堿液的熱量轉換和霧化堿液由液相持轉換為氣相均在瞬間完成， 因而保證了煙氣在1秒鐘以內由 500°C迅速下降到200°C或以下。而且分散在煙氣之間 的堿性物總量遠大于煙氣中的酸性污染物總量，因此，在高溫煙氣急冷室后急冷室10，霧化 堿液中的堿性物與煙氣中的酸性污染物的中和化學反應并對煙氣進行了半干法脫酸處理; 前述所用的堿性物選用氫氧化鈉。由于煙氣在高溫煙氣急冷室的流速極為緩慢，僅為0. 4 0. 6m/sic，而且受到隔 墻8和拱頂的阻擋后流向發生多次變化，煙氣中粒徑較大、自重較重的塵粒在其慣性和自 身重力的作用下使其從煙氣中離析出來，沉落于高溫煙氣急冷室底部而對煙氣進行了除塵處理。高溫煙氣急冷室的高溫煙氣進風口 6外端與高溫煙氣出風口 13外端分別設置了 溫度在線監測儀(圖中未示)，以實時、有效地監控設備的運行工況，并根據煙氣的出口溫 度調節霧化堿液的噴入量以控制煙氣的出口溫度穩定在100°c以下。每組霧化堿液噴嘴的規格和數量因高溫煙氣急冷室的規格大小、處理煙氣量的不 同而不同。噴嘴選用高壓細噴噴嘴，噴出的霧狀堿液液滴粒徑在0. 1 0.3mm之間，從而 使堿液呈高度分散狀態與高溫煙氣接觸，迅速吸熱汽化，使煙氣的溫度在1.0秒內下降到 200°C或以下，實現煙氣的急冷。在前急冷室7、后急冷室10設置的檢修門9，只在檢修或清除積灰時開啟，供操作 人員入內工作用。正常運行時兩門密閉，門內側干砌硅質耐火磚層14以抵御煙氣中的酸性 污染物的腐蝕。
權利要求一種高溫煙氣急冷室，其特征在于它包括一帶有半圓形拱頂的長方形室體及室體四周的圍墻，所述室體四周圍墻頂邊與所述半圓形拱頂底邊相接處設置有圈梁；它還設置有一隔墻，垂直設置于所述室體中部，其高度與所述室體圈梁的高度相同；該隔墻將所述室體一分為二，分別設為前急冷室與后急冷室；2組霧化噴嘴分別插設于所述前急冷室長向兩側相對設置的所述圈梁上；一高溫煙氣進氣口，設置于所述前急冷室下方寬向的一側；一高溫煙氣出氣口，設置于所述后急冷室下方寬向的一側；在所述前急冷室寬向一側與所述后急冷室寬向一側鄰近于所述隔墻處各裝有一檢修門。
2.根據權利要求1所述的高溫煙氣急冷室，其特征在于所述隔墻為硅質耐火磚砌筑 而成，其厚度為230毫米；每組所述霧化堿液噴嘴設有1 3個。
3.根據權利要求1所述的高溫煙氣急冷室，其特征在于所述半圓形拱頂由內外兩 層材質構筑而成；其中，內層為耐火磚砌筑或澆注硅質耐火澆注料中的任一種，其厚度為 150 200毫米；外層為陶砂水泥砂漿層，其厚度為20 50毫米。
4.根據權利要求1所述的高溫煙氣急冷室，其特征在于所述圍墻外壁為紅磚墻體，其 厚度為230毫米；其內壁為硅質耐火磚墻體，其厚度為115毫米；所述硅質耐火磚為偏酸性 耐火材料；所述紅磚墻體與所述硅質耐火磚墻體之間留有10 20毫米熱膨脹縫，所述紅磚 墻體與所述硅質耐火磚墻體之間沿長度方向每隔0. 5 1. 0米、高度方向每隔0. 35 0. 60 米的位置橫向砌筑有一標準磚，將所述紅磚墻體與所述硅質耐火磚墻體搭接為一體。
5.根據權利要求1所述的高溫煙氣急冷室，其特征在于所述檢修門為雙層，外側為填 充有隔熱材料的復合鋼板，厚度為50 100毫米，內側設有硅質耐火磚層，其厚度為230毫 米。
6.根據權利要求1所述的高溫煙氣急冷室，其特征在于在距所述煙氣進風口垂直中 心線上方的墻壁上和所述煙氣出風口垂直中心線上方的墻壁上分別開設熱電偶插入孔，其 內裝有溫度在線監測儀。
7.根據權利要求6所述的高溫煙氣急冷室，其特征在于所述熱電偶插入孔分別距所 述煙氣進風口上方和所述煙氣出風口上方邊緣150 200毫米處。
8.根據權利要求1所述的高溫煙氣急冷室，其特征在于所述霧化噴嘴為堿液噴嘴；該 堿液噴嘴為高壓細噴噴嘴，噴出的霧狀堿液液滴粒徑為0. 1 0. 3mm。
專利摘要本實用新型公開了一種高溫煙氣急冷室，屬于包括醫療廢物、危險廢物及城市生活垃圾等固體廢物焚燒處置中產生的高溫煙氣驟冷的設備。該設備設一帶有半圓形拱頂的長方形室體及室體四周的圍墻，室體四周圍墻頂邊與半圓形拱頂底邊相接處設置有圈梁；在室體中部垂直設置有一高度與室體圈梁的高度相同的隔墻，將室體分為前急冷室與后急冷室；2組霧化噴嘴分別插設于前急冷室長向兩側相對設置的圈梁上；前急冷室下方寬向一側開有高溫煙氣進氣口；后急冷室下方寬向一側開有高溫煙氣出氣口；在前急冷室寬向一側與后急冷室寬向一側鄰近于隔墻處各裝有一檢修門。焚燒中產生的高溫煙氣可在1秒內由500℃降至200℃或以下，并繼續冷卻至100℃或以下，無毒無二次污染。
文檔編號F23J15/06GK201688426SQ201020188719
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月7日 優先權日2010年5月7日
發明者傅玉, 吳柏梁, 徐穎, 曾浩, 李林平, 王春山, 王毅, 郭沨 申請人:湖北中油環保集團股份有限公司;吳柏梁