CN101943414A - 一种处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置，属机械设备类。焚烧装置由筒体燃烧系统，支撑构架，风机，风道及管道与阀门组成，筒体由内筒体和外筒体构成，内筒体和外筒体形成夹层状，夹层内设有导流板，导流板连接内筒体和外筒体，燃烧系统由主燃烧器和臭气燃烧器构成，主燃烧器和臭气燃烧器通过法兰连接在筒体底部，主燃烧器位于在筒体底部中心，主燃烧器喷口垂直臭气燃烧器位于主燃烧器周围呈环形布置，筒体由构架支撑垂直固定安装在碱回收锅炉上方。本发明的臭气焚烧处理的装置结构合理，使用操作方便，可和碱回收锅炉配套使用，也可在碱回收锅炉停运时单独长期使用，焚烧处理造纸厂的制浆臭气，也能广泛适用于其它类似有害废气的处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置，属机械设备类。
背景技术
在造纸工业中，硫酸盐法制浆是国内外占主导地位的化学制浆方法，硫酸盐法生产本色浆的生产工艺过程中均会产生不同浓度的制浆产生的臭气，制浆臭气中含有硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3SH)、甲硫醚(CH3SCH3)、二甲二硫(CH3SSCH3)等主要污染气体，这些气体对人、畜有害，过量吸入可导致中毒，且味道很臭。这些气体还是可燃气体，具有燃烧特性如：着火温度、爆炸极限、发热值等。过去造纸厂的制浆臭气都是直接排放，随着造纸厂规模越来越大，臭气排放量也越来越大，而环保要求可燃气体和有害气体不允许直接对空排放，因此制浆臭气在收集起来后必须经过处理再排放。目前，造纸厂制浆生产过程主要包括制浆工段和配套的碱回收工段，新设计的造纸厂所产生的制浆臭气一般是通入碱回收锅炉中烧掉，目前一般的可燃气体自动点火放散装置，如焦炉煤气放散装置、高炉煤气放散装置等，其原理是将需要放散的气体输送到放散塔顶端的火炬上进行点火和燃烧，其特点是在火炬筒口的防风帽内进行点火，先点燃伴烧煤气烧嘴，再用伴烧煤气的火焰去点燃从主管道中放出的焦炉煤气或高炉煤气，在火炬筒防风帽口及上空进行燃烧并放散，其燃烧所需要的空气是通过自然供风方式(防风帽下部负压吸入空气)提供。
处理造纸厂制浆臭气有以下要求：
1臭气本身的发热值很低，单独点火和燃烧都很难进行，必须全程进行伴烧；
2为了保证臭气在危险化学品最大耐受量或浓度(LD0或LC0)以下进行点火和燃烧，并保证臭气的燃尽率，必须在封闭的燃烧室内点火和燃烧，并保证臭气燃尽后再排放。
若采用上述技术处理造纸厂制浆臭气存在以下问题：
1点火和燃烧是在一个开放的环境条件下进行，不能保证造纸厂制浆臭气不跑冒泄漏；
2燃烧是在开放的环境条件下进行的，不能进行温度控制，难以保证臭气充分燃烧；
3其自然供风方式不便调节和组织燃烧所需要的空气量，难以保证造纸厂制浆臭气的燃尽率；
4其开放式结构受环境因素影响大，难以保证稳定安全的燃烧。所以说上述技术是不适用于处理造纸厂制浆臭气的。
发明内容
针对上述存在问题，本发明的目的在于提供一种用于处理造纸厂制浆臭气的臭气焚烧处理的装置，为了实现上述目的，其技术解决方案为：一种处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置，焚烧装置由筒体燃烧系统，支撑构架，风机，风道及管道与阀门组成，筒体由内筒体和外筒体构成，内筒体和外筒体形成夹层状，夹层内设有导流板，导流板连接内筒体和外筒体，燃烧系统由主燃烧器和臭气燃烧器构成，主燃烧器和臭气燃烧器通过法兰连接在筒体底部，主燃烧器位于在筒体底部中心，主燃烧器喷口垂直向上，臭气燃烧器位于主燃烧器周围呈环形布置，臭气燃烧器上设置均匀分布的喷嘴，臭气燃烧器为一圈以上，点火燃烧器、助燃枪分别通过法兰设置在筒体上，助燃风风道连接在筒体外壁上并与筒体的夹层贯通，主燃烧器风道连接在主燃烧器上，在筒体内壁设置有一层以上的均匀分布外凸助燃风喷口，助燃风喷口沿筒体内壁圆周方向布置，筒体由构架支撑垂直固定安装在碱回收锅炉上方。
所述的臭气燃烧器上设置均匀分布的喷嘴和主燃烧器喷口之间形成0-90度夹角。
所述的臭气燃烧器上设置沿圆周均匀分布的喷嘴在沿圆周切向和主燃烧器喷口之间形成0-90度夹角。
所述的外凸助燃风喷口筒体垂直方向之间形成0-90度夹角。
所述的主燃烧器为液体燃料燃烧器或气体燃料燃烧器其中的一种。
由于采用了以上技术方案，本发明处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置的筒体(燃烧室)采用夹层结构，内筒和外筒间用流动空气隔开，筒体具有足够的内部容积，筒体四周及下端均与环境隔绝；保证臭气在其中停留足够的时间而充分燃尽，为了合理的组织燃烧，在筒体底部设有伴烧燃料主燃烧器，在筒体下部侧面分别设有点火燃烧器和助燃燃烧器，所有燃烧所需空气均采用鼓风机进行供风，主燃烧器采用旋流式燃烧器，臭气喷嘴环绕在主燃烧器周围，并与主燃烧器轴线成一定角度，以利于臭气与火焰充分混合、燃烧；为了便于点火及监视、控制燃烧工况，筒体上还设有火焰检测器、热电偶，点火燃烧器上设有高能点火器，风机采用风门调节执行器或变频器进行风量调节，整套装置的点火及运行均采用自动控制；筒体垂直布置于锅炉顶部，上端口敞开排放烟气，当臭气需要焚烧时，启动本臭气焚烧装置，先进行点火：高能点火器打火点燃点火燃烧器，点火燃烧器火焰点燃主燃烧器。当燃烧稳定后，燃烧室温度到达设定值后，再投入臭气进行燃烧，并提供臭气燃烧所需要的空气；在设定的温度范围和足够的臭气停留时间内，可以保证臭气充分燃尽，并且臭气的点火和燃烧全过程均在与环境隔绝的燃烧室内进行。本发明的臭气焚烧处理的装置结构合理，使用操作方便，可和碱回收锅炉配套使用，也可在碱回收锅炉停运时单独长期使用，焚烧处理造纸厂的制浆臭气。也能广泛适用于其它类似有害废气的处理。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是图1的侧视图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的臭气焚烧装置作进一步详细描述。
见附图
一种处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置，焚烧装置由筒体1，燃烧系统，支撑构架，风机，风道及管道与阀门组成，臭气焚烧装置的主体设备——筒体1是一个双层夹套式绝热燃烧室，筒体1由构架支撑垂直布置在碱炉顶部框架梁上。主燃烧器12布置在筒体1底部中心，臭气燃烧器9布置在筒体1底部主燃烧器12周围。筒体1由立柱6及主横梁5等组成的构架支撑，支撑构架与碱炉顶部框架梁稳固连接。筒体1处于碱炉屋顶以内的部分，外表面设有保温层7，外包镀锌铁皮。在支撑构架上布置有检修平台16和扶梯。筒体1上部在屋顶外，为了防止穿顶部分雨水泄漏，在筒体1靠近屋顶的部位设置了防雨帽4，防雨帽4下面设置屋顶挡水圈，可以保证雨水不进入碱回收锅炉房内。筒体1由内筒体和外筒体构成，内筒体和外筒体形成夹层状，内筒体采用耐热钢板制作，内筒体及底部向火面敷设有耐热耐磨浇注料3，外筒体采用不锈钢钢板制作，夹层内设有导流板，导流板连接内筒体和外筒体，并形成助燃风空气的通道。
燃烧系统由主燃烧器12，点火燃烧器14，助燃枪15和臭气燃烧器9构成，主燃烧器12和臭气燃烧器9通过法兰连接在筒体1底部，主燃烧器12位于在筒体1底部中心，主燃烧器12的喷口垂直向上，臭气燃烧器9位于主燃烧器12周围呈环形布置，所述的主燃烧器12采用柴油燃烧器或天然气燃烧器其中的一种。臭气燃烧器9上设置均匀分布的喷嘴，根据燃烧设计，臭气燃烧器9上设置均匀分布的喷嘴和主燃烧器12喷口之间形成0-90度夹角，臭气燃烧器9为一圈或一圈以上，臭气燃烧器9上设置沿圆周均匀分布的喷嘴在沿圆周切向和主燃烧器喷口之间形成0-90度夹角。
点火燃烧器14，助燃枪15分别设置在筒体1中，助燃枪15位于点火燃烧器14上方，点火燃烧器14由点火油枪(或天然气枪)、点火装置、火焰检测器等组成。设计时将点火油枪(或天然气枪)和点火枪平行装在一个导管内、用法兰固定在筒体1上，点火时由高能点火器点燃点火油枪(或天然气枪)喷出的燃油(或天然气)。点火燃烧器14的火焰由单独的火焰检测器输出火焰信号。点火燃烧器14还可作为长明灯使用，以稳定燃烧。
助燃风风道10连接在筒体1外壁上并与筒体1的夹层贯通，主燃烧器风道11连接在主燃烧器12上，根据燃烧设计，在筒体1内壁设置有一层或一层以上的均匀分布外凸助燃风喷口2，助燃风喷口2沿筒体1内壁圆周方向布置，根据燃烧设计，外凸助燃风喷口2与筒体1垂直方向之间形成0-90度夹角。
筒体1由构架支撑垂直固定安装在碱回收锅炉上方。构架采用全钢架结构，由立柱6、主横梁5、横梁8、斜撑形成一构架体系。立柱6、主横梁5、横梁8、斜撑之间采用焊接连接。四根立柱6立于碱回收锅炉顶部钢架横梁上，在立柱6上部及中部布置两至三层横梁，其中上部为主横梁5承载筒体1的所有重量，主横梁5上设有限位装置，限制筒体1在水平方向的移动。立柱6与横梁间布置斜撑，整个构架焊接后形成一个整体，主要承受水平荷载。在构架中部外围根据需要设检修平台16。横梁8可以作为平台梁与柱外的支架焊接做为主框架，型钢做为连接件，平台上铺设栅格板，栅格的承载能力为200kg/m2。
因为筒体1上端敞开，故排水装置设置于主燃烧器12的配风器底部，雨水会从筒体1上端烟气出口进入，经主燃烧器12的配风器底部的排水孔流入排水管道。
管路系统包括主燃油(或天然气)管路、主吹扫蒸汽管路、臭气管路等。总燃油管路及总吹扫蒸汽管路各又分成三条支路，一条为主燃烧器12油(或天然气)管路及吹扫蒸汽管路，一条为点火燃烧器14油(或天然气)管路及吹扫蒸汽管路，另一条为助燃油枪15的管路及吹扫蒸汽管路。支管路上设置有截止阀、气动快关阀、止回阀等。在总燃油管路上还设置有截止阀、气动快关阀、电动调节阀、止回阀、流量计、压力表、温度表、压力报警开关等，臭气管路上设有阻火器、压力表等，以保证油(或天然气)燃烧系统的安全、稳定运行。
本发明的焚烧装置采用鼓入式供风，鼓风机通过裤衩管与助燃风风道10和主燃烧器风道11相连。风机配有防震装置，风量根据燃烧工况通过变频器或风门执行器进行自动调节。助燃风风道10连接在筒体1外壁上并与筒体1的夹层贯通，主燃烧器风道11连接在主燃烧器12上，进入筒体1内外壁夹层作为助燃风从两层以上沿圆周均布的助燃风口高速喷出。两组风道均装有调节风量的调节挡板风门，均可进行风量单独调节。主燃烧器风道11上还引出一路供点火燃烧器14的配风，点火燃烧器14上设有风量手动调节装置，可进行单独调节点火燃烧器风量。总风量由风机变频器或风门执行器进行调节。为了便于点火及监视、控制燃烧工况，筒体1上还设有看火孔13、火焰检测器、热电偶，点火燃烧器上设有高能点火器，风机采用风门调节执行器或变频器进行风量调节，整套装置的点火及运行均采用自动控制。
臭气焚烧装置采用PLC控制(也可全部由锅炉DCS控制)，同时现场控制柜有手动、自动、DCS控制方式，手动/自动/DCS控制切换开关在控制柜上；PLC与DCS系统之间采用总线方式进行通讯；并在锅炉DCS系统上可以显示和操控。
燃烧控制过程：当臭气准备放散时，由DCS发出允许启动臭气焚烧装置信号，同时柴油(或天然气)压力、流量正常，先开启风机，调整风量，启动点火程序，当主火焰火检发出主火焰点燃信号，通过温度反馈，调整燃油压力、风量及启停助燃油枪来控制燃烧室温度在设定范围，燃烧室温度到，投入臭气燃烧，完成点火燃烧过程。如火检发出点火失败信号，进行炉膛吹扫后再次点火，直到点火成功。
熄火过程：当燃油压力低或DCS发出熄火请求，关闭臭气，启动熄火程序，当温度传感器显示温度小于90℃——停风机——关闭蒸汽吹扫阀——完成熄火过程。
平常将疏水阀打开，燃烧时将疏水阀关闭。
调节过程：鼓风机的风量根据燃烧室温度通过变频器或风门执行器进行自动调节；燃油压力也是根据燃烧室温度通过气动调节阀进行自动调节。
显示功能：整个点火燃烧过程，其中包括点火成功/失败信号、风机运行状态、风机故障、燃油压力信号、燃油温度信号、气动调节阀位置信号、燃烧室温度信号、所有阀门状态信号及控制信号都可以在点火控制主柜面板上显示，也可以通讯到DCS系统在CRT画面上显示，操作人员只需在控制室内就能知道现场燃烧工况。
报警功能：当燃烧过程中燃油压力低、燃烧室无火时，或燃烧室出现超温等危及安全的工况时，系统发出报警信号，工作人员可立即启动熄火程序，切断燃料，调整风量，以保护设备及人身安全。
Claims (5)
1.一种处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置，包括筒体(1)燃烧系统，支撑构架，风机，风道及管道与阀门，其特征在于：筒体(1)由内筒体和外筒体构成，内筒体和外筒体形成夹层状，夹层内设有导流板，导流板连接内筒体和外筒体，燃烧系统由主燃烧器(12)，点火燃烧器(14)，助燃枪(15)和臭气燃烧器(9)构成，主燃烧器(12)和臭气燃烧器(9)通过法兰连接在筒体(1)底部，主燃烧器(12)位于在筒体(1)底部中心，主燃烧器(12)的喷口垂直向上，臭气燃烧器(9)位于主燃烧器(12)周围呈环形布置，臭气燃烧器(9)上设置均匀分布的喷嘴，臭气燃烧器(9)为一圈以上，点火燃烧器(14)、助燃枪(15)分别通过法兰设置在筒体(1)上，助燃风风道(10)连接在筒体(1)外壁上并与筒体(1)的夹层贯通，主燃烧器风道(11)连接在主燃烧器(12)上，在筒体(1)内壁设置有一层以上的均匀分布外凸助燃风喷口(2)，助燃风喷口(2)沿筒体(1)内壁圆周方向布置，筒体(1)由构架支撑垂直固定安装在碱回收锅炉上方。
2.根据权利要求1所述的一种处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置，其特征在于：所述的臭气燃烧器(9)上设置均匀分布的喷嘴和主燃烧器(12)喷口之间形成0-90度夹角。
3.根据权利要求1所述的一种处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置，其特征在于：所述的臭气燃烧器(9)上设置沿圆周均匀分布的喷嘴在沿圆周切向和主燃烧器(12)喷口之间形成0-90度夹角。
4.根据权利要求1所述的一种处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置，其特征在于：所述的外凸助燃风喷口(2)筒体(1)垂直方向之间形成0-90度夹角。
5.根据权利要求1所述的一种处理造纸厂制浆臭气的焚烧装置，其特征在于：所述的主燃烧器(12)为液体燃料燃烧器或气体燃料燃烧器的其中一种。
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