一种危废焚烧烟气水冷循环装置

技术领域

本发明涉及烟气水冷循环技术领域，具体为一种危废焚烧烟气水冷循环装置。

背景技术

危险废物焚烧系统在除尘器后设有脱酸塔，脱酸塔的材质一般为玻璃钢，国内玻璃钢正常运行耐温不超过150℃，除尘器出口烟气通常在160-180℃之间，如果直接进入玻璃钢脱酸塔，将超过玻璃钢的耐受温度，将导致脱酸塔软化和变形，甚至会发生脱酸塔坍塌的安全事故。为此，需在烟气进入玻璃钢脱酸塔前将烟气降温，通常采用喷水降温的措施，由于该区间喷水降温正值烟气的低温腐蚀温度期间，将对设备产生严重的腐蚀，使用几个月后便需停炉更换，严重影响了系统的连续运行，增加了运行的成本和检修的成本。

危险废物焚烧工艺均设有湿法脱酸系统，利用循环碱液与烟气中的酸性物质发生化学反应，从而将酸性物质从烟气中去除。脱酸塔通常布置在除尘器出口，此时烟气温度在160-180℃之间，脱酸塔出口烟气在70℃左右，循环碱液在循环过程中，会不断吸收烟气的热量，从而使循环水温度得以升高，循环水需进行降温处理，否则较高的温度会影响脱酸塔的降温效果和脱酸效果。通常采用管式换热器对循环碱液进行冷却，向管式换热器内通入冷却水，对循环碱液进行冷却，被冷却后的低温循环碱液进入脱酸塔。循环碱液中有大量的盐分，在换热时会产生较为严重的盐腐蚀，同时会发生结盐堵塞情况，运行一段时间需停炉清洗，无法保证设备的连续运行，另外换热器的使用寿命很短，几个月便需要更换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一种危废焚烧烟气水冷循环装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种危废焚烧烟气水冷循环装置，包括降温装置、循环装置、第一脱酸塔、第二脱酸塔、水管和烟气管道，第一脱酸塔侧面通过烟气管道和第二脱酸塔侧面紧固连接，第一脱酸塔和第二脱酸塔通过水管与循环装置连接，循环装置和降温装置通过水管连接，降温装置和第一脱酸塔紧固连接，降温装置包括水箱和分配环，分配环和第一脱酸塔紧固连接，所述水箱和第一脱酸塔紧固连接，分配环设有分配环槽，分配环槽底端设有若干环槽出水口，第一脱酸塔包括塔身和塔顶盖，塔顶盖顶端设有进水孔，环槽出水口朝向塔身内壁面。

本发明通过在第一脱酸塔顶部固连一个分配环，分配环槽内的水从第一脱酸塔顶部沿着壁面进入塔身内壁，在塔身内部形成均匀的水膜层，该水膜层对塔身玻璃钢材料形成保护，水膜在向下流动的过程中，会议不断蒸发，为此，可以保证脱酸塔内壁的温度不会超过100℃，使内壁不易损坏。第一脱酸塔通过烟气管道和第二脱酸塔连接，将初步脱酸后的烟气送到第二脱酸塔内进一步脱酸，第一脱酸塔和第二脱酸塔分别通过水管和循环装置连接，将中和过后的碱液收集起来并输送到循环装置内进行冷却循环利用，减少水资源的利用，降低成本，冷却后的碱液通过水管将碱液输送到水箱中进行补充。

将降温装置安装在第一脱酸塔顶部，使水箱中碱液可以通过自重流出，碱液从水箱底部出水口流到塔顶盖进水口，然后流入分配环槽内，分配环安装在第一脱酸塔顶部，使分配环槽内的碱液通过正对着塔身的环槽出水口流出，并顺着塔身向下流动，在塔身内壁形成一层均匀的水膜层，碱液向下流动的过程中不断蒸发，吸收烟气中的热量，同时和烟气进行中和反应，使烟气温度降低，保持第一脱酸塔内壁温度不会超过100℃。国内玻璃钢正常运行耐温不超过150℃，除尘器出口烟气通常在160-180℃之间，如果直接进入玻璃钢脱酸塔，将超过玻璃钢的耐受温度，将导致脱酸塔软化和变形，通过水膜层保证了玻璃钢材质塔身的不会因温度过高受损。水箱设计一定的高度，通过液位控制器控制液位，该水箱同样起到将脱酸塔烟气与外界隔离的作用，起到密封的效果。

进一步的，水箱包括补水阀、储水槽和液位控制器，液位控制器在储水槽内，液位控制器和补水阀相连，进水孔和储水槽底端出水孔相补水阀固连在储水槽外侧，所述补水阀靠近储水槽一端和储水槽顶部进水口紧固连接，补水阀远离储水槽一端和水管紧固连接。

将液位控制器设置在储水槽内，通过浮球感知储水槽内碱液的高度，使储水槽内保持一定的液面高度，液位控制器还与补水阀连接，当储水槽内因使用造成液面下降时，打开补水阀阀门，进行碱液的补充，补水阀外接在储水槽表面，便于和水管连接，进水孔和储水槽底端出水孔连接在一起方便水从储水槽流出时尽快流入分配环槽，在需要快速散热时，保证了足够的流量形成水膜，散热效果更好。

进一步的，分配环顶端设有若干环槽固定孔，塔顶盖顶端设有若干塔顶固定孔，塔顶盖和分配环紧固连接，降温装置还包括固定件，固定件穿过塔顶固定孔和环槽固定孔，固定件外圆面与环槽固定孔和塔顶固定孔孔面贴合。

在塔顶盖和分配环上设有若干固定孔，通过固定件使塔顶盖和分配环固定，防止烟气泄露，分配环长期在高温、高压和强腐蚀的条件下工作，容易损坏，需要时便于拆卸维修和更换。

进一步的，循环装置包括循环池、隔板、一级蒸发平台、二级蒸发平台、密封罩、排风机和支撑板，循环池底面依次设置有进水区、一级落水区、二级落水区和出水区，循环池池底向上延伸固连两个支撑板，循环池上端向下延伸固连两个隔板，支撑板和隔板间隔设置，支撑板上端分别与一级蒸发平台和二级蒸发平台侧面固连，密封罩底端和循环池上表面固连，排风机进风口和密封罩固连。

在循环池内依次设置进水区、一级落水区、二级落水区和出水区，使循环水从水管流入时，直接进入进水区，被支撑板阻挡，随着进水区碱液的增多，碱液液面沿着支撑板升高，直到漫过支撑板，一级蒸发平台侧面和支撑板上端固连，一级蒸发平台为夹套式，内通有冷却水，循环水在一级蒸发平台表面形成水膜，被冷却水冷却，增大了与空气的接触面积，便于循环水的蒸发，同样增大了和冷却水的热交换，便于循环水的快速循环使用，循环水从一级蒸发平台上落下后，流入一级落水区，一级落水区上方设有隔板，通过隔板和支撑板的间隔布置，改变一级落水区内的循环水流向，使循环水从底端沿着隔板和支撑板自下而上翻至二级蒸发平台，部分循环水在平台表面蒸发，二级蒸发平台同样为夹套式设计，内部通过的冷却水对流经的循环水进行二次冷却，从二级蒸发平台上流过的循环水沿着隔板流入二级落水区，循环水最后流向出水区，中和反应产生的盐类产物在出水区逐渐析出，便于清理。蒸发产生蒸汽被上方的密封罩收集，并通过排风机送至VOC处理设施进行处理，此外，隔板同样起到降低水流对循环池的碰撞冲击作用，使循环池内的水不会四处乱溅，通过循环池对循环水进行循环利用，减少的水资源的使用，降低了使用成本，通过循环池对碱液进行冷却，避免了管道发生结盐堵塞的情况，通过两级蒸发平台使散热效果更为优越。

进一步的，第一脱酸塔顶部设有烟气进管，所述塔顶盖中间设有进管口，所述烟气进管外圆面和塔顶盖进管口固定连接，所述塔身下端设有出水口，所述第二脱酸塔底端设有出水口，所述出水口通过水管伸入进水区内，出水口和水管外圆面紧固连接，所述塔身侧面设有出烟孔，所述烟气管道进烟端插入出烟孔内，烟气管道外表面和出烟孔贴合，所述第二脱酸塔侧面设有进烟孔，所述烟气管道出烟端插入进烟孔内。

高温烟气从除尘塔顺着烟气进管流入第一脱酸塔，通过烟气管道和塔顶盖进管口固连，具有良好的密封性，使烟气不易泄露，在第一脱酸塔和第二脱酸塔下端均设有出水口，和水管密封连接，塔内的循环碱液在重力作用下汇聚于底部，然后顺着出水口流出，通过水管将碱液输送到循环池的进水区，方便降温和再次利用，在第一脱酸塔和第二脱酸塔间输送烟气，通过烟气管道使密封效果更好，在塔身底端设置出烟口保证了水膜和烟气的最大接触行程，散热效果更好。

作为优化，在循环池和水箱之间水管上设置一个水泵，使出水区的循环碱液不受高度影响，直接输送到水箱内，通过补水阀对流量进行调节，使用水管连接让各装置之间不受距离影响。

作为优化，在塔身上设置温控仪，实时监控塔内温度，该温度反映了水膜层的厚度，如果温度过高则增大补水阀的开角，使储水槽出水量增加。

作为优化，水膜层和塔身内壁贴合，烟气处于低温腐蚀阶段，水膜层隔绝了烟气和塔身的接触，减小的对塔身的腐蚀，使用寿命增长。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过在塔身内壁形成水膜保护层，对焚烧烟气进行降温，并隔绝了烟气和塔身的接触，使脱酸塔不会因为烟气温度过高发生软化和变形，防止塔身被烟气腐蚀，新增加了使用寿命；通过循环池和两级蒸发平台对碱液进行冷却循环使用，使循环结构不会发生结盐堵塞的情况，使换热结构能够长效平稳的运行。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的总体装配结构示意图；

图2是本发明的降温装置装配结构示意图；

图3是本发明的固定结构示意图；

图4是本发明的补水控制机构示意图；

图5是本发明的循环池装配图；

图6是本发明的循环池局部剖视图；

图7是本发明的第一脱酸塔俯视图；

图8是本发明分配环剖视图；

图中：1-降温装置、11-水箱、111-补水阀、112-储水槽、113-液位控制器、12-分配环、121-分配环槽、1211-环槽出水口、122-环槽固定孔、13-水膜层、14-固定件、2-循环装置、21-循环池、211-一级落水区、212-二级落水区、213-进水区、214-出水区、22-隔板、231-一级蒸发平台、232-二级蒸发平台、24-密封罩、25-排风机、26-支撑板、3-第一脱酸塔、31-温控仪、32-烟气进管、33-塔身、331-出水口、332-出烟孔、34-塔顶盖、341-进水口、342-塔顶固定孔、4-第二脱酸塔、41-进烟孔、5-水泵、6-水管、7-烟气管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～3所示，一种危废焚烧烟气水冷循环装置，包括降温装置1、循环装置2、第一脱酸塔3、第二脱酸塔4、水管6和烟气管道7，第一脱酸塔3侧面通过烟气管道7和第二脱酸塔4侧面紧固连接，第一脱酸塔3和第二脱酸塔4通过水管6与循环装置2连接，循环装置2和降温装置1通过水管6连接，降温装置1和第一脱酸塔3紧固连接，降温装置1包括水箱11和分配环12，分配环12和第一脱酸塔3紧固连接，所述水箱11和第一脱酸塔3紧固连接，分配环12设有分配环槽121，分配环槽121底端设有若干环槽出水口1211，第一脱酸塔3包括塔身33和塔顶盖34，塔顶盖34顶端设有进水孔，环槽出水口1211朝向塔身33内壁面。

本发明通过在第一脱酸塔3顶部固连一个分配环12，分配环槽内121的水从第一脱酸塔3顶部沿着壁面进入塔身33内壁，在塔身33内部形成均匀的水膜层13，该水膜层13对塔身33玻璃钢材料形成保护，水膜在向下流动的过程中，会议不断蒸发，为此，可以保证脱酸塔内壁的温度不会超过100℃，使内壁不易损坏。第一脱酸塔3通过烟气管道7和第二脱酸塔4连接，将初步脱酸后的烟气送到第二脱酸塔4内进一步脱酸，第一脱酸塔3和第二脱酸塔4分别通过水管6和循环装置2连接，将中和过后的碱液收集起来并输送到循环装置2内进行冷却循环利用，减少水资源的利用，降低成本，冷却后的碱液通过水管6将碱液输送到水箱11中进行补充。

将降温装置1安装在第一脱酸塔3顶部，使水箱11中碱液可以通过自重流出，碱液从水箱44底部出水口流到塔顶盖34进水口，然后流入分配环槽121内，分配环12安装在第一脱酸塔3顶部，使分配环槽121内的碱液通过正对着塔身33的环槽出水口1211流出，并顺着塔身33向下流动，在塔身33内壁形成一层均匀的水膜层13，碱液向下流动的过程中不断蒸发，吸收烟气中的热量，同时和烟气进行中和反应，使烟气温度降低，保持第一脱酸塔3内壁温度不会超过100℃。国内玻璃钢正常运行耐温不超过150℃，除尘器出口烟气通常在160-180℃之间，如果直接进入玻璃钢脱酸塔，将超过玻璃钢的耐受温度，将导致脱酸塔软化和变形，通过水膜层13保证了玻璃钢材质塔身的不会因温度过高受损。水箱11设计一定的高度，通过液位控制器113控制液位，该水箱11同样起到将脱酸塔烟气与外界隔离的作用，起到密封的效果。

如图1、2所示，水箱11包括补水阀111、储水槽112和液位控制器113，液位控制器113在储水槽112内，液位控制器113和补水阀111相连，塔顶盖34上的进水孔341和储水槽112底端出水孔相连，补水阀111固连在储水槽112外侧，所述补水阀111靠近储水槽112一端和储水槽112顶部进水口紧固连接，补水阀111远离储水槽112一端和水管6紧固连接。

将液位控制器113设置在储水槽112内，通过浮球感知储水槽112内碱液的高度，使储水槽112内保持一定的液面高度，液位控制器113还与补水阀111连接，当储水槽112内因使用造成液面下降时，打开补水阀111阀门，进行碱液的补充，补水阀111外接在储水槽112表面，便于和水管6连接，进水孔341和储水槽112底端出水孔连接在一起方便水从储水槽112流出时尽快流入分配环槽121，在需要快速散热时，保证了足够的流量形成水膜，散热效果更好。

如图7、8所示，分配环12顶端设有若干环槽固定孔122，塔顶盖34顶端设有若干塔顶固定孔342，塔顶盖34和分配环12紧固连接，降温装置1还包括固定件14，固定件14穿过塔顶固定孔342和环槽固定孔122，固定件14外圆面与环槽固定孔122和塔顶固定孔342孔面贴合。

在塔顶盖34和分配环12上设有若干固定孔，通过固定件14使塔顶盖34和分配环12固定，防止烟气泄露，分配环12长期在高温、高压和强腐蚀的条件下工作，容易损坏，需要时便于拆卸维修和更换。

如图5、6所示，循环装置2包括循环池21、隔板22、一级蒸发平台231、二级蒸发平台232、密封罩24、排风机25和支撑板26，循环池21底面依次设置有进水区213、一级落水区211、二级落水区212和出水区214，循环池21池底向上延伸固连两个支撑板26，循环池上端向下延伸固连两个隔板22，支撑板26和隔板22间隔设置，支撑板26远离上端分别与一级蒸发平台213和二级蒸发平台232侧面固连，密封罩24底端和循环池21上表面固连，排风机25进风口和密封罩固连。

在循环池内依次设置进水区213、一级落水区211、二级落水区212和出水区214，使循环水从水管6流入时，直接进入进水区213，被支撑板26阻挡，随着进水区213碱液的增多，碱液液面沿着支撑板升高，直到漫过支撑板213，一级蒸发平台231侧面和支撑板213上端固连，一级蒸发平台231为夹套式，内通有冷却水，循环水在一级蒸发平台231表面形成水膜，被冷却水冷却，增大了与空气的接触面积，便于循环水的蒸发，同样增大了和冷却水的热交换，便于循环水的快速循环使用，循环水从一级蒸发平台231上落下后，流入一级落水区211，一级落水区211上方设有隔板，通过隔板22和支撑板26的间隔布置，改变一级落水区211内的循环水流向，使循环水从底端沿着隔板22和支撑板26自下而上翻至二级蒸发平台232，部分循环水在平台表面蒸发，二级蒸发平台232同样为夹套式设计，内部通过的冷却水对流经的循环水进行二次冷却，从二级蒸发平台232上流过的循环水沿着隔板流入二级落水区212，循环水最后流向出水区214，中和反应产生的盐类产物在出水区214逐渐析出，便于清理。蒸发产生蒸汽被上方的密封罩24收集，并通过排风机25送至VOC处理设施进行处理，此外，隔板22同样起到降低水流对循环池21的碰撞冲击作用，使循环池21内的水不会四处乱溅，通过循环池21对循环水进行循环利用，减少的水资源的使用，降低了使用成本，通过循环池对碱液进行冷却，避免了管道发生结盐堵塞的情况，通过两级蒸发平台使散热效果更为优越。

如图1、7所示，第一脱酸塔3顶部设有烟气进管32，所述塔顶盖34中间设有进管口，所述烟气进管32外圆面和塔顶盖34进管口固定连接，所述塔身33下端设有出水口331，所述第二脱酸塔4底端也设有出水口331，所述出水口331通过水管伸入进水区213内，出水口331和水管6外圆面紧固连接，所述塔身23侧面设有出烟孔332，所述烟气管道7进烟端插入出烟孔332内，烟气管道7外表面和出烟孔332贴合，所述第二脱酸塔侧面4设有进烟孔41，所述烟气管道7出烟端插入进烟孔41内。

高温烟气从除尘塔顺着烟气进管32流入第一脱酸塔3，通过烟气进管32和塔顶盖进管口固连，具有良好的密封性，使烟气不易泄露，在第一脱酸塔3和第二脱酸塔4下端均设有出水口331，和水管6密封连接，塔内的循环碱液在重力作用下汇聚于底部，然后顺着出水口331流出，通过水管6将碱液输送到循环池21的进水区，方便降温和再次利用，在第一脱酸塔3和第二脱酸塔间4输送烟气，通过烟气管道7使密封效果更好，在塔身33底端设置出烟孔332保证了水膜层13和烟气的最大接触行程，散热效果更好。

如图1所示，在循环池21和水箱11之间水管上设置一个水泵5，使出水区214的循环碱液不受高度影响，直接输送到水箱11内，通过补水阀111对流量进行调节，使用水管6连接，让各装置之间不受距离影响。

在塔身33上设置温控仪31，实时监控塔内温度，该温度反映了水膜层13的厚度，如果温度过高则增大补水阀111的开角，使储水槽112出水量增加。

水膜层13和塔身33内壁贴合，烟气处于低温腐蚀阶段，水膜层13隔绝了烟气和塔身33的接触，减小的对塔身33的腐蚀，使用寿命增长。

本发明的工作原理：通过正对着塔身33内壁的环槽出水口1211在塔身33内壁形成均匀的水膜层13，隔绝烟气和塔身33内壁的接触，防止塔身33被烟气腐蚀，水膜层13通过蒸发吸热，降低烟气温度，降低塔内温度；循环池2对碱液进行冷却降温防止温度过高影响第一脱酸塔3脱酸和降温效果，双重夹套式冷却平台对碱液进行冷却，防止管路结盐堵塞，便于碱液循环使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。