CN106288861A - 一种低温空气排放气升温装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低温空气排放气升温装置，属于大型空气处理技术领域。本发明所述升温装置包括管道、包裹在管道外的夹套管及燃烧器，所述燃烧器位于管道的一端，所述管道的另一端与排放塔相连，所述夹套管设置有低温空气入口，所述管道靠近排放塔方向设置有开孔。本发明还涉及所述升温装置用于低温空气升温的工艺。本发明将低温空气分为两部分，一部分作为燃料燃烧所需的空气，减少燃料燃烧用的外供空气量，节省燃料的用量；采用燃料燃烧产生的烟气直接对低温空气进行加热，节省蒸汽发生及水处理设施的投资，减少水消耗，燃料燃烧效率高、节水节能效果好。本发明是一种结构简单、节水节能、设备投资少、燃料效率高的低温空气排放升温装置及工艺。

Description

一种低温空气排放气升温装置及工艺
技术领域
本发明属于大型空气处理技术领域，特别涉及一种低温空气升温，具体为一种低温空气排放气升温装置及工艺。
背景技术
大型空气进行处理时，大流量低温空气需通过消声放空塔进行放空，而进入消声防空塔前需要将低温空气加热到常温，然后再通过消声防空塔进行排放。目前，常用的加热低温空气的方法是将蒸汽与低温空气混合，将高温蒸汽的热量传递给低温空气，达到加热低温空气的目的。由于低温空气量较大，需要的蒸汽量也大，提高了低温空气的加热排放成本；同时，低温空气的排放是间断性的，而排放期间，为了保证全部的低温空气都被加热，不管低温空气是否进入放空塔，蒸汽都需要处于热备状态，以便随时对进入的低温空气进行加热，造成了蒸汽的浪费；同时，高温蒸汽是由燃料在锅炉中燃烧提供的热量而产生，锅炉设备投资大，占地面积大，不适合中小型企业降低生产成本的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、节水节能、设备投资少、燃料效率高的低温空气排放升温装置，本发明目的通过以下技术方案来实现：
一种低温空气排放气升温装置，所述升温装置包括管道、包裹在管道外的夹套管及燃烧器，所述燃烧器位于管道的一端，所述管道的另一端与排放塔相连，所述夹套管外设置有低温空气入口，所述管道靠近排放塔方向设置有开孔。
作为本发明的一种优选，所述低温空气入口处还设置有流量调节阀。
作为本发明的进一步优选，所述管道与夹套管之间设置有隔板。
作为本发明的一种优选，所述管道靠近燃烧器的一端与夹套管形成用于控制低温空气流量大小的环歇间歇。
作为本发明的一种优选，所述开孔为一个或多个。
作为本发明的一种优选，所述燃烧器采用的燃料为液体燃料或气体燃料；所述燃料器的燃烧空气由常温空气和低温空气共同提供，或由常温空气全部提供。
作为本发明的一种优选，所述燃料流量大小根据低温空气量和进入排放塔的混合气温度来控制。
本发明还涉及所述升温装置进行低温空气排放气升温的工艺，包括以下步骤：
1)低温空气分两部分进入夹套管，一部分流向燃烧器的一端，在燃烧器附近由夹套管进入内管道，作为燃烧器燃烧所需的部分空气；
2)另一部分流向管道的另一端排放塔方向，通过管道上的开孔进入管道内的燃料燃烧区域尾端，并与燃烧产生的烟气混合，混合后的烟气进入排放塔进行排放。
作为本发明的一种优选，所述流向燃烧器的低温空气流量和流向排放塔方向的低温空气流量比为1:7～15。
作为本发明的一种优选，所述混合后的烟气温度为0～60℃。
本发明升温装置在夹套管外将低温空气分设为两部分，一部分通过流量调节阀或者夹套管与管道形成的环歇间歇控制流量通过夹套管流向装设有燃料器的一端，在燃烧器附近由夹套管进入内管道，作为燃烧器燃烧所需的部分气体，同时降低燃烧烟气的温度，使燃烧后烟气温度不超温，起到保护内管壁的作用。另一部分低温空气通过夹套管流向排放塔方向，通过管道上的开孔进入管道内的燃烧区域尾端，利用燃烧产生的烟气对低温空气进行加热，使低温空气温度升高，到达零度以上后进入排放塔排放。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明将低温空气分为两部分，一部分作为燃料燃烧所需的空气，可以减少燃料燃烧所需加热的外供空气量，节省燃料的使用量，达到节能的目的；
2、本发明采用燃料燃烧产生的烟气直接对低温空气排放气进行加热，节省蒸汽发生及相关水处理设施的投资，减少水消耗，燃料燃烧效率高、节水节能效果明显；
3、本发明是一种结构简单、节水节能、设备投资少、燃料效率高的低温空气排放升温装置及工艺。
附图说明
图1为本发明低温空气排放气升温装置结构图；
图2为本发明实施例1低温空气排放气升温装置及流程示意图；
图3为本发明实施例2低温空气排放气升温装置及流程示意图；
附图标记：1-管道、2-夹套管、3-燃烧器、4-排放塔、5-低温空气入口、6-开孔、7-流量调节阀、8-隔板、9-环歇间歇。
具体实施方式
下面结合附图，对发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种低温空气排放气升温装置，所述升温装置包括管道1、包裹在管道1外的夹套管2及燃烧器3，所述燃烧器3位于管道1的一端，所述管道1的另一端与排放塔4相连，所述夹套管2外设置有低温空气入口5，所述管道1靠近排放塔4方向设置有开孔6。
本发明低温空气排放气升温装置，管道1的作用是提供低温空气及燃料燃烧烟气流通的路径，夹套管2的作用是将低温空气分流，燃烧器3通过燃料燃烧产生烟气对低温空气进行加热，使低温空气温度升高，通过排放塔4将升温后的低温空气排出。低温空气入口5提供低温空气进入夹套管2的入口，管道1上的开孔6使夹套管2上的低温空气流入管道1内，通过燃料燃烧的烟气将低温空气进行加热。作为进一步优选，所述开孔为一个或多个。
作为本发明的一种优选，所述低温空气入口5处还设置有流量调节阀7。流量调节阀7用来对流向燃烧器3一端的低温空气进行控制；所述管道1与夹套管2之间设置有隔板8，隔板8用来对低温空气流向进行控制，防止两部分低温空气混合。
作为本发明的一种优选，所述管道1靠近燃烧器3的一端与夹套管2形成用于控制低温空气流量大小的环歇间歇9。环歇间歇9越小，流通面积越小，通过的气体量越小，反之亦然。环歇间歇9的设置是本领域公知的技术常识，只要根据所需流量就可以对其大小进行调节。
实施例1：
本实施例低温空气排放气升温装置及流程如图2所示：
如图2所示，低温空气(－70℃，流量300kg/s)从低温空气入口5被分为两部分，一部分低温空气(30kg/s)经流量调节阀7控制流量通过夹套管2流向装设有燃烧器3的一端，在燃烧器附近由夹套管2进入内管道；另一部分低温空气(270kg/s)通过夹套管2流向排放塔4方向，在管道1内管燃料燃烧区域尾端通过开孔6由夹套管2进入内管道与烟气混合，利用燃烧产生的烟气对低温空气进行加热，使低温空气温度升高，最后进入排放塔进行排放。
燃烧器燃料采用天然气，天然气流量2730Nm3/h，常温空气流量27300Nm3/h，天然气、常温空气和30kg/s低温空气燃烧混合后气体温度为580℃，然后与270kg/s低温空气混合，温度降至20℃后进入排气塔放空。
本实施例中低温空气用燃料燃烧所产生的烟气直接加热升温，与采用蒸汽加热低温空气相比节约蒸汽(按0.8Mpa，350℃蒸汽计)约43t/h，节约软水约45t/h，节省天然气480Nm3/h(天然气锅炉热效率按85％计)，节省水处理及蒸汽发生装置投资1000万。
实施例2
本实施例低温空气排放气升温装置及流程如图3所示：
如图3所示，低温空气(－70℃，流量70kg/s)在低温空气入口5及夹套管2连接处被分为两部分，一部分低温空气(5kg/s)经环歇间歇9控制流量通过夹套管2流向装设有燃烧器3的一端，在燃烧器附近由夹套管2进入内管道；另一部分低温空气(65kg/s)通过夹套管2流向排放塔4方向，在管道1内管燃料燃烧区域尾端通过开孔6由夹套管2进入内管道与烟气混合，利用燃烧产生的烟气对低温空气进行加热，使低温空气温度升高，最后进入排放塔进行排放。
燃烧器燃料采用天然气，天然气流量635Nm3/h，常温空气流量6350Nm3/h，天然气、常温空气和5kg/s低温空气燃烧混合后气体温度为730℃，然后与65kg/s低温空气混合，温度降至20℃后进入排气塔放空。
本实施例中低温空气用燃料燃烧所产生的烟气直接加热升温，与采用蒸汽加热低温空气相比节约蒸汽(按0.8Mpa，350℃蒸汽计)约10t/h，节约软水约11t/h，节省天然气112Nm3/h(天然气锅炉热效率按85％计)，节省水处理及蒸汽发生装置投资300万。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温空气排放气升温装置，其特征在于，所述升温装置包括管道、包裹在管道外的夹套管及燃烧器，所述燃烧器位于管道的一端，所述管道的另一端与排放塔相连，所述夹套管外设置有低温空气入口，所述管道靠近排放塔方向设置有开孔。
2.如权利要求1所述一种低温空气排放气升温装置，其特征在于，所述低温空气入口处还设置有流量调节阀。
3.如权利要求2所述一种低温空气排放气升温装置，其特征在于，所述管道与夹套管之间设置有隔板。
4.如权利要求1所述一种低温空气排放气升温装置，其特征在于，所述管道靠近燃烧器的一端与夹套管形成用于控制低温空气流量大小的环歇间歇。
5.如权利要求1所述一种低温空气排放气升温装置，其特征在于，所述开孔为一个或多个。
6.如权利要求1所述一种低温空气排放气升温装置，其特征在于，所述燃烧器采用的燃料为液体燃料或气体燃料；所述燃料器的燃烧空气由常温空气和低温空气共同提供，或由常温空气全部提供。
7.如权利要求6所述一种低温空气排放气升温装置，其特征在于，所述燃料流量大小根据低温空气量和进入排放塔的混合气温度来控制。
8.一种采用权利要求1至7任一项所述升温装置进行低温空气排放气升温的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)低温空气分两部分进入夹套管，一部分流向燃烧器的一端，在燃烧器附近由夹套管进入内管道，作为燃烧器燃烧所需的部分空气；
2)另一部分流向管道的另一端排放塔方向，通过管道上的开孔进入管道内的燃料燃烧区域尾端，并与燃烧产生的烟气混合，混合后的烟气进入排放塔进行排放。
9.如权利要求8所述低温空气排放气升温的工艺，其特征在于，所述流向燃烧器的低温空气流量和流向排放塔方向的低温空气流量比为1:7～15。
10.如权利要求8所述低温空气排放气升温的工艺，其特征在于，所述混合后的烟气温度为0～60℃。
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