Испарительные охладители представляют собой тип оборудования для прямого охлаждения распылением. Они работают путем прямого распыления воды в-высокотемпературный дымовой газ. Испарение водяного тумана поглощает тепло, тем самым снижая температуру горячего дымового газа конвертера с 800–10 000 градусов до 150–200 градусов перед его попаданием в электрофильтр. Испарительные охладители просты, требуют небольших инвестиций и потребляют мало воды и электроэнергии. Они также могут улучшить удельное сопротивление пыли дымовых газов; однако они увеличивают объем, содержание влаги, коррозионную активность и адгезию дымового газа.
Испарительные охладители распыляют капли воды непосредственно в высокотемпературные дымовые газы, проходящие через распылительную градирню. Явное тепло воды при нагреве и скрытое тепло при испарении поглощают тепло дымовых газов, тем самым охлаждая их. Использование скрытой теплоты испарения воды обеспечивает превосходное охлаждение при минимальном расходе воды и минимальном увеличении объема дымовых газов из-за испарения воды. Однако прямое охлаждение непригодно для дымовых газов с начальной температурой ниже 150 градусов. Кроме того, температура охлаждения не должна опускаться ниже температуры насыщения дымовых газов (точки росы), чтобы предотвратить конденсацию, которая может привести к коррозии оборудования и засорению труб. Следовательно, температура дымового газа после прохождения через испарительный охладитель должна поддерживаться выше 150 градусов, обычно на 20-30 градусов выше. Следовательно, температура дымовых газов на выходе должна составлять около 170 градусов.
Скорость поперечного сечения-горячих дымовых газов внутри испарительного охладителя обычно не должна превышать 1,5–2,0 м/с. Это делается, прежде всего, для того, чтобы время испарения, необходимое для капель воды, было меньше, чем время пребывания дымовых газов внутри охладителя, обеспечивая достаточное охлаждение. Поэтому испарительный охладитель должен иметь определенную высоту, определяемую полным временем испарения капель воды. Это время испарения, в свою очередь, зависит от размера капель и температур на входе и выходе дымового газа. Следовательно, требуется сравнительно высокое давление воды 4-6 МПа.
Поэтому при проектировании и выборе испарительного охладителя необходимо выполнить расчеты теплового баланса для определения соотношения соответствия объема воды и объема дымовых газов и использовать результаты расчетов теплового баланса для окончательного определения конструктивных размеров оборудования.