一种冷却单元、冷却设备及烟气处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种冷却单元、冷却设备及烟气处理系统，该冷却单元一种冷却单元，其特征在于，包括筒体，所述筒体开设有通孔，以构成烟气流通的流道，所述筒体上间隔开设有流入口和流出口，所述筒体内具有与所述流入口与所述流出口贯通的冷却通道；筒体上设有两根连接管，两根连接管分别与流入口和流出口连通，一根连接管用于引入冷却介质，以和流经烟气流道的烟气进行换热，另一根连接管用于排出换热后的冷却介质。采用该冷却单元构成的冷却设备来处理烟气，能使烟气温度在烟道中不经过余热锅炉的情况下降低至除尘设备允许工作范围，从而有利于降低生产成本，提高经济效益。提高经济效益。提高经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种冷却单元、冷却设备及烟气处理系统


[0001]本技术属于高温工业窑炉
，特别涉及一种冷却单元、冷却设备及烟气处理系统。

技术介绍

[0002]在高温工业制造业中，尤其是使用天然气燃烧或电加热的方式来熔融原料的窑炉中，会产生大量含硫化物、氮氧化物和粉尘的高温废气，为满足国家对限制排放的废气中各污染物的浓度要求，目前业内普遍在废气排放前对废气进行脱硫脱硝和除尘处理，其烟气处理系统示意图如图1所示，图1中箭头指向为烟气流动方向，高温窑炉内天然气或其他可燃性燃料燃烧后产生高温烟气，高温烟气温度通常在300~1350 ℃。高温烟气在引风机抽风的作用力下，高温窑炉产生的高温烟气通过竖直烟道使烟气到达底层平面，竖直烟道为垂直于地面的烟气通道。烟气在底层平面经过脱硫脱硝设备处理后进入水平烟道。然后烟气进入余热锅炉和其除尘器后从烟囱排向大气。
[0003]然而，由于小型高温工业窑炉（小型高温窑炉无具体生产吨位标准，判断小型的标准以烟气排放量为指标，标况下烟气排放量低于25000 Nm
³
/h定义为小型高温工业窑炉，）生产所产生的废气量较少，废气经过余热锅炉后产生蒸汽量很少，不足以用于余热发电和其他功用，外排则会导致蒸汽量的浪费；而若不采用余热锅炉对燃气进行降温，由于当前工业除尘器均采用布袋式或电除尘式，而布袋式除尘器运行允许工作温度为高于100 ℃低于200 ℃，高温烟气直接进入除尘器后会烧坏布袋和除尘器内壁；同时余热锅炉占地面积较大，属于高压特种专业设备，需要特种作业人员进行操作，导致生产人工成本增高；虽然可通过增加烟道长度来增强高温烟气在烟道中的冷却效果，但会增加建设成本和用地成本，高温烟气在流经烟道时还会进一步地对烟道造成腐蚀，进而造成建设成本的增加。
[0004]因此，在小型高温工业窑炉的烟气处理中无法避免的造成一定程度上的生产维护和设备上的成本浪费，故若能控制烟气温度在烟道中不经过余热锅炉的情况下降低至除尘器允许工作范围，即可有效的控制生产成本，提高效益。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述不足，本技术的目的就在于提供一种冷却单元、冷却设备及烟气处理系统，采用该冷却单元构成的冷却设备来处理烟气，能使烟气温度在烟道中不经过余热锅炉的情况下降低至除尘器允许工作范围，从而有利于降低生产成本，提高经济效益。
[0006]本技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种冷却单元，包括筒体，所述筒体开设有通孔，以构成烟气流通的流道，所述筒体上间隔开设有流入口和流出口，所述筒体内具有与所述流入口与所述流出口贯通的冷却通道。
[0008]筒体上设有两根连接管，两根连接管分别与流入口和流出口连通，一根连接管用
于引入冷却介质，以和流经烟气流道的烟气进行换热，另一根连接管用于排出换热后的冷却介质。
[0009]这样，冷却介质从其中一根连接管进入冷却通道，并与经过烟气流道的高温烟气进行热交换，从而降低高温烟气的温度，同时换热后的冷却介质从另一根连接管排出。
[0010]进一步地，所述筒体为由内壳体和外壳体构成带夹层的双层筒体结构，夹层两端封闭以构成所述冷却通道，所述通孔开设在内壳体上以构成所述烟气流道。
[0011]这样，内壳体上设的通孔构成烟气流道，内外壳体构成的夹层空腔为冷却介质的流通通道，冷却介质从其中一根连接管进入夹层空腔，与从烟气流道经过的高温烟气进行热交换，从而降低高温烟气的温度，同时换热后的冷却介质从另一根连接管排出夹层空腔。
[0012]关于流入口和流出口的设置方式包括但不限于以下两种：一、流入口和流出口为条形口，且分别设置在外壳体相对的两侧，对应地，两根连接管设置在外壳体上且两根连接管连接端以条形口的方式与流入口和流出口连通，那么连接管可采用方管；二、流入口和流出口为圆形口，且分别设置在外壳体相对的两侧，对应地，两根连接管设置在外壳体上且两根连接管连接端以圆形口的方式与流入口和流出口连通，那么连接管可为圆管。为延长冷却介质的流通路径，流入口和流出口分别靠近筒体的两端头。流入口和流出口还可分别设置在筒体两端，具体根据实际需要确定。
[0013]进一步地，所述筒体采用耐高温金属材料制成，所述金属材料包括但不限于钨、铂、铑、碳钢和钨钢，优选316L或310S不锈钢。
[0014]钨、铂、铑、碳钢、钨钢或不锈钢等金属材料耐高温，其中316L或310S不锈钢性能满足要求且成本低廉。
[0015]进一步地，所述筒体的横截面呈圆形、三角形、正多边形或非正多边形，优选正多边形。
[0016]这里的三角形包括等腰三角形、等边三角形，锐角三角形、钝角三角形等；正多边形为边数N≥4的正N边形，比如正方形、正五边形、正六边形
……
；非正多边形为边数N≥的N边形，比如菱形、平行四边形、非正五边形、非正六边形
……
。
[0017]当冷却单元的筒体横截面为正多边形时，至少有以下两个好处：一是，将冷却单元组装成冷却设备时，便于叠放冷却单元；二是便于后续在筒体上（所述外壳体的表面、内壳体的表面以及夹层两端的表面）设置耐热材料，从而构成耐热层。
[0018]这里的耐热材料可根据烟气成分为是否具有腐蚀性确定是否设置，再根据烟气成分的不同确定所使用捣打的泥料成分，可选用刚玉质等。耐热材料可有效防止金属材料的筒体被高温烟气中的酸性或碱性成分所侵蚀。
[0019]本技术还提供了一种冷却设备，所述冷却设备由一排或多排冷却单元组构成，每排冷却单元组由若干前面所述的冷却单元串联构成，相邻两冷却单元通过对应的两根连接管连接，位于端头的两冷却单元的一根连接管分别与冷源和外排管连接。
[0020]相邻两冷却单元之间的连接可以将两根连接管以焊接的方式连接起来或者用同一根连接管连接相邻的两个冷却单元，以代替两根连接管焊接的方式。位于端头的两冷却单元中的一冷却单元中未与相邻冷却单元连接的连接管与冷源（冷却介质源）连接，另一冷却单元中未与相邻冷却单元连接的连接管与外排管连接，这样冷却介质依次流经每个冷却单元并与通过该冷却单元的高温烟气进行热交换，然后从外排管排出冷却设备，虽然在冷
却介质依次流经每个冷却单元时，因热交换温度在一定程度上升高，但是只要冷却介质的温度小于高温烟气的温度，就能达到冷却降温的目的。
[0021]这里，当只有一个冷却单元时，相当于是直接将冷却单元作为冷却设备用于冷却高温烟气，在实际应用中也是可行的。当冷却单元的数量大于1时，多个冷却单元串联构成冷却单元组，然后再由一排或多排冷却单元组并排构成冷却设备。
[0022]进一步地，冷却单元组有多排时，相邻两排包括但不限于呈等齐排列设置、等齐间隔排列设置、错缝排列设置或错缝间隔排列设置，优选错缝排列设置。
[0023]错缝排列设置时，高温烟气流经冷却设备时高温烟气能及时从缝隙中穿过，减少冷却设备对高温烟气的阻力，并能在节省占用空间的同时，使得高温烟气与冷却介质进行充分热交换。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷却单元，其特征在于，包括筒体，所述筒体开设有通孔，以构成烟气流通的流道，所述筒体上间隔开设有流入口和流出口，所述筒体内具有与所述流入口与所述流出口贯通的冷却通道；筒体上设有两根连接管，两根连接管分别与流入口和流出口连通，一根连接管用于引入冷却介质，以和流经烟气流道的烟气进行换热，另一根连接管用于排出换热后的冷却介质。2.根据权利要求1所述的一种冷却单元，其特征在于，所述筒体为由内壳体和外壳体构成带夹层的双层筒体结构，夹层两端封闭以构成所述冷却通道，所述通孔开设在内壳体上以构成所述烟气流道。3.根据权利要求2所述的一种冷却单元，其特征在于，所述筒体的横截面呈圆形、三角形、正多边形或非正多边形。4.根据权利要求3所述的一种冷却单元，其特征在于，所述筒体的横截面呈正多边形。5.根据权利要求3所述的一种冷却单元，其特征在于，所述外壳体的表面、内壳体的表面以及夹层两端的表面均设有耐热层。6.一种冷却设备，其特征在于，所述冷却设备由一排或多排冷却单元组构成，每排冷却单元组由若干权利要求1~5任一所述的冷却单元串联构成，相邻两冷却单元通过对应的两根连接管连接，位于端头的两冷却单元的一根连接管分别与冷源和外排管连接。7.根据权利要求6所述的一种冷却设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏星，彭灿，沈于东，陈峰，
申请(专利权)人：重庆鑫景特种玻璃有限公司，
类型：新型
国别省市：