CN102466230A - 蓄热焚化炉的自净装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种蓄热焚化炉的自净装置及方法，其自净装置，于内部填充蓄热材料的数个蓄热槽间连结燃烧室，将焚化气流控制装置连结至每一蓄热槽，于焚化气流控制装置的焚化气流出口端设一温度计，温度计连结至焚化气流控制装置的控制器，控制器令焚化气流进行常态模式或自净模式的模式转换及流向切换；常态模式据所设的常态焚化切换时间控制切断阀群的启闭，自净模式据所设的自净焚化切换温度控制切断阀群的启闭；其自净方法，提供一自净模式转换讯号，令焚化气流于每一蓄热槽的流向切换模式，据常态焚化切换时间控制流向切换的常态模式，转换成根据自净焚化切换温度控制流向切换的自净模式。本发明无须外部热源即能将附着于蓄热材料的物质彻底清除干净。
Description
技术领域
本发明涉及一种将焚化气流的流向切换周期延长，以让蓄热槽出口端的温度达到所设定的自净焚化切换温度，而利用高温将蓄热材料底部的附着物质高温热脱附或分解去除，恢复其蓄热功能的设计，特别涉及一种蓄热焚化炉的自净装置及方法。
背景技术
生活和生产中广泛应用的有机溶剂，在室温下易挥发成气体，故又名挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)，而多数的VOCs对人体有一定毒性，必须加以处理；其中，焚化法为VOCs废气处理方式的一种，在适当条件下的VOCs去除率可达99％以上，燃烧后的产物通常为水、二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等，故为一种可有效处理废气中所含的VOCs及臭气的方法。
其次，VOCs通常会采用蓄热焚化炉(Regenerat ive ThermalOxidizer，RTO)予以焚化，图1所示为常见的双槽式蓄热焚化炉，其于内部填充蓄热材料11a、11b的第一与第二蓄热槽10a、10b之间连结燃烧室12，并将一焚化气流控制装置20连结至每一蓄热槽10a、10b，而该焚化气流控制装置20的控制器21根据所设定的切换时间控制切断阀群22a、22b、22c、22d的启闭，进而切换焚化气流于该第一与第二蓄热槽10a、10b的流向(一流入且一流出)；借此，其操作包含两步骤：步骤1：令切断阀22a开、切断阀22b关、切断阀22c关、切断阀22d开，而将待焚化废气借由该焚化气流控制装置20导入第一蓄热槽10a预热至一定温度，然后通过燃烧室12进入第二蓄热槽10b，亦即燃烧后气流的高温会转移储存于第二蓄热槽10b中；步骤2：待经过所设定的切换时间后，该焚化气流控制装置20则令切断阀22a关、切断阀22b开、切断阀22c开、切断阀22d关，而改将待焚化废气导入已蓄热的第二蓄热槽10b将待焚化废气体预热，再通过燃烧室12进入已冷却的第一蓄热槽10a，燃烧后气流的高温则再转移 储存于第一蓄热槽10a中，而完成一循环热交换。
然而，该蓄热材料11a、11b的温度会随着深度而逐渐下降，在焚化炉使用一段时间之后，该蓄热材料11a、11b底部因温度不足，而会有高沸点有机物、有机聚合单体、油雾及焦质(tar)类的附着物质，甚至导致堵塞，致使该蓄热材料11a、11b逐渐丧失蓄热功能；其中，前述的附着物质可于焚化炉系统关闭后用热水或溶剂予以清除，但仅能浅层清除并不能彻底清除干净；再者，另一种将附着物质清除的方法，乃使用一外部热源将逐一导入该第一与第二蓄热槽10a、10b的冲洗气流加热，而将该蓄热材料10a、10b由底部向上热烘(bake-out)清除附着物质，但此设计必须多加一组外部热源与冲洗气流的管线，增加了燃料及设备的成本。
此外，双槽式蓄热焚化炉在蓄热槽预热/蓄热切换时，预热蓄热槽中的待焚化气体会因尚未焚化而被排放，因此会有未焚化气体周期性排放的问题。而为解决双槽式蓄热焚化炉的上述问题，亦有如图2所示的三(多)槽式蓄热焚化炉，其于内部填充蓄热材料31a、31b、31c的第一、第二与第三蓄热槽30a、30b、30c之间连结燃烧室32，并将一焚化气流控制装置40连结至每一蓄热槽30a、30b、30c，而每一蓄热槽30a、30b、30c尚连结一冲洗气流控制装置50，该焚化气流控制装置40的控制器41根据所设定的切换时间控制切断阀群42a、42b、42c、42d、42e、42f、51a、51b、51c的启闭，进而切换焚化气流与冲洗气流于每一蓄热槽30a、30b、30c的流向(一焚化气流流入、一焚化气流流出且一冲洗气流流入)；借此，较双槽式蓄热焚化炉增设一蓄热槽，而在蓄热及预热步骤间多一个通入冲洗气流的步骤(详细的操作步骤，非为本发明技术特征，不再赘述)，解决双槽式蓄热焚化炉会有未焚化气体周期性排放的问题，但其仍须借由一外部热源将冲洗气流加热，以将该蓄热材料31a、31b、31c由底部向上热烘清除附着物质。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种蓄热焚化炉的自净装置及方法，具有无须外部热源即能够将附着于蓄热材料的物质彻底清除干净的功效。
本发明蓄热焚化炉的自净装置是：
一种蓄热焚化炉的自净装置，其特征在于，于内部填充蓄热材料的数个蓄热槽之间连结燃烧室，并将一焚化气流控制装置连结至每一蓄热槽，且于该焚化气流控制装置的焚化气流出口端设置一温度计，该温度计连结至该焚化气流控制装置的控制器，而该控制器令焚化气流进行常态模式或是自净模式的模式转换及流向切换；然而，该常态模式是根据所设定的常态焚化切换时间控制切断阀群的启闭，进而切换焚化气流于每一蓄热槽的流向，该自净模式乃根据所设定的自净焚化切换温度控制切断阀群的启闭，进而切换焚化气流于每一蓄热槽的流向。
前述的蓄热焚化炉的自净装置，其中进一步于所述焚化气流控制装置的焚化气流入口端设置第一压力计且于出口端设置第二压力计，该第一与第二压力计连结至所述焚化气流控制装置的控制器，而令该控制器根据所设定的蓄热槽入口端与出口端的压力差自动进行常态模式与自净模式的转换。
前述的蓄热焚化炉的自净装置，其中控制器根据手动进行常态模式与自净模式的转换。
前述的蓄热焚化炉的自净装置，其中自净模式另根据所设定的自净焚化切换时间控制切断阀群的启闭，进而强制切换焚化气流于每一蓄热槽的流向，以做为防止蓄热槽高温闷燃的安全机制。
前述的蓄热焚化炉的自净装置，其中蓄热槽为双槽式或是多槽式。
前述的蓄热焚化炉的自净装置，其中常态焚化切换时间为60-180秒，所述自净焚化切换温度为200-450℃，所述自净焚化切换时间为所述常态焚化切换时间2-6倍。
本发明蓄热焚化炉的自净方法是：
一种蓄热焚化炉的自净方法，其特征在于，提供一自净模式转换讯号，而令焚化气流于每一蓄热槽的流向切换模式，由根据常态焚化切换时间控制流向切换的常态模式，转换成根据自净焚化切换温度控制流向切换的自净模式。
前述的蓄热焚化炉的自净方法，其中自净模式转换讯号为蓄热槽入口端与出口端的压力差或是人员输入。
前述的蓄热焚化炉的自净方法，其中自净模式另根据所设定的自净焚化切换时间强制切换焚化气流于每一蓄热槽的流向，以做为防止蓄热槽高温闷燃的安全机制。
前述的蓄热焚化炉的自净方法，其中常态焚化切换时间为60-180秒，所述自净焚化切换温度为200-450℃，所述自净焚化切换时间为所述常态焚化切换时间的2-6倍。
本发明的有益效果是，本发明具有无须外部热源即能够将附着于蓄热材料的物质彻底清除干净的功效。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有双槽式蓄热焚化炉的结构示意图。
图2是现有多槽式蓄热焚化炉的结构示意图。
图3是本发明实施于双槽式蓄热焚化炉的结构示意图。
图4是本发明实施于多槽式蓄热焚化炉的结构示意图。
图中标号说明：
10a、10b蓄热槽
11a、11b蓄热材料
12燃烧室
20焚化气流控制装置
21控制器
22a、22b、22c、22d切断阀
30a、30b、30c蓄热槽
31a、31b、31c蓄热材料
32燃烧室
40焚化气流控制装置
41控制器
42a、42b、42c、42d、42e、42f切断阀
50冲洗气流控制装置
51a、51b、51c切断阀
60温度计
71、72压力计
具体实施方式
首先，请参阅图3所示，本发明蓄热焚化炉的自净装置第一实施例，是以双槽式蓄热焚化炉为实施对象，其于内部填充蓄热材料11a、11b的第一与第二蓄热槽10a、10b之间连结燃烧室12，并将一焚化气流控制装置20连结至每一蓄热槽10a、10b，且于该焚化气流控制装置20的焚化气流出口端设置一温度计60，该温度计60连结至该焚化气流控制装置20的控制器21，而该控制器21令焚化气流进行常态模式或是自净模式的模式转换及流向切换。
然而，该常态模式是根据所设定的常态焚化切换时间(通常为60～180秒)控制切断阀群(22a、22b、22c、22d)的启闭，进而切换焚化气流于每一蓄热槽10a、10b的流向；又，该自净模式乃根据所设定的自净焚化切换温度控制切断阀群22a、22b、22c、22d的启闭，进而切换焚化气流于每一蓄热槽10a、10b的流向；其中，该常态模式为一般蓄热焚化炉的运转模式，而该自净模式则为本发明所增设的运转模式，其乃将焚化气流的流向切换周期较该常态模式延长，让该蓄热槽10a、10b出口端的温度达到自净焚化切换温度(本发明设定为200～450℃)，遂借高温将该蓄热材料11a、11b底部的附着物质分解去除，恢复该蓄热材料11a、11b的蓄热功能。
再者，进一步于该焚化气流控制装置20的焚化气流入口端设置第一压力计71，且于出口端设置第二压力计72，该第一与第二压力计71、72连结至该焚化气流控制装置20的控制器21，而令该控制器21根据所设定的蓄热槽压力差自动进行常态模式与自净模式的转换；因此，当蓄热槽入口端与出口端的压力差产生急遽扩大的趋势时，即表示该蓄热材料11a、11b已有附着物质形成堵塞的情形，该控制器21乃将焚化炉的运转模式由常态模式转换成自净模式；又，当蓄热槽入口端与出口端恢复正常压力差时，则表示该蓄热材料11a、11b的附着物质已被分解去除，该控制器21乃将焚化炉的运转模式由自净模式转换回常态模式；不过，该控制器21除了根据所设定的蓄热槽压力差自动进行常态模式与自净模式的转换，亦可由人员手动操作常态模式与自净模式的转换。
此外，为了预防该温度计60失效而造成危险，该自净模式另根据所设定的自净焚化切换时间(本发明设定为该常态焚化切换时间的2～6倍)控制切断阀群22a、22b、22c、22d的启闭，进而强制切换焚化气流于每一蓄热槽10a、10b的流向，以做为防止蓄热槽高温闷燃的安全机制。
借此，本发明于双槽式蓄热焚化炉第一应用例的运转条件如下：
待焚化废气含有高沸点单乙醇氨(MEA，沸点171℃)与二甲基亚砜(DMSO，沸点189℃)；常态模式的入口温度50℃，焚化温度850℃，出口平均温度90℃，焚化气流切换周期90秒；自净模式的入口温度50℃，焚化温度850℃，出口温度达250℃再切换焚化气流流向，焚化气流切换周期约270秒。
又，本发明于双槽式蓄热焚化炉第二应用例的运转条件如下：
待焚化废气含有高沸点甲基吡咯啶酮(NMP，沸点202℃)；常态模式的入口温度50℃，焚化温度850℃，出口平均温度90℃，焚化气流切换周期90秒；自净模式的入口温度50℃，焚化温度850℃，出口温度达250℃再切换焚化气流流向，焚化气流切换周期约270秒。
另，本发明于双槽式蓄热焚化炉第三应用例的运转条件如下：
待焚化废气含有高沸点二甲基甲酰胺(DMF，沸点153℃)；常态模式的入口温度50℃，焚化温度850℃，出口平均温度90℃，焚化气流切换周期90秒；自净模式的入口温度50℃，焚化温度850℃，出口温度达200℃再切换焚化气流流向，焚化气流切换周期约210秒。
另外，请参阅图4所示，，本发明蓄热焚化炉的自净装置第二实施例，是以多槽式蓄热焚化炉为实施对象，其于内部填充蓄热材料31a、31b、31c的第一、第二与第三蓄热槽30a、30b、30c之间连结燃烧室32，并将一焚化气流控制装置40连结至每一蓄热槽30a、30b、30c，而每一蓄热槽30a、30b、30c尚连结一冲洗气流控制装置50，且于该焚化气流控制装置40的焚化气流出口端设置一温度计60，该温度计60连结至该焚化气流控制装置40的控制器41，而该控制器41令焚化气流进行常态模式或是自净模式的模式转换及流向切换。
然而，该常态模式是根据所设定的常态焚化切换时间(通常为60～180秒)控制切断阀群42a、42b、42c、42d、42e、42f、51a、51b、51c的 启闭，进而切换焚化气流与冲洗气流于每一蓄热槽30a、30b、30c的流向；又，该自净模式乃根据所设定的自净焚化切换温度控制切断阀群42a、42b、42c、42d、42e、42f、51a、51b、51c的启闭，进而切换焚化气流与冲洗气流于每一蓄热槽10a、10b的流向；其操作步骤是与第一实施例相同，不再赘述。
借此，本发明于多槽式蓄热焚化炉第一应用例的运转条件如下：
待焚化废气含有聚合物苯乙烯(Styrene)与生产透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)；常态模式的入口温度50℃，焚化温度850℃，出口平均温度90℃，焚化气流切换周期90秒；自净模式的入口温度50℃，焚化温度850℃，出口温度达350℃再切换焚化气流流向，焚化气流切换周期约360秒。
又，本发明于多槽式蓄热焚化炉第二应用例的运转条件如下：
待焚化废气含有二甲硫醚(DMS)与二甲基亚砜(DMSO，沸点189℃)；常态模式的入口温度35℃，焚化温度825℃，出口平均温度110℃，焚化气流切换周期90秒；自净模式的入口温度35℃，焚化温度825℃，出口温度达250℃再切换焚化气流流向，焚化气流切换周期约270秒。
基于上述的构成，本发明是让蓄热焚化炉的运转模式，除了原本的常态模式之外另增设了自净模式，而该自净模式是当蓄热槽内部的蓄热材料有附着物质堵塞时，借由将焚化气流的流向切换周期较该常态模式延长，让蓄热槽出口端的温度达到所设定的自净焚化切换温度，利用高温将蓄热材料底部的附着物质分解去除，恢复其蓄热功能；然而，本发明所增设的自净模式，并不须借助外部热源，是由焚化炉本身的焚化温度将蓄热材料底部的附着物质高温热脱附或分解去除，而具有无须外部热源即能够将附着于蓄热材料的物质彻底清除干净的功效。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
综上所述，本发明在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关发明专利要件的规定，故依法提起。
Claims (10)
1.一种蓄热焚化炉的自净装置，其特征在于，于内部填充蓄热材料的数个蓄热槽之间连结燃烧室，并将一焚化气流控制装置连结至每一蓄热槽，且于该焚化气流控制装置的焚化气流出口端设置一温度计，该温度计连结至该焚化气流控制装置的控制器，而该控制器令焚化气流进行常态模式或是自净模式的模式转换及流向切换；然而，该常态模式是根据所设定的常态焚化切换时间控制切断阀群的启闭，进而切换焚化气流于每一蓄热槽的流向，该自净模式乃根据所设定的自净焚化切换温度控制切断阀群的启闭，进而切换焚化气流于每一蓄热槽的流向。
2.根据权利要求1所述的蓄热焚化炉的自净装置，其特征在于，进一步于所述焚化气流控制装置的焚化气流入口端设置第一压力计且于出口端设置第二压力计，该第一与第二压力计连结至所述焚化气流控制装置的控制器，而令该控制器根据所设定的蓄热槽入口端与出口端的压力差自动进行常态模式与自净模式的转换。
3.根据权利要求1所述的蓄热焚化炉的自净装置，其特征在于，所述控制器根据手动进行常态模式与自净模式的转换。
4.根据权利要求1、2或3所述的蓄热焚化炉的自净装置，其特征在于，所述自净模式另根据所设定的自净焚化切换时间控制切断阀群的启闭，进而强制切换焚化气流于每一蓄热槽的流向，以做为防止蓄热槽高温闷燃的安全机制。
5.根据权利要求4所述的蓄热焚化炉的自净装置，其特征在于，所述蓄热槽为双槽式或是多槽式。
6.根据权利要求4所述的蓄热焚化炉的自净装置，其特征在于，所述常态焚化切换时间为60-180秒，所述自净焚化切换温度为200-450℃，所述自净焚化切换时间为所述常态焚化切换时间的2-6倍。
7.一种蓄热焚化炉的自净方法，其特征在于，提供一自净模式转换讯号，而令焚化气流于每一蓄热槽的流向切换模式，由根据常态焚化切换时间控制流向切换的常态模式，转换成根据自净焚化切换温度控制流向切换的自净模式。
8.根据权利要求7所述的蓄热焚化炉的自净方法，其特征在于，所述自净模式转换讯号为蓄热槽入口端与出口端的压力差或是人员输入。
9.根据权利要求7或8所述的蓄热焚化炉的自净方法，其特征在于，所述自净模式另根据所设定的自净焚化切换时间强制切换焚化气流于每一蓄热槽的流向，以做为防止蓄热槽高温闷燃的安全机制。
10.根据权利要求9所述的蓄热焚化炉的自净方法，其特征在于，所述常态焚化切换时间为60-180秒，所述自净焚化切换温度为200-450℃，所述自净焚化切换时间为所述常态焚化切换时间的2-6倍。
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