高温烟气骤冷器、处理方法、放射性高温烟气处理系统与流程

本发明具体涉及一种高温烟气骤冷器、以及包括该高温烟气骤冷器的放射性高温烟气处理系统、高温烟气的处理方法。

背景技术：

1、焚烧是处理有机废物处理的常用手段。有机废物经过适当的燃烧等反应，在高温下由有机物转化为无机物(焚烧灰和烟气)。但是，焚烧过程产生高温烟气含有氮氧化、二恶英等有害成分，必须经过进一步处理，才能排放到环境中。

2、通常，从燃烧炉排出的烟气温度较高，约为800～1100℃，需要对烟气进行冷却处理，防止高温烟气损坏后续设备，骤冷器作为冷却设备是现有生产中的常用工艺设备。

3、现有技术中，烟气流动方向与骤冷器的冷却水平行设置，在烟气流量较大的情况下，为了达到充分的冷却效果，需要将常规的塔体喷淋烟气冷却装置的高度设置的较大，从而保证具有足够长的空间使得烟气与冷却水充分接触换热。而这样的结构会使得整个冷却装置的体积大、占用空间大。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种高温烟气骤冷器以及包括该高温烟气骤冷器的放射性废物处理系统、高温烟气的处理方法，所述高温烟气骤冷器体积小，且对高温烟气的降温效果好。

2、为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种高温烟气骤冷器，包括筒体与冷却组件，所述筒体包括依次连通的烟气入口管、筒体上段、筒体下段、烟气出口管，所述筒体上段呈锥形，所述筒体下段呈倒锥形，所述冷却组件包括喷嘴和冷却介质循环单元，所述冷却介质循环单元与所述喷嘴连通，用于为所述喷嘴提供冷却介质，所述喷嘴设置在所述筒体下段的内壁上，并且所述喷嘴的出口沿着所述筒体下段的内壁的切线方向设置，以使得喷嘴喷出的冷却介质能够在筒体下段形成一层均匀的、自上而下、形状像碗形的喷雾层，高温烟气从烟气入口管的入口进入筒体，并在筒体下段的内部与喷雾层充分接触换热，从而实现快速降温，降温后的高温烟气从烟气出口管流出。

4、优选的，所述筒体的总高度范围为0.8-1.2m，所述筒体上段的底面和所述筒体下段的顶面的直径范围为0.9-1.1m。

5、优选的，所述烟气入口管和所述筒体上段的高度之和与所述筒体下段的高度之比为1：1。

6、优选的，所述烟气入口管和所述烟气出口管为圆柱形，并且两者的直径相同，所述烟气入口管/所述烟气出口管的直径与所述筒体上段/筒体下段的最大直径处的比值范围为1：2-1：3。

7、优选的，所述喷嘴设有两个，两个喷嘴对称布置在所述筒体下段的两侧内壁上。

8、优选的，所述筒体采用夹层结构，所述夹持结构包括外壳层、绝热层、隔离层，所述隔离层内衬在所述绝热层的内壁上，用于将绝热层与筒体内部隔离，所述绝热层用于防止筒体内外进行热量交换，所述外壳层设置在所述绝热层的外壁上，用于对绝热层进行保护。

9、优选的，所述绝热层采用硅酸铝制成，所述隔离层采用哈氏合金材料制成，所述外壳层采用不锈钢制成。

10、优选的，所述冷却介质循环单元包括冷却介质管道，所述冷却介质管道与所述喷嘴连通。

11、优选的，所述骤冷器还包括控制组件，所述控制组件包括控制器、温度传感器、阀门单元，所述温度传感器设置在所述烟气入口管内，并与所述控制器电连接，用于监测烟气入口管内的高温烟气温度，并将监测到的高温烟气温度发送至所述控制器，所述阀门单元设置在冷却介质管道上，并与所述控制器电连接，用于控制冷却介质管道内的冷却介质流量，所述控制器内储存有高温烟气温度与冷却介质流量关系的映射表，用于根据映射表以及接收到的高温烟气温度值，得到对应的流量值，并根据该流量值控制调节阀门单元调整冷却介质管道的开度，以使得冷却介质管道内的冷却介质流量达到该流量值。

12、本发明还提供一种放射性废物处理系统，包括焚烧炉、洗涤塔，还包括上述的高温烟气骤冷器，焚烧炉的出口与所述高温烟气骤冷器的烟气入口管连通，用于焚烧反射性废物，高温烟气骤冷器用于对焚烧炉内出来的高温烟气进行降温，洗涤塔的入口与高温烟气骤冷器的烟气出口管连通，用于对降温后的高温烟气进行洗涤。

13、本发明还提供一种高温烟气的处理方法，采用上述的高温烟气骤冷器，所述方法包括：

14、冷却介质从喷嘴的出口喷出，在筒体下段形成一层均匀的、自上而下、形状像碗形的喷雾层，

15、从高温烟气骤冷器的烟气入口管进入的高温烟气与所述喷雾层在筒体下段的内部垂直接触，以进行换热，从而实现对高温烟气的快速降温，

16、降温后的高温烟气从烟气出口管流出。

17、本发明中的高温烟气骤冷器中将喷嘴开口沿着筒体下段内壁的切线方向设置，以使得喷嘴喷出的冷却介质在筒体下段内部形成一层自上而下、均匀地碗状喷雾层，高温烟气从烟气入口管进入筒体内部，并沿着与喷雾层垂直的方向与其充分接触降温，保证了高温烟气与冷却介质充分接触，以达到骤冷效果，热量将喷雾瞬间汽化蒸发，迅速降温(1s内降温至75℃)，有效避开了烟气中二噁英的再合成区(温度区间)。下部锥形段的锥形收缩结构，能够提高高温烟气的气流速度，从而进一步保证高温烟气与喷雾层充分接触，在保证高温烟气的降温效果的前提下，缩小了高温烟气骤冷器的体积，解决了现有塔体喷淋烟气冷却装置高度过高的问题，以便于燃烧反应中各装置的放置。

技术特征：

1.一种高温烟气骤冷器，其特征在于，包括筒体与冷却组件，

2.根据权利要求1所述的高温烟气骤冷器，其特征在于，所述筒体的总高度范围为0.8-1.2m，

3.根据权利要求2所述的高温烟气骤冷器，其特征在于，所述烟气入口管(1)和所述筒体上段(8)的高度之和与所述筒体下段(9)的高度之比为1：1。

4.根据权利要求3所述的高温烟气骤冷器，其特征在于，所述烟气入口管(1)和所述烟气出口管(3)为圆柱形，并且两者的直径相同，

5.根据权利要求1所述的高温烟气骤冷器，其特征在于，所述喷嘴(6)设有两个，两个喷嘴(6)对称布置在所述筒体下段(9)的两侧内壁上。

6.根据权利要求1所述的高温烟气骤冷器，其特征在于，所述筒体采用夹层结构，所述夹持结构包括外壳层、绝热层、隔离层，

7.根据权利要求6所述的高温烟气骤冷器，其特征在于，所述绝热层采用硅酸铝制成，所述隔离层采用哈氏合金材料制成，所述外壳层采用不锈钢制成。

8.根据权利要求1所述的高温烟气骤冷器，其特征在于，所述冷却介质循环单元包括冷却介质管道(10)，所述冷却介质管道(10)与所述喷嘴(6)连通。

9.根据权利要求8所述的高温烟气骤冷器，其特征在于，所述骤冷器还包括控制组件，所述控制组件包括控制器、温度传感器、阀门单元，

10.一种放射性废物处理系统，包括焚烧炉、洗涤塔，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的高温烟气骤冷器，

11.一种高温烟气的处理方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的高温烟气骤冷器，所述方法包括：

技术总结本发明公开一种高温烟气骤冷器、放射性废物处理系统、高温烟气的处理方法，高温烟气骤冷器包括筒体与冷却组件，筒体包括依次连通的烟气入口管、筒体上段、筒体下段、烟气出口管，筒体上段呈锥形，筒体下段呈倒锥形，冷却组件包括喷嘴和冷却介质循环单元，冷却介质循环单元与喷嘴连通，用于为所述喷嘴提供冷却介质，喷嘴设置在筒体下段的内壁上，并且喷嘴的出口沿着筒体下段的内壁的切线方向设置，以使得喷嘴喷出的冷却介质能够在筒体下段形成一层均匀的、自上而下、形状像碗形的喷雾层，高温烟气从烟气入口管的入口进入筒体，并在筒体下段的内部与喷雾层充分接触换热，从而实现快速降温，降温后的烟气从烟气出口管流出。高温烟气骤冷器体积小。技术研发人员：马敬,赵景宇,刘铁军,姜百华,李鑫,武毓勇,杨翠玲,孙宇凡,张敬辉受保护的技术使用者：中国核电工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18