申请/专利权人：中冶赛迪工程技术股份有限公司;中冶赛迪技术研究中心有限公司

申请日：2017-12-29

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN108006686B

主分类号：F23J15/02

分类号：F23J15/02;F23J15/06;F23J3/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2018.06.01#实质审查的生效;2018.05.08#公开

摘要：本发明公开了一种急冷余热锅炉，属于环保领域，包括沿烟气流向依次连接设置的烟气进管、燃烧沉降室、急冷换热器和烟气出管，急冷换热器垂直连通于燃烧沉降室顶部，烟气进管相对于燃烧沉降室与急冷换热器同侧布置，急冷换热器在与燃烧沉降室连通的底部设有至少一个拉瓦尔喷管。本发明使得800℃的高温烟气在2秒内迅速降温致200℃以下，不仅抑制了二噁英的合成，而且回收了烟气余热。

主权项：1.一种急冷余热锅炉，其特征在于，包括沿烟气流向依次连接设置的烟气进管5、燃烧沉降室1、急冷换热器3和烟气出管6，所述急冷换热器垂直连通于燃烧沉降室顶部，所述烟气进管相对于燃烧沉降室与急冷换热器同侧布置，所述急冷换热器在与燃烧沉降室连通的底部设有至少一个拉瓦尔喷管2。

全文数据：一种急冷余热锅炉技术领域[0001]本发明属于型环保技术领域，具体涉及一种急冷余热锅炉。背景技术[0002]在电炉冶炼，特别是带有废钢预热的电炉冶炼过程中，以及垃圾焚烧中，会产生大量高温烟气，由于废钢及垃圾经过高温后，烟气中会含有大量的二噁英前驱物，为防止烟气排放中二噁英的合成，急冷是一种有效的方式。目前电炉烟气大多采用喷水冷却的方式进行烟气急冷，喷水冷却不但消耗大量的水，而且使得烟气的有效余热没有回收。另一种方式是采用活性炭吸附的方式，将气态中的二噁英吸附在活性碳中，然后通过除尘器将活性炭补集下来，防止二噁英排放到大气中。活性炭吸附的方式需要大量碳粉，成本昂贵。发明内容[0003]有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种急冷余热锅炉，使得800°C的高温烟气在2秒内迅速降温致200°C以下，不仅抑制了二噁英的合成，而且回收了烟气余热。[0004]为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：[0005]本发明提供一种急冷余热锅炉，包括沿烟气流向依次连接设置的烟气进管、燃烧沉降室、急冷换热器和烟气出管，所述急冷换热器垂直连通于燃烧沉降室顶部，所述烟气进管相对于燃烧沉降室与急冷换热器同侧布置，所述急冷换热器在与燃烧沉降室连通的底部设有至少一个拉瓦尔喷管。[0006]进一步，所述燃烧沉降室、烟气进管采用内壁耐火绝热结构。[0007]进一步，多个所述的拉瓦尔喷管采用矩阵式、环形式或至少三排且排间呈梅花型交错排列式分布。[0008]进一步，所述的急冷换热器的内部设有换热管，所述换热管采用丁胞管。[0009]进一步，所述的换热管为斜向上布置，其斜向上的角度范围为15°〜90。。[0010]进一步，所述的急冷换热器的外壁上还设置有连通内部的吹灰器。[0011]进一步，所述的急冷换热器的外壁为冷却管焊接结构。[0012]本发明的有益效果_是：急冷器底部直接和燃烧沉降室相连，烟灰可直接落入燃烧沉降室内，燃烧沉降室内壁采用绝热结构，可以保证烟气中一氧化碳的燃尽，急冷换热器底部设有一个或多个拉瓦尔喷管与燃烧沉降室相连，保证了进入急冷换热器的烟气均流，这样烟气能够得到均匀急冷，急冷换热器内换热管为丁胞管，在强化换热的同时清灰更加容易，急冷换热器外壁为冷却管焊接结构，使外壁对烟气也能起到冷却效果。本急冷余热锅炉能实现2秒内将烟气从8〇0°C冷却到200-C以下，不仅抑制了二噁英的合成，而且回收了烟气余热。[0013]本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本友明的头践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明[0014]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：[0015]图1为本发明中的急冷余热锅炉结构示意图；[0016]图2为本发明中的拉瓦尔喷管布置图；[0017]图3为本发明中的丁胞管的机构示意图;a为正面图，b为截面图。具体实施方式[0018]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0019]请参阅图1，附图中的元件标号分别为:1_燃烧沉降室;2-拉瓦尔喷管;3-急冷换热器;4-换热管;5-烟气进管;6-烟气出管;7—吹灰器。[0020]本实施例基本如附图1所示:一种急冷余热锅炉，包括沿烟气流向依次连接设置的烟气进管5、燃烧沉降室1、急冷换热器3和烟气出管6,急冷换热器3垂直连通于燃烧沉降室1顶部，烟气进管5相对于燃烧沉降室1与急冷换热器3同侧布置，能够改变烟气流向，急冷换热器3在与燃烧沉降室1连通的底部设有至少一个拉瓦尔喷管2,拉瓦尔喷管2可防止急冷换热器内流场不均，导致烟气冷却不均的问题。[0021]本实施例中的燃烧沉降室1、烟气进管5采用内壁耐火绝热结构，能够有效防止800°c的烟气在烟气进管和燃烧沉降室中的缓慢降温，避免二噁英的生成。[0022]本实施例中的多个拉瓦尔喷管2采用环形式分布，如4-9个拉瓦尔喷管中，一个设置于中间，其余的围绕其环布于外，如图2所示，为7个拉瓦尔喷管布置型式，当然在不同的实施例中，还可以采用矩阵式或至少三排且排间呈梅花型交错排列式分布。[0023]本实施例中的急冷换热器3的内部设有换热管4，换热管4采用丁胞管，如图3所示，可强化传热，同时便于清灰。[0024]本实施例中的换热管4为斜向上布置，其斜向上的角度范围为15°〜90°。该结构的换热管可以形成自然循环，使得急冷换热器3更加节能。[0025]本实施例中的急冷换热器3上还设置有吹灰器7。能够保持急冷换热器的换热效率，并吹掉其内壁上的积灰。[0026]本实施例中的急冷换热器3的外壁为冷却管焊接结构。通过在冷却管内通入低温流体，以快速流动的低温流体能迅速带走热量，可使急冷换热器外壁对烟气也能起到冷却效果。[0027]下面详细阐述下本发明的工作原理：[0028]高于800°C含有二噁英前驱物的烟气从烟气进管5进入燃烧沉降室1中，在燃烧沆降室1内由于流向发生变化，同时燃烧沉降室1截面积扩大，流速迅速降低，灰尘在沉降室1内进行沉降，之后烟气通过多个拉瓦尔喷管2均流后进入急冷换热器3，在急冷换热器3内与丁胞管式的换热管4组成的急冷换热器3换热后温度迅速降低到20TC，从顶部烟气出管6进入后续除尘系统。运行一段时间后急冷换热管子上部出现积灰，可通过布置在急冷换热器外壁的吹灰器7吹掉积灰，保持急冷换热器的换热效率。急冷换热器内的换热管4采用斜向上布置，斜向上的角度范围为15°〜90°，可使换热管实现自然循环，无需循环泵，使得锅炉更加节能。采用上述方案，本发明不仅急冷抑制了二噁英的再次合成，而且回收了高温烟气的余热。同时底部进气口采用多个拉瓦尔喷管，使得急冷换热器横截面上的烟气流速更加均匀，避免了由于局部降温不均导致的局部二噁英合成。[0029]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

权利要求：1.一种急冷佘热锅炉，其特征在于，包括沿烟气流向依次连接设置的烟气进管5、燃烧沉降室（1、急冷换热器3和烟气出管¢，所述急冷换热器垂直连通于燃烧沉降室顶部，所述烟气进管相对于燃烧沉降室与急冷换热器同侧布置，所述急冷换热器在与燃烧沉降室连通的底部设有至少一个拉瓦尔喷管2。2.根据权利要求1所述的急冷余热锅炉，其特征在于，所述燃烧沉降室、烟气进管采用内壁耐火绝热结构。3.根据权利要求1所述的急冷余热锅炉，其特征在于，多个所述的拉瓦尔喷管采用矩阵式、环形式或至少三排且排间呈梅花型交错排列式分布。4.根据权利要求1所述的急冷余热锅炉，其特征在于，所述的急冷换热器的内部设有换热管⑷，所述换热管采用丁胞管。5.根据权利要求4所述的急冷余热锅炉，其特征在于，所述的换热管为斜向上布置，其斜向上的角度范围为15°〜9〇°。6.根据权利要求1所述的急冷余热锅炉，其特征在于，所述的急冷换热器的外壁上还设置有连通内部的吹灰器00。7.根据权利要求1所述的急冷余热锅炉，其特征在于，所述的急冷换热器的外壁为冷却管焊接结构。

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