CN105864803A - 一种直燃式废气处理及热能利用系统和利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直燃式废气处理及热能利用系统，包括烘箱，该烘箱上与热风供应系统连通，热风供应系统包括焚烧炉，焚烧炉上设置有排气口和废气回收口，废气回收口与烘箱之间通过废气回收管路连通；排气口连接有排气管路，烘箱的循环风管连接供气管路，该供气管路上设置有供气风机，供气管路的一端与循环风管连通，供气管路的另一端与排气管路连通或者供气管路的另一端与新鲜空气源连通且供气管路与排气管路之间通过换热器连接。该系统可将有机废气送至焚烧炉中燃烧，并将产生的热能供给烘箱，不但处理有机废气，而且回收热能再利用，降低了污染气体的排放。本发明还公开了废气处理及热能利用方法，该方法提高了有机废气的处理率，节约了能源。

Description

一种直燃式废气处理及热能利用系统和利用方法
技术领域
本发明涉及一种直燃式废气处理及热能利用系统，同时还涉及与该废气处理及热能利用系统配套的废气处理及热能利用方法。
背景技术
工业的快速发展带来财富的同时，也对环境造成了污染，有机废气是工业排放的常见污染物，涂装生产线中含有二甲苯，乙二醇以及其它有机化合物等，如对这些废气不加以处理，直接排入大气将会对环境造成严重污染，危害人体健康。传统的有机废气净化方法包括吸附法、冷凝法和直接燃烧法等，这些方法容易产生二次污染，能耗大、易受有机废气浓度和温度限制等缺点。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种直燃式废气处理及热能利用系统，该废气处理及热能利用系统可将收集的有机废气送至焚烧炉中燃烧，并将燃烧产生的热能供给烘箱，不但处理了有机废气，而且回收热能再利用，降低了污染气体的排放，提高了能量的利用率，节能环保，节约了能源。
本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种直燃式废气处理及热能利用方法，该方法将烘箱产生的有机废气送至焚烧炉中燃烧，并将燃烧产生的热空气反馈给烘箱，使有机废气的处理率提高，提高了能量的利用率，降低了污染气体的排放。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种直燃式废气处理及热能利用系统，包括烘箱，该烘箱上设置有两端均与烘箱内部连通的循环风管，该循环风管上设置了循环风机，该循环风管与热风供应系统连通，所述热风供应系统包括焚烧炉，所述焚烧炉上设置有排气口和废气回收口，废气回收口与焚烧炉的燃烧位置对应，该废气回收口与烘箱之间通过废气回收管路连通；排气口连接有排气管路，该排气管路上设置有废气引风机，所述烘箱的循环风管连接有供气管路，该供气管路上设置有供气风机，所述供气管路的一端与循环风管连通，所述供气管路的另一端与排气管路连通或者所述供气管路的另一端与新鲜空气源连通且供气管路与排气管路之间通过换热器连接。
作为一种优选的方案，所述排气管路上设置有至少一个换热器，所述换热器包括第一换热管路和第二换热管路，第一换热管路与排气管路连通；当供气管路的另一端与排气管路连通时，第二换热管路与废气回收管路连通；当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，第二换热管路与供气管路连通。
作为一种优选的方案，所述换热器包括一级换热器、二级换热器和三级换热器，一级换热器的第一换热管路、二级换热器的第一换热管路和三级换热器的第一换热管路按照排气方向顺次串联于排气管路中，当供气管路的另一端与排气管路连通时，所述一级换热器的第二换热管路、二级换热器的第二换热管路和三级换热器的第二换热管路串联于废气回收管路中；当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，所述一级换热器的第二换热管路、二级换热器的第二换热管路和三级换热器的第二换热管路串联于供气管路中。
作为一种优选的方案，当所述供气管路的另一端与排气管路连通时，所述排气管上设置有方便供气管路连接的供气接口，所述排气管路上位于三级换热器和废气引风机之间设置有预热风口，该供气接口设置于二级换热器和三级换热器之间的排气管路上，该预热风口与供气风机的进气端通过预热回流管路连通，当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，所述排气管路上位于三级换热器和废气引风机之间设置有预热风口，该预热风口通过预热回流管路与供气管路连通，且预热回流管路与供气管路的连通位置位于二级换热器和三级换热器之间。
作为一种优选的方案，所述供气管路位于供气风机的出气端设置有余热回风口；当所述供气管路的另一端与排气管路连通时，所述余热回风口与废气回收管路之间通过余热回收管路连通，所述余热回收管路与废气回收管路的连接位置处于二级换热器和三级换热器之间；当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，所述余热回风口通过余热回收管路与供气管路连通，且连通位置位于二级换热器和三级换热器之间。
作为一种优选的方案，废气回收管路还设置有废弃回收扩展接口，该废弃回收扩展接口连接有分回收管，所述排气管路上还设置热能利用口，该热能利用口连接热能利用系统。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：由于所述热风供应系统包括焚烧炉，所述焚烧炉上设置有排气口和废气回收口，废气回收口与焚烧炉的燃烧位置对应，该废气回收口与烘箱之间通过废气回收管路连通；排气口连接有排气管路，该排气管路上设置有废气引风机，所述排气管路上设置有供气接口，该供气接口与循环风管之间设置有供气管路，所述供气管路上设置有供气风机，燃料在焚烧炉中燃烧产生的热空气通过供气风机送至烘箱，烘箱的自循环系统将热空气在烘箱内部自循环，而烘箱内产生有机废气通过废气引风机引入到焚烧炉中燃烧，有机废气燃烧分解成二氧化碳和水，同时释放大量的热量又供应给烘箱。该系统利用焚烧的方式处理有机废气，使废气处理效率达到90％以上，并且回收利用了有机废气的热能，节能环保。
又由于所述排气管路上设置有至少一个换热器，所述换热器包括第一换热管路和第二换热管路，第一换热管路与排气管路连通；当供气管路的另一端与排气管路连通时，第二换热管路与废气回收管路连通；当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，第二换热管路与供气管路连通。利用换热器可以提高废气回收管路中有机废气的温度，从而方便焚烧，能量的利用更加合理。而供气管路直接连接新鲜空气源时，换热器可与供气管路之间进行热交换，使新鲜空气进入烘箱内加热，避免有机废气燃烧不充分而回流至烘箱造成有机废气存积。
又由于当所述供气管路的另一端与排气管路连通时，所述排气管上设置有方便供气管路连接的供气接口，所述排气管路上位于三级换热器和废气引风机之间设置有预热风口，该供气接口设置于二级换热器和三级换热器之间的排气管路上，该预热风口与供气风机的进气端通过预热回流管路连通，当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，所述排气管路上位于三级换热器和废气引风机之间设置有预热风口，该预热风口通过预热回流管路与供气管路连通，且预热回流管路与供气管路的连通位置位于二级换热器和三级换热器之间。烘箱预热时烘箱内不产生有机废气，此时，焚烧炉产生的热量一部分从供气接口进入供气风机，另一部分是从预热风口进入供气风机，那么焚烧炉产生的全部热能均供给烘箱预热，减少了加温时间，更加的节能。尤其是在无要求背涂时，此操作也可大大节省能源，当然，若是利用新鲜空气给烘箱供热时，焚烧炉产生的热量不但与新鲜空气进行热交换，而且还直接与新鲜空气汇合加热，进一步快速提高新鲜空气的温度。
又由于所述供气管路位于供气风机的出气端设置有余热回风口；当所述供气管路的另一端与排气管路连通时，所述余热回风口与废气回收管路之间通过余热回收管路连通，所述余热回收管路与废气回收管路的连接位置处于二级换热器和三级换热器之间；当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，所述余热回风口通过余热回收管路与供气管路连通，且连通位置位于二级换热器和三级换热器之间。当焚烧炉产生的热能在满足烘箱热量后还有剩余，此时，利用余热回风口回流与废气混合，可提高废气的温度，方便焚烧，热能的利用率更高。而当利用新鲜空气源供热时，该余热回风口回流的热空气又直接与供气管路的新鲜空气汇合并辅助加热，能量的利用率更高。
又由于废气回收管路还设置有废弃回收扩展接口，该废弃回收扩展接口连接有分回收管，所述排气管路上还设置热能利用口，该热能利用口连接热能利用系统。该分回收管可连接其他有机废气源，对其他有机废气进行回收处理。同时，热能利用口连接热能利用系统，如其他车间的供暖，其他加热设备，从而使热能的利用率更高。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该废气处理和热能利用方法可将烘箱产生的有机废气在焚烧炉中燃烧，然后将燃烧的热能供给烘箱，在处理有机废气的同时回收了热能，提高了热能的利用率。
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是本发明实施例1的结构系统图；
图2是本发明实施例2的结构系统图；
附图中：1.焚烧炉；2.燃料供应管；3.助燃空气供应管；4.一级换热器；5.二级换热器；6.三级换热器；7.预热风口；8.预热回流管路；9.供气风机；10.供气接口；11.供气管路；12.余热回风口；13.余热回收管路；14.废气回收管路；15.热能利用口；16.烘箱；17.废气回收口；18.循环风管；19.废气引风机；20.烟囱；21.废弃回收扩展接口；22.涂装室；23.排气口。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，一种直燃式废气处理及热能利用系统，包括烘箱16，该烘箱16上设置有两端均与烘箱16内部连通的循环风管18，该循环风管18上设置了循环风机，该循环风管18与热风供应系统连通，所述热风供应系统包括焚烧炉1，焚烧炉1设置有焚烧器，焚烧器连接了燃料供应管2路和助燃空气供应管3路，所述焚烧炉1上设置有排气口23和废气回收口17，废气回收口17与焚烧炉1的燃烧位置对应，回收来的有机废气直接在燃烧位置处被燃烧分解成二氧化碳和水，该废气回收口17与烘箱16之间通过废气回收管路14连通，该废气回收管路14上设置有自动阀门；排气口23连接有排气管路，该排气管路上设置有废气引风机19，废气引风机19的出气口与烟囱20连接，所述排气管路上设置有供气接口10，该供气接口10与循环风管18之间设置有供气管路11，所述供气管路11上设置有供气风机9。
所述排气管路上设置有至少一个换热器，所述换热器包括第一换热管路和第二换热管路，第一换热管路与排气管路连通，第二换热管路与废气回收管路14连通，也就是说废气回收管路14内的废气与排气管路中的热空气进行热交换，提高废气的温度，同时也可降低排气温度。
优选的，所述换热器包括一级换热器4、二级换热器5和三级换热器6，一级换热器4的第一换热管路、二级换热器5的第一换热管路和三级换热器6的第一换热管路按照排气方向顺次串联于排气管路中，一级换热器4的第二换热管路、二级换热器5的第二换热管路和三级换热器6的第二换热管路串联于废气回收管路14中。废气的流动方向与排气的方向相对，这样可使换热更加充分。废气回收管路14还设置有废弃回收扩展接口21，该废弃回收扩展接口21连接有分回收管，该分回收管可与其他的有机废气产生源连通，例如，分回收管与涂装室22连通，收集涂装室22内产生的有机废气。
所述供气接口10设置于二级换热器5和三级换热器6之间的排气管路上，所述排气管路上位于三级换热器6和废气引风机19之间设置有预热风口7，该预热风口7与供气风机9的进气端通过预热回流管路8连通。焚烧炉1焚烧后产生750℃左右的热空气，而后经过一级换热器4换热后变成700℃左右的热空气，然后再经过二级换热器5换热后变成550℃左右的热空气，此时利用该温度段的空气供应给烘箱16，而一部分热空气又经过三级换热器6换热后变成了250℃左右的空气，该温度的热空气可排放，也可再利用。如所述排气管路上还设置热能利用口15，该热能利用口15连接热能利用系统，该热能利用系统如其他的加热设备或暖气管道。当然，在烘箱16预热时或者烘箱16内并不产生有机废气时，此时排气管路250℃左右的空气可从预热回流管路8中回流到烘箱16内进行预热，使热能的利用率更高。
所述供气管路11位于供气风机9的出气端设置有余热回风口12，该余热回风口12与废气回收管路14之间通过余热回收管路13连通，所述余热回收管路13与废气回收管路14的连接位置处于二级换热器5和三级换热器6之间。该余热回收管路13可将多余的热空气回收与废气混合提高废气的温度，特别时当废气回收管路14还回收了涂装室22的空气，该空气为室温，温度较低，因此，余热回收管路13可加速废气的温升。
另外，本实施例还公开了一种直燃式废气处理及热能利用方法，该方法利用燃料和助燃空气在焚烧炉1中燃烧产生热空气，其中一部分热空气经过供气风机9供应给烘箱16的自循环系统中循环加热，另一部分热空气从排出管路中排出；烘箱16回收来的废气通过废气回收管路14回并与排出管路中的热空气进行热交换后再送至焚烧炉1中焚烧。
排出管路中排出的另一部分废气通过预热回流管路8与供气风机9连通，在烘箱16内不产生可燃烧的废气时，预热回流管路8将排出管路排出的热空气又通过供气风机9供入烘箱16内。
其中优选的，供气风机9通过供气管路11供应给烘箱16，当供应给烘箱16内的热能过剩时，供气管路11上部分热空气回流与废气回收管路14中的废气汇合加热废气。排出管路上还与供暖系统连接，废气回收管路14还设置有废弃回收扩展接口21。该废气回收扩展口可扩展回收其他废气产生源的有机废气。
通过上述废气处理及热能利用系统和方法可以得知，烘箱16在烘烤之前需要预热，此时烘箱16内并不产生废气，此时，预热回流管路8打开，焚烧炉1焚产生的热空气通过供气接口10和预热回流管路8全部供应给烘箱16，加速供应的温升，而后烘箱16内产生的废气经过废气回收管路14并依次经过三级换热器6、二级换热器5和一级换热器4换热后温度提高，使有机废气燃烧更加充分，而供气管路11提供热空气给烘箱16，确保烘箱16内的温度满足工艺要求，而多余的热空气通过余热回收管路13与废气汇集，使废气温度提高，整个系统热能的利用率更高，废气的焚烧更加充分，处理率达到90％以上。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例中的基本思路相同，均是将烘箱产生的有机废气进行收集并送至焚烧炉1中焚烧，只是，焚烧炉1中焚烧后产生的热空气并不直接供应给烘箱16，其原因主要是防止有机废气在焚烧炉1中燃烧不完全，从而导致燃烧产生的热空气送至烘箱16时又给烘箱16带入了新的污染，此时，供气管路11直接是与新鲜空气源连通，那么供气管路11与焚烧炉1燃烧的热空气进行热交换，新鲜的空气被加热到一定稳定后再供应给烘箱16内对其加热。此时，供气管路11并与排气管路连通，而是与新鲜空气源连通，并且供气管路利用三个换热器与排气管路连接，使新鲜空气与排气管路中的热空气热交换。而此方案中，同样排气管路上设置了预热风口7，该预热风口7通过预热回流管路8与供气管路连通，且连通的位置是位于二级换热器5和三级换热器6之间，在烘箱16预热时，并未产生有机废气时，预热回流管路8将排气管路中的热风与新鲜空气汇合对新鲜空气加热，从而使预热更加快速。而供气管路11上也设置了余热回收口12，该余热回收口12通过余热回收管路13连接供气风机9的进气端，且位于二级换热器5和三级换热器6之间，同样，当供气管路11供应的热量足够满足烘箱内的热量且有剩余时，通过该余热回收管路13直接与新鲜空气汇合同样对新鲜空气进行加热，使其温升加速，从而热能的利用效率更高。
以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种直燃式废气处理及热能利用系统，包括烘箱，该烘箱上设置有两端均与烘箱内部连通的循环风管，该循环风管上设置了循环风机，该循环风管与热风供应系统连通，其特征在于：所述热风供应系统包括焚烧炉，所述焚烧炉上设置有排气口和废气回收口，废气回收口与焚烧炉的燃烧位置对应，该废气回收口与烘箱之间通过废气回收管路连通；排气口连接有排气管路，该排气管路上设置有废气引风机，所述烘箱的循环风管连接有供气管路，该供气管路上设置有供气风机，所述供气管路的一端与循环风管连通，所述供气管路的另一端与排气管路连通或者所述供气管路的另一端与新鲜空气源连通且供气管路与排气管路之间通过换热器连接。
2.如权利要求1所述的一种直燃式废气处理及热能利用系统，其特征在于：所述排气管路上设置有至少一个换热器，所述换热器包括第一换热管路和第二换热管路，第一换热管路与排气管路连通；当供气管路的另一端与排气管路连通时，第二换热管路与废气回收管路连通；当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，第二换热管路与供气管路连通。
3.如权利要求2所述的一种直燃式废气处理及热能利用系统，其特征在于：所述换热器包括一级换热器、二级换热器和三级换热器，一级换热器的第一换热管路、二级换热器的第一换热管路和三级换热器的第一换热管路按照排气方向顺次串联于排气管路中，当供气管路的另一端与排气管路连通时，所述一级换热器的第二换热管路、二级换热器的第二换热管路和三级换热器的第二换热管路串联于废气回收管路中；当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，所述一级换热器的第二换热管路、二级换热器的第二换热管路和三级换热器的第二换热管路串联于供气管路中。
4.如权利要求3所述的一种直燃式废气处理及热能利用系统，其特征在于：当所述供气管路的另一端与排气管路连通时，所述排气管上设置有方便供气管路连接的供气接口，所述排气管路上位于三级换热器和废气引风机之间设置有预热风口，该供气接口设置于二级换热器和三级换热器之间的排气管路上，该预热风口与供气风机的进气端通过预热回流管路连通，当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，所述排气管路上位于三级换热器和废气引风机之间设置有预热风口，该预热风口通过预热回流管路与供气管路连通，且预热回流管路与供气管路的连通位置位于二级换热器和三级换热器之间。
5.如权利要求4所述的一种直燃式废气处理及热能利用系统，其特征在于：所述供气管路位于供气风机的出气端设置有余热回风口；当所述供气管路的另一端与排气管路连通时，所述余热回风口与废气回收管路之间通过余热回收管路连通，所述余热回收管路与废气回收管路的连接位置处于二级换热器和三级换热器之间；当供气管路的另一端连接新鲜空气源时，所述余热回风口通过余热回收管路与供气管路连通，且连通位置位于二级换热器和三级换热器之间。
6.如权利要求5所述的一种直燃式废气处理及热能利用系统，其特征在于：废气回收管路还设置有废弃回收扩展接口，该废弃回收扩展接口连接有分回收管，所述排气管路上还设置热能利用口，该热能利用口连接热能利用系统。
7.一种直燃式废气处理及热能利用方法，其特征在于：该方法利用燃料和助燃空气在焚烧炉中燃烧产生热空气，该热空气中的部分热能供应给烘箱的自循环系统中循环加热，另一部分热能从排出管路中排出；烘箱回收来的废气送至焚烧炉中焚烧。
8.如权利要求7所述的一种直燃式废气处理及热能利用方法，其特征在于：焚烧炉中产生的热空气中的部分热能供应给烘箱的方式为：热空气直接通过带供气风机的供气管路供应给烘箱的自循环系统中或者热空气与新鲜的空气进行热交换后使新鲜空气温度升高，再将新鲜空气供应给烘箱内。
9.如权利要求8所述的一种直燃式废气处理及热能利用方法，其特征在于：排出管路中排出的热能通过预热回流管路与供气风机连通，在烘箱内不产生可燃烧的废气时，预热回流管路将排出管路排出的热空气又通过供气风机供入烘箱内。
10.如权利要求9所述的一种直燃式废气处理及热能利用方法，其特征在于：当供应给烘箱内的热能过剩时，供气管路上部分热能回流与废气回收管路中的废气汇合加热废气或者与新鲜的空气汇合加热新鲜空气。
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