CN103727545A - 一种处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，包括炉体和设置在炉体顶部的炉盖，炉体上部设置有点火器和火焰检测器，炉体下部设置有水封口和人孔，炉体底部设置有气体出口，炉盖一侧设置有低压空气进口，炉盖中心呈同心圆分布从内到外依次设置有废液进料管、废气进料管和燃料进料管，废液进料管上设置有空气进口，废液进料管底部设置有废液雾化喷射器，炉盖内设置有与低压空气进口对应的旋流板。本发明具有结构简单、效率高、安全性和稳定性好、使用寿命长的的优点。

Description

一种处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉

技术领域

本发明涉及一种废液废气焚烧装置，具体涉及一种处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉。

背景技术

美国和西欧在废弃物无害化、资源化处理方面处于世界领先水平。从20世纪60年代开始，美国化工及相关行业开始尝试焚烧工业废弃物，如陶氏化学公司、杜邦公司等兴建了一批回转窑焚烧炉，约翰锌业公司和热能研究与工程公司等相继建成液体喷射炉。总的来说，国外涡流式焚烧炉被广泛用于危险废弃物处理，占焚烧炉总量的50％左右。

近年来，随着人们对环保的关注越来越高，国内也有不少科研究院所和企业致力于废液焚烧技术的基础研究和产业化应用。文献中报道的焚烧炉有十多座，集中在石化、制药、食品和农药等行业。这些焚烧炉的炉型主要是喷射炉和流化床两类，存在容量较小的缺陷，且大多用油或煤助燃，许多焚烧炉都配有余热锅炉，焚烧高盐废液时，受热面积灰结渣严重，影响焚烧炉正常运行。

随着我国氟化工行业的快速发展，含氟氯废液废气的处置成了行业急需解决的问题。含氟氯废液废气成份比较复杂，属于高沸物、高毒、高腐蚀性质的工业废弃物，适合采用涡流式焚烧炉处理。但现有涡流式焚烧炉用于含氟氯废液废气处理时，存在容量过小，炉内烟气停留时间和湍流混合强度等运行参数低，生成有害不完全燃烧产物的可能性增大，影响焚烧炉运行的安全性的不足；同时，现有涡流式焚烧炉用于含氟氯废液废气处理时，不能有效防止含氟氯废液废气中的HF、HCl的腐蚀，炉体易被腐蚀，导致涡流式焚烧炉不能稳定运行，使用寿命短；另外现有涡流式焚烧炉对废液废气成份变化的适应性较差，燃料消耗量高，余热利用效率较低，经济性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、效率高、安全性和稳定性好、使用寿命长的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉。

为了解决以上技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，包括炉体和设置在所述的炉体顶部的炉盖，所述的炉体上部设置有点火器和火焰检测器，所述的炉体下部设置有水封口和人孔，所述的炉体底部设置有气体出口，所述的炉盖一侧设置有低压空气进口，所述的炉盖中心呈同心圆分布从内到外依次设置有废液进料管、废气进料管和燃料进料管，所述的废液进料管上设置有空气进口，所述的废液进料管底部设置有废液雾化喷射器，所述的炉盖内设置有与所述的低压空气进口对应的旋流板。

进一步的：

所述的旋流板数目优选为5～10只。

所述的旋流板优选与涡流式焚烧炉纵向中心线呈10～40°夹角。

所述的炉体从外至内依次由耐酸涂料层、隔热耐火保温层和耐磨耐火耐腐层组成。

所述的耐酸涂料层厚度优选为1.5～3.5mm

所述的隔热耐火保温层和耐磨耐火耐腐层优选由耐火砖按大砖公母榫槽砖型拼装而成。

所述的耐火砖厚度优选为110～120mm

所述的隔热耐火保温层的耐火砖材料优选白刚玉或铬刚玉或锆刚玉。

所述的耐磨耐火耐腐层耐火砖材料优选莫来石或氧化锆。

所述的炉体上还设置有两支或两支以上的温度计。

本发明的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，炉体从外至内依次由耐酸涂料层、隔热耐火保温层和耐磨耐火耐腐层组成。其中隔热耐火保温层和耐磨耐火耐腐层优选由耐火砖按大砖公母榫槽砖型拼装而成，消除了普通涡流式焚烧炉在冷热急变的情况下砖缝众多，易收缩引起的坍塌的缺陷。同时耐火砖选用含有铬、锆元素的刚玉砖，耐酸涂料层采用氟碳涂料，能有效防止含氟氯废液废气中的HF、HCl的腐蚀，有效提高了对氟氯元素的侵蚀，避免炉体腐蚀，延长了涡流式焚烧炉的使用寿命。本发明的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉提高了含氟氯废液废气在炉子高温区的有效停留时间，减少了热能损失，极大地提高了炉体的热效率，明显提高了设备的节能作用，使废液废气能完全分解。

本发明的涡流式焚烧炉采用的废液雾化喷射器能有效防止堵塞，提高雾化质量和均匀度，含氟氯废液经废液雾化喷射器均匀喷射入炉内，含氟氯废液喷雾场与燃油或燃气燃烧回流区相互作用，促进掺混加快废液的蒸发和分解速度；废液进料管、废气进料管和燃料进料管单独设立，互不干扰，含氟氯废气是从废液进料管与废气进料管形成的环隙进入炉内，能使气体均匀、缓慢地通过垂直的高温火焰，避免气柱进气方式时由于局部动力过大形成低温区的问题，从而使含氟氯废液经雾化后和由环隙进入的含氟氯废气，及由燃料进口管进入的燃料整流后均匀地通过燃烧产生的高温区间，达到完全焚烧的目的。涡流式焚烧炉处理含氟氯废液废气后产生的高温烟气通过气体出口排出，经过废气循环吸收系统回收，制成成品氢氟酸，未吸收的尾气达标排入大气。

本发明中低压空气经低压空气进口通过旋流板作用后以涡流方式进入涡流式焚烧炉内，可形成较大燃气回流区，提高火焰稳定性，增强炉膛内部的湍流度，使雾化后的含氟氯废液废气充分与高温火焰形成湍流，进而充分燃烧，彻底消除有害不完全燃烧产物影响焚烧炉安全运行的不足。

本发明的涡流式焚烧炉的炉体上设置有温度计，能有效控制温度及炉温变化情况，保证含氟氯废液废气焚烧完全。温度可单独或同时设置在涡流式焚烧上部、中部、下部。涡流式焚烧炉出口设有水封安全装置，防止误操作时对人和设备的损害。涡流式焚烧炉设有火焰探测器，易于判断焚烧炉是否正常燃烧，一旦熄火，保证燃料（助燃油或天然气或煤气）第一时间切断，防止可燃气体达到爆炸极限，进一步提高了涡流式焚烧炉的安全性。

与现有技术相比，本发明的优点为：

1、结构简单、效率高，能单独或同时焚烧处理含氟氯废液或废气，使废液废气充分与高温火焰形成湍流，进而充分燃烧，处理后得到的尾气可达标排放；

2、安全性和稳定性好，能有效控制温度及炉温变化情况，保证含氟氯废液废气焚烧完全，彻底消除了有害不完全燃烧产物影响焚烧炉安全运行的不足；同时能防止误操作时对人和设备的损害，防止可燃气体达到爆炸极限；

3、使用寿命长，安全稳定运行寿命达7年以上。

附图说明

图1为本发明的涡流式焚烧炉结构示意图；

图2为本发明的涡流式焚烧炉的炉盖结构示意图；

图3为本发明的涡流式焚烧炉的耐火砖砖型拼装结构图。

图中：炉体1，耐酸涂料层2，隔热耐火保温层3，耐磨耐火耐腐层4，水封口5，人孔6，气体出口7，点火器8，温度计9，火焰检测器10，炉盖11，低压空气进口12，废液进料管13，空气进口14，废气进料管15，燃料进料管16，废液雾化喷射器17，旋流板18。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，包括炉体1和炉体1顶部的炉盖11，炉体1上部设置有点火器8和火焰检测器10，炉体1下部设置有水封口5和人孔6，炉体1底部设置有气体出口7，炉盖11一侧设置有低压空气进口12，炉盖11中心呈同心圆分布从内到外依次设置有废液进料管13、废气进料管15和燃料进料管16，废液进料管15上设置有空气进口14，废液进料管15底部设置有废液雾化喷射器17（型号FP-01，衢州市立鑫机械设备厂），炉盖11内环绕燃料进料管16等间距设置有五只与低压空气进口12对应的旋流板18，旋流板18与涡流式焚烧炉纵向中心线呈40°夹角，炉体1上部、中部、下部分别设置有数目为两支、四支、两支的温度计9。炉体从外至内依次由耐酸涂料层2（厚度1.5mm）、隔热耐火保温层3和耐磨耐火耐腐层4组成。隔热耐火保温层3和耐磨耐火耐腐层4由耐火砖（厚度为100mm）按大砖公母榫槽砖型拼装而成。砖缝采用铬刚玉耐火胶泥粘结，膨胀缝采用含锆高铝陶瓷纤维毡。隔热耐火保温层3的耐火砖材料选自白刚玉。耐磨耐火耐腐层4耐火砖材料选自莫来石。

实施例2

一种处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，包括炉体1和炉体1顶部的炉盖11，炉体1上部设置有点火器8和火焰检测器10，炉体1下部设置有水封口5和人孔6，炉体1底部设置有气体出口7，炉盖11一侧设置有低压空气进口12，炉盖11中心呈同心圆分布从内到外依次设置有废液进料管13、废气进料管15和燃料进料管16，废液进料管15上设置有空气进口14，废液进料管15底部设置有废液雾化喷射器17（型号FP-01，衢州市立鑫机械设备厂），炉盖11内环绕燃料进料管16等间距设置有七只与低压空气进口12对应的旋流板18，旋流板18与涡流式焚烧炉纵向中心线呈30°夹角，炉体1上部、中部、下部分别设置有数目为两支、三支、一支的温度计9。炉体从外至内依次由耐酸涂料层2（厚度2mm）、隔热耐火保温层3和耐磨耐火耐腐层4组成。隔热耐火保温层3和耐磨耐火耐腐层4由耐火砖（厚度为105mm）按大砖公母榫槽砖型拼装而成。砖缝采用铬刚玉耐火胶泥粘结，膨胀缝采用含锆高铝陶瓷纤维毡。隔热耐火保温层3的耐火砖材料选自铬刚玉。耐磨耐火耐腐层4耐火砖材料选自莫来石。

实施例3

一种处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，包括炉体1和炉体1顶部的炉盖11，炉体1上部设置有点火器8和火焰检测器10，炉体1下部设置有水封口5和人孔6，炉体1底部设置有气体出口7，炉盖11一侧设置有低压空气进口12，炉盖11中心呈同心圆分布从内到外依次设置有废液进料管13、废气进料管15和燃料进料管16，废液进料管15上设置有空气进口14，废液进料管15底部设置有废液雾化喷射器17（型号FP-01，衢州市立鑫机械设备厂），炉盖11内环绕燃料进料管16等间距设置有八只与低压空气进口12对应的旋流板18，旋流板18与涡流式焚烧炉纵向中心线呈20°夹角，炉体1上部、中部、下部分别设置有数目为一支、四支、一支的温度计9。炉体从外至内依次由耐酸涂料层2（厚度3mm）、隔热耐火保温层3和耐磨耐火耐腐层4组成。隔热耐火保温层3和耐磨耐火耐腐层4由耐火砖（厚度为110mm）按大砖公母榫槽砖型拼装而成。砖缝采用铬刚玉耐火胶泥粘结，膨胀缝采用含锆高铝陶瓷纤维毡。隔热耐火保温层3的耐火砖材料选自锆刚玉。耐磨耐火耐腐层4耐火砖材料选自氧化锆。

实施例4

一种处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，包括炉体1和炉体1顶部的炉盖11，炉体1上部设置有点火器8和火焰检测器10，炉体1下部设置有水封口5和人孔6，炉体1底部设置有气体出口7，炉盖11一侧设置有低压空气进口12，炉盖11中心呈同心圆分布从内到外依次设置有废液进料管13、废气进料管15和燃料进料管16，废液进料管15上设置有空气进口14，废液进料管15底部设置有废液雾化喷射器17（型号FP-01，衢州市立鑫机械设备厂），炉盖11内环绕燃料进料管16等间距设置有十只与低压空气进口12对应的旋流板18，旋流板18与涡流式焚烧炉纵向中心线呈10°夹角，炉体1上部、中部、下部分别设置有数目为一支、两支、一支的温度计9。炉体从外至内依次由耐酸涂料层2（厚度3.5mm）、隔热耐火保温层3和耐磨耐火耐腐层4组成。隔热耐火保温层3和耐磨耐火耐腐层4由耐火砖（厚度为120mm）按大砖公母榫槽砖型拼装而成。砖缝采用铬刚玉耐火胶泥粘结，膨胀缝采用含锆高铝陶瓷纤维毡。隔热耐火保温层3的耐火砖材料选自白刚玉。耐磨耐火耐腐层4耐火砖材料选自氧化锆。

工作流程为：低压空气按一定的流量经低压空气进口12通过旋流板18作用后以涡流方式进入涡流式焚烧炉内，燃料通过燃料进口管16经点火器8点着，火焰探测器10探测点火成功。涡流式焚烧炉经过一定的时间，通过温度计9观察，当升温至1000～1350℃后，含氟氯废液按一定流量通入废液进料管13与经空气进口14通入的空气混合，经废液雾化喷射器17雾化后均匀喷入涡流式焚烧炉内；含氟氯废气按一定流量从废液进料管13与废气进料管15形成的环隙均匀、缓慢地进入炉内，废液喷雾场与燃料燃烧回流区相互作用，促进掺混，加快废液的蒸发和分解速度，从而使含氟氯废液经雾化后和由环隙进入的含氟氯废气，及由燃料进口管16进入的燃料整流后均匀地通过燃烧产生的高温区间，达到完全焚烧的目的。经涡流式焚烧炉处理含氟氯废液废气后产生的高温烟气通过气体出口7排出，经过废气循环吸收系统回收，制成成品氢氟酸，未吸收的尾气达标排入大气。

Claims (10)

1.一种处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，包括炉体和设置在所述的炉体顶部的炉盖，所述的炉体上部设置有点火器和火焰检测器，所述的炉体下部设置有水封口和人孔，所述的炉体底部设置有气体出口，所述的炉盖一侧设置有低压空气进口，其特征在于所述的炉盖中心呈同心圆分布从内到外依次设置有废液进料管、废气进料管和燃料进料管，所述的废液进料管上设置有空气进口，所述的废液进料管底部设置有废液雾化喷射器，所述的炉盖内设置有与所述的低压空气进口对应的旋流板。

2.根据权利要求1所述的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，其特征在于所述的旋流板数目为5～10只。

3.根据权利要求1所述的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，其特征在于所述的旋流板与涡流式焚烧炉纵向中心线呈10～40°夹角。

4.根据权利要求1所述的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，其特征在于所述的炉体从外至内依次由耐酸涂料层、隔热耐火保温层和耐磨耐火耐腐层组成。

5.根据权利要求4所述的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，其特征在于所述的耐酸涂料层厚度为1.5～3.5mm。

6.根据权利要求4所述的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，其特征在于所述的隔热耐火保温层和耐磨耐火耐腐层由耐火砖按大砖公母榫槽砖型拼装而成。

7.根据权利要求6所述的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，其特征在于所述的耐火砖厚度为110～120mm。

8.根据权利要求6所述的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，其特征在于所述的隔热耐火保温层的耐火砖材料选自白刚玉或铬刚玉或锆刚玉。

9.根据权利要求6所述的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，其特征在于所述的耐磨耐火耐腐层耐火砖材料选自莫来石或氧化锆。

10.根据权利要求1所述的处理含氟氯废液废气的涡流式焚烧炉，其特征在于所述的炉体上还设置有两支或两支以上的温度计。

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