高温烟气几种不同冷却方式的比较

２ 各种冷却方式的比较 高温烟气在进入 除尘设备前， 由于受除 尘器材料和结构条件所限。 必须对高温烟气 予以冷却降温。按冷却介质的不同冷却降温 的方法 ， 分 为水 冷与 风 （ 可 空气 ） 冷两 种 ； 按冷
却介质之间换 热方式 的不 同， 又可分为直接 冷 却和 间接 冷 却两 大类 。
条件下的烟气特性变化 比较大， 主要表现在 烟气的体积 、 密度、 黏度 、 露点（ 含酸性气体的 烟气需要考虑 ） 比电阻（ 、 采用 电除尘器时需
要考 虑 ） 爆 炸 极 限等 变 化 比较 明 显 。针 对 和
采用喷雾的方法。 将水或水雾直 接喷向 高温烟气 ， 使之与高温烟气直接进行热交换 ； 利用水 的汽 化 潜 热 ， 高 温烟 气 冷 却 到 所 要 将 求的温度。根据除尘净化方式和冷却器方式 的不同， 一般 又可分为饱和冷却与 蒸发冷却
３ 蒸发冷却的介绍与实例分析
３ １ 蒸发冷 却 ．
２ １２ 掺 风 冷却 ．．
喷雾冷却 是 水 以雾 状 喷 入 高 温 烟 气 中 ，
通过 混 风阀将 一 定量的常 温 空气直接 混 入 高温烟 气 中。 除尘 设 备 的入 口烟 气 温 度 使 满 足该设 备 对 温度 的要 求。该 冷却方 法 称之 为 掺风 冷 却 。通常 的做法 是在 防尘 器进 口前 设 置混 风 阀或 称 空气稀 释阀 。
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冶金 环境保护
２０ 年第 ６ ０５ 期
高 温烟气几种不 同冷却方式的比较
裴 丽苗 刘 晨
（ 斯普瑞喷雾 系统有限公司）
摘 要 高温烟 气冷却 方式有直接冷和问接 冷却两大类， 可以细分为很 多类型 本 文从不 同 的 又 角 发对几种 冷却方 式进 行比较。 希望 能对较 新较先进 的冷却方 式进行 更多地 介绍， 使冶金 工 作者
２ ￣３ 。 后者喷 入 水 产 生 泥浆 ， 非 完 全 ０ ０℃ 是
蒸发。 喷 雾冷却 对袋式 收尘 器 的影 响有 两个 方
利用水 与高温烟气在换热管或换热片的 内外， 进行 间接传热冷却 的装置。常用的冷 却设 备有 水 冷套管 和水 冷密排 管 。
水冷 套 管也 称 水 冷 夹套 ， 即冷 却 水 在套
气进 行 间接 传热 冷却 ；
喷雾冷却对电收尘器的影响是烟气中水
分增 加 ， 烟 尘 比 电阻 降 低 ， 善 了烟 尘 性 使 改 质 ， 高 了电收尘 器的 收尘效 率 。 提
水冷密 排管 以水 冷管密排形式 组成烟
道 。冷却 水 在 水 冲管 内通过 并 与 在 管 外 （ 或
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蒸发冷却塔的设计和应用分析
王永 忠
（ 上海冶金设计研究院 ）
杨建平
（ 无锅雪浪输送机槭 有限公 司）
摘 要 高温烟 气冷却设 备的种类有 多种． 蒸发 冷却塔 作为干式 冷却设备 ． 通过 向塔 内喷入按 一
定 比例的气水混合物颗粒， 用水的汽化潜 热将 烟 气温度迅 速降低． 利 同时 也降低 了烟 气的含 尘浓
了计 算， 结果 如下 。
３２１ 技术条件 ．．
气体 来 源 烟气 量 最大 转炉烟 气 ； １０ｇ Ｎ ３ ５ ／ ｍ ； ６ ２ ０４４ ／； ｈ 烟 气舍 尘浓 度
流 量 ：０ ５０
（） １雾化气体 压力 ： 氮气压力 ２７ Ｐ ； ． Ｍａ ６ ／ 。 或 蒸 汽 ０８ ＭＰ ； 量 ｈ ． ａ 流
２２３ 自然 对流冷 却 ．． 采用 无动力 的 冷 却 设 备 ， 换 热 管 道 内 对
４除尘效果好， ） 粗除尘可达到 ４ ｏ％～ ｏ％ ６ 以上 （ 央于喷 嘴布置 ） 取 的除尘率， 为后续除 尘降低负担。同时不存在管道 内易积尘堵塞
的问题 ， 没 有 水 的二 次 污 染 问题 。 不仅 不 也
时。 可根据供 水、 电及 冶炼工 艺等具体 情 供 况， 分别选择水套 、 风套 、 汽化冷却或废 热锅
炉冷 却烟 气 ， 出热 水热 气 ； 产
度， 该冷却方法称之为饱和冷却。其特点是
设备 简单 、 嘴 寿命 短 、 资省 。 增 加 污 水 喷 投 需
污泥处理 设备 。
（ ） 水节 能 ， 资少 。钢 铁 企业是 耗 能 ３节 投 大 户。 吨钢 的 节 水 节 能 效 果 放 大 到 全 厂 全 国 就会 产生很 大 的 效 益 ， 以在 选 择 冷 却 方 式 所 时考虑 节 水 节 能是很 重 要 的 ； （ ） 行 费用 ； ４运 （） 于 维修 。 ５便
管 夹 层 内通过 并 与在套管 外通 过 的高温烟
面：１喷雾冷却有粗 除尘 的作用。 （） 能够减轻 布袋除 尘器 的 负担 ；２ 使烟 气 露 点 上 升 ， （） 这
就要求 各烟气 净化设 备 应保证 在露 点 以上运 行 。不 过 ， 着控制 技术 的进 步 ， 随 严格 控 制烟 气的温 度 已经 在技术 上 得到 解 决。
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２０ ０５年第 ６期
３ ２ 喷 雾冷 却应 用实例 ．
３２ ３ 计算 喷枪参数 ．．
以某 厂 ８ 转 炉 工 程 干 法 除 尘 项 目为 ０ｔ 例， 介绍 喷雾 冷却 的应 用实 例 。
采用喷雾公司的烟气冷却专用软件进行
两种 。
具体的烟气冷却方式在选择时应予以考虑 。 冷却方法的选择通常要考虑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下因素。 （） Ｉ烟气出炉温度、 收尘设备及排风机的
操 作温度 ；
（ ） 热 利 用 。 当烟 气 温 度 高 子 ７ ０℃ ２废 ０
（） 和 冷 却 通 过 向 高 温 烟 气 大 量 喷 １饱 水， 使高温 烟 气 在 瞬 间冷 却 到 相应 的 饱 和 温
２２４ 强制 吹风 冷却 ．． 冷 却设备 以风 机 为 动 力 ， 用 空气 对 高 利 温烟 气进行强 制 吹风 冷却 。其 特点 是 传热 系 数相对 较高 ， 备 出 口温 度 易于控 制 ， 换 热 设 但
管 易堵塞 。
６ 自动化程度高， ） 全部采用 闭环 自动调 节控制， 同时设 有故障 自动报 警， 全程度 安
烟气必 须 降 温 冷 却 到 设 计 所 要 求 的 合 适 温
钢铁厂炼钢转炉和 电炉等． 在生产过程 中所产生的高温烟气， 需采用先冷却后净化 的方法处理。常用的高温烟气冷却设备有强 制吹风冷却器、 自然对流空气冷却器和蒸发 冷却塔等。蒸发冷却塔的工作原理是将水和 压缩空气按一定的比例送到特定的双相流喷 嘴内， 雾化成微 细的气水混合物颗粒后直接
（） ２蒸发冷却 根据烟气温度和烟气量的
变化情况 ， 通过 自动控制调节系统。 计算 出合 适的喷水量， 同时保证所喷入的水全部雾化 。
使烟气出口温度控制在要求的温度。要求雾 化后的水滴颗粒能在很短时间内全部 汽化， 并被烟气再加热而形成为一种不饱和 气体。 其相对湿度一般 为 ｌ Ｏ％～２ Ｏ％左右。 该喷 雾冷却方法称之为蒸发冷却。其特点是： １热交换效率极高， 以冷却所 需水量 ） 所 特别少（ 一般是饱和冷却的 ｔｔ） 降温速度 ／ｏ 、 快。 仅几秒钟； ２烟气降温范 围广， ） 可根据系统设计需 要将烟气从 １ｏＯ℃或更 高（ ｏ 不能 利用余热
度 和粉尘比 电阻， 而且 没有 污水等二次 污染 问题 。
１ 前 言
因废钢 中含有 聚氯 乙烯 （Ｖ ） 料 和氯 化 ＰＣ 塑
油、 溶剂及废钢中含有盐类 等， 当电炉进行高 温冶炼时产生的烟气被冷 却到 ６０ ０ ０ ～３０℃ 的范围时， 此时烟 气中的灰颗粒是 二恶英形 成的催化剂。电炉烟气中的二恶英 目前已引 起科学家的高 度重视 ， 而蒸发冷却塔可以直 接将 ８０ ０ ℃左右的高温烟气通过水溶急冷的 方法． 冷却到 ３０℃ 以下 ， ０ 阻止了电炉烟气 中 二恶英等的形成。 ２ 高温烟气冷却设备的分类和特点 高温烟气在进入除尘设 备净化 前。 由于 受除尘设备材 料和结 构等条件的限制。 高温
高；
７设 备 运 行 阻 力 特 别 低 、 音 低 、 ） 噪 电耗
低；
８采用特制的喷枪和保护装置， ） 使喷嘴 的运行稳定 ， 寿命长。现在 已使用 ３ 年的喷
嘴经测 试 其 喷 雾 颗 粒 仍 能达 到 完 全 蒸 发 的
要求。
各种 冷却方 式的特 性 对 比如 附表所 示 。
利用水或空气与高温烟气在换热管或换 热 片的 内外 ， 进行 间接 传热 冷却 来 达 到 降 温
的 目的 ； 间接 冷 却 的方 法 可 分 为 间接 水 冷 和 间 接风 冷 。
２ ２ １ 间接水 冷 ．．
于干式收尘设备之前， 烟气冷却温度可 以通
过调 节 喷水 量来 控 制 ， 般 要 求 应 高 于 露 点 一
对其 有 所 重 视 。
Ｉ 前 言
直接冷却是指利用水或空气直接与高温
烟气进行ｆ合 。 昆 来达 到降温 的 目的。直接冷
却 的方 法 又 可 以分 为 直 接 水 冷 和 掺 冷 风 冷
却。 ２ １ １ 直接水 冷 ．．
冶金 炉 窑产 生 的高 温烟 气需 要经过 先 冷 却后 除尘 的 净化 过程 。在 １０℃ 以上 的高 温 ３
２ １ 直 接 冷 却 ．
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２０ 年第 ６ ０５ 期
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时） 迅速 降低到后续除尘设备所需温度 ；
３ 完全 满 足干式 运行 ； ）
称烟道 内） 通过 的高 温烟 气进行 间接 传 热 冷却 。 ２２２ 间接风冷 ．． 利用空气与高温烟气在换热管或换热片 的内外进行间接传热冷却， 来达到 降温的 目 的。常用的冷却设备有 自然对流空气冷却和 强制 吹风 冷却 ；
心技 术。
烟 气速 度