I raffreddatori evaporativi sono un tipo di apparecchiatura di raffreddamento a spruzzo diretto. Funzionano spruzzando direttamente acqua nei gas di combustione-ad alta temperatura. L'evaporazione dell'acqua nebulizzata assorbe calore, riducendo così la temperatura dei fumi caldi del convertitore da 800–10.000 gradi a 150–200 gradi prima che entrino nel precipitatore elettrostatico. I raffreddatori evaporativi sono semplici, richiedono investimenti bassi e consumano poca acqua ed energia. Possono anche migliorare la resistività delle polveri dei fumi; tuttavia, aumentano il volume, il contenuto di umidità, la corrosività e l'adesione dei fumi.
I raffreddatori evaporativi spruzzano gocce d'acqua direttamente nei gas di scarico ad alta temperatura- che fluiscono attraverso la torre di raffreddamento a spruzzo. Il calore sensibile dell'acqua durante il riscaldamento e il calore latente durante l'evaporazione assorbono calore dai fumi raffreddandoli. L'utilizzo del calore latente della vaporizzazione dell'acqua fornisce un eccellente raffreddamento con un consumo minimo di acqua e un aumento minimo del volume dei gas di scarico dovuto all'evaporazione dell'acqua. Tuttavia, il raffreddamento diretto non è adatto per i gas di scarico con una temperatura iniziale inferiore a 150 gradi. Inoltre, la temperatura di raffreddamento non deve scendere al di sotto della temperatura di saturazione dei fumi (punto di rugiada) per evitare la formazione di condensa, che può causare corrosione delle apparecchiature e intasamento delle tubazioni. Pertanto, la temperatura del gas di combustione dopo essere passato attraverso il raffreddatore evaporativo deve essere mantenuta al di sopra dei 150 gradi, in genere 20-30 gradi in più. Di conseguenza, la temperatura di uscita dei fumi dovrebbe essere di circa 170 gradi.
La velocità della sezione trasversale- dei gas di combustione caldi all'interno del raffreddatore evaporativo generalmente non deve superare 1,5-2,0 m/s. Ciò serve principalmente a garantire che il tempo di evaporazione richiesto per le gocce d'acqua sia inferiore al tempo di permanenza dei gas di combustione all'interno del refrigeratore, garantendo un raffreddamento sufficiente. Pertanto il raffrescatore evaporativo deve avere una certa altezza, determinata dal tempo di completa evaporazione delle gocce d'acqua. Questo tempo di evaporazione dipende a sua volta dalla dimensione delle gocce e dalle temperature di ingresso e uscita dei fumi. Di conseguenza, è necessaria una pressione dell'acqua relativamente elevata di 4-6 MPa.
Pertanto, quando si progetta e si seleziona un raffreddatore evaporativo, è necessario eseguire calcoli del bilancio termico per determinare il rapporto di corrispondenza tra volume dell'acqua e volume dei gas di scarico e utilizzare i risultati dei calcoli del bilancio termico per determinare infine le dimensioni strutturali dell'apparecchiatura.