CN106594760B - 一种适用于废液处理的燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理废液、废水的燃烧器，适用于有机废液、废水等污染物的处理。工作时，首先启动燃烧室工作，引燃主燃烧室，启动燃烧室与主燃烧室的产生的工质通过主燃气导管进入到燃烧掺混段内，经过二次配风继续燃烧之完全，将废液通过一次进水喷嘴加注到燃烧掺混段内，在高温燃气的环境下，废水完全蒸发，废水内的有机物完全燃烧分解，达到处理废液、废水的完全焚烧处理，产生的高温工质通过燃烧掺混燃气导管7进入到掺混降温段内，经过二次进水的掺混冷却降温后排放。本发明安全、高效、快捷的实现废液废水焚烧处理，处理速度达到当前固定大型焚烧处理设备的处理能力，设备所需的空间大幅下降，有效工作时间大幅增加，燃烧产物符合环保要求。

Description

一种适用于废液处理的燃烧器

技术领域

本发明涉及一种处理废液、废水的燃烧器，适用于有机废液、废水等污染物的处理。

背景技术

伴随军工行业及工业的发展，含有高浓度难生化降解有机污染物的有机废液、废水的排放量在快速的增加。航天、航空、航海等军工领域，在科研试验、靶场试验和部队训练中，均有能形成了高浓度的危险有机废液；化学工业、食品工业、石油工业、纺织等产生的大量富含有机物的废水。

上述废液一般具有有机物浓度高；成分复杂，含有毒性物质；色度高，有异味，具有强酸强碱性。上述有机废水如直接排放，其中的有毒有机物，会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存，然后通过食物链作用进入生物体并逐渐富集，最后进入人体，危害人体健康。有机废液与废水成分复杂，处理困难，危害很大，目前废液处理中常用的物理处理技术、生物处理技术、化学处理技术、物化处理技术等无法快速有效的进行处理。

针对上述有机废液与废水，本发明提出一种废液废水焚烧处理的燃烧器，可实现废液、废水的高效、快捷处理，排放满足处理废液与废水的环保处理使用需求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：通常有机废液、废水的燃烧性能不佳，且不同的废液废水组分差异很大，很难在燃烧器内实现废液的可靠点火及废液废水的稳定燃烧；另外当前废液焚烧处理燃烧器都是在大空间低单位热负荷的燃烧炉内完成焚烧处理过程，本发明中需实现小空间内有机废液、废水的完全燃烧分解，并保证燃烧器的安全工作，就必须设计合理燃烧组织过程，配风组织过程，掺混降温组织，冷却结构等。

本发明的技术方案是：一种适用于废液处理的燃烧器，包括启动燃烧段、燃烧掺混段和掺混降温段，且三段之间均通过燃气导管相互贯通连接；启动燃烧段用于废液燃烧，燃烧掺混段用于废液二次充分燃烧，掺混降温段用于充分燃烧的废液降温处理；燃烧掺混段和掺混降温段均为柱状体，内部为空腔，且内壁上设有空腔夹层，外壁上开有若干通孔，用于配风或者液体进入；

所述启动燃烧段包括电点火器3、若干燃烧室、引焰管12、配风及喷嘴组件，燃烧室与燃烧室之间通过引焰管12相互连接，为相互贯通的，每个燃烧室腔体内均配有一个配风及喷嘴组件，每个燃烧室腔体外壁上开有通孔，作为一次进风口；其中一个燃烧室为启动燃烧室，其余作为主燃烧室，启动燃烧室得工质为酒精，主燃烧室工质为有机废液；通过电点火器3将主燃烧室点燃后，引燃其余燃烧室；燃烧室燃烧后形成的工质进入燃烧掺混段；所述燃烧掺混段整体为一柱状体，内部为空腔体，一端为封闭，另一端通过燃气导管与启动燃烧段连接；空腔体外壁开有进水口和进风口；进入燃烧掺混段的工质经过该段进风口的配风和进水口进入的有机废液相混合进行二次完全燃烧；

燃烧掺混段与掺混降温段连接处设有隔板6，隔板6上设有通孔，启动燃烧段上设有冷却水进口，冷却水从进口进入后，依次经过燃烧掺混段的夹层、隔板上的通孔和掺混降温段的夹层，对夹层两边的管道进行降温；掺混降温段外壁上设有若干通孔，分别用于进水、进风或出水。

本发明进一步的技术方案是：所述头部配风及喷嘴组件，包括连接法兰15、壳体20、过滤网16、气体整流片17、喷嘴组件、气体旋流片18、垫片23和导流座22；所述壳体20外壁为二级阶梯状，其中大径端靠近端口处外径逐渐减小，且该端作为出口端，壳体20内部为变阶形通孔，通孔内壁上设有内螺纹；连接法兰15两端设有外螺纹，内部沿轴线方向设有通孔，连接法兰15一端与壳体20螺纹连接，另一端与启动工质或者燃料废液进口连接；自壳体20出口端起，喷嘴组件、导流座22和过滤网16依次位于壳体20腔体内；气体整流片17、气体旋流片18依次安装焊接在壳体20外壁上，且气体旋流片18较气体整流片17更靠近壳体20出口端；所述导流座22内设有通孔，且喷嘴组件与壳体20外壁之间形成间隙，该间隙与通孔相互贯通。

本发明进一步的技术方案是：所述燃烧掺混段外壁在与轴线垂直的方向上，对称设有两个柱状凸起，内部为空腔；柱状凸起侧壁上设有漏斗状空腔凸起，且漏斗状空腔凸起轴线与柱状凸起轴线相互垂直；漏斗状空腔凸起、柱状凸起和壳体内腔体相互贯通，作为二次进风口。

本发明进一步的技术方案是：所述燃烧掺混段和掺混降温段侧壁上对称开有通孔，通孔处设有喷嘴，作为进水口，且喷嘴通过安装基座固定在通孔处。

发明效果

本发明的技术效果在于：本发明设计的废液燃烧器经燃烧试验验证，可安全、高效、快捷的实现废液、废水的焚烧处理，处理速度达到当前固定式大型焚烧处理设备的处理能力，设备所需的空间大幅下降，有效工作时间大幅增加，燃烧产物符合环保要求。该燃烧器的适用范围广，可适用于不同类型的有机废液、废水的处理，具有十分广阔的应用前景。

附图说明

图1：本发明结构示意图

图2：启动燃烧段冷却壳体3结构示意图

图3：燃烧掺混段外壳体4结构示意图

图4：燃烧掺混段底板5结构示意图

图5：隔板6结构示意图

图6：掺混降温段隔板8结构示意图

图7：主掺混降温段外壳体10结构示意图

图8：掺混降温段内壳体11结构示意图

图9：降温段底板12结构示意图

图10：头部配风及喷嘴组件结构示意图

图11：气体整流片结构示意图

图12：喷嘴壳体结构示意图

图13：气体旋流片结构示意图

图14：喷嘴出口结构示意图

图15：喷嘴旋流体结构示意图

图16：导流座结构示意图

1—液燃烧器的头部配风及喷嘴，2—适用于废液处理的燃烧器的联焰燃烧结构，3—启动燃烧段冷却壳体，4—燃烧掺混段底板，5—燃烧掺混段底板，6—隔板，7—燃烧掺混燃气导管，8—掺混降温段隔板，9—二次进水喷嘴，10—掺混降温段外壳体，11—掺混降温段内壳体，12—降温段底板，13—冷却水出口，14—冷却水进口；15—喷嘴连接法兰，16—过滤网，17—气体整流片，18—气体旋流片，19—喷嘴出口，20—喷嘴壳体，21—喷嘴旋流体，22—导流座，23—垫片

具体实施方式

下面结合具体实施实例，对本发明技术方案进一步说明。

参见图1，一种适用于废液处理的燃烧器，包括一种适用于废液燃烧器的联焰燃烧结构与掺混降温段组成，整个燃烧器采用水冷套包覆，保证燃烧器的工作安全。燃烧掺混段与掺混降温段内腔直径100～160mm。燃烧器处理废液能力30～40Kg/h，处理废水能力30～40Kg/h，整个燃烧器长度≯1100mm，即不大于1100mm。启动燃烧室与主燃烧室工作温度600℃～1000℃，燃烧掺混段的温度800℃～1200℃，掺混降温段的工作温度100℃～400℃。

所述的一种适用于废液燃烧器的联焰燃烧结构与燃烧掺混段底板5构成燃烧器的启动燃烧段与燃烧掺混段，完成液体废液的启动与燃烧，产生高温燃烧在燃烧掺混段继续燃烧加热一次进水，完成对废液废水的处理，产生的工质通过燃烧掺混燃气导管7进入到掺混降温段内。

所述的掺混降温段主要包括掺混降温段隔板8、二次进水喷嘴9、掺混降温段外壳体10、掺混降温段内壳体11、降温段底板12等组成。通过燃烧掺混燃气导管7进入到掺混降温段的工质经过二次进水的掺混降温后排放。掺混的液态水的量为20～50g/s。

所述的启动燃烧段冷却壳体3、燃烧掺混段外壳体、燃烧掺混段外壳体4、燃烧掺混段底板5、隔板6、燃烧掺混燃气导管7、掺混降温段隔板8、掺混降温段外壳体10、掺混降温段内壳体11等组成冷却水通道，冷却水通过冷却水进口14进入燃烧器冷却通道，最终通过冷却水出口13排放，实现了对启动燃烧室、主燃烧室、主燃气导管、连焰管、燃烧掺混段内壳体、燃烧掺混燃气导管7、掺混降温段内壳体进行冷却，保障燃烧器的安全工作。冷却水量为300～600g/s。

包括一种适用于废液燃烧器的联焰燃烧结构与掺混降温段组成，整个燃烧器采用水冷套包覆，保证燃烧器的工作安全。所述的一种适用于废液燃烧器的联焰燃烧结构与燃烧掺混段底板5构成燃烧器的启动燃烧段与燃烧掺混段，完成液体废液的启动与燃烧，产生高温燃烧在燃烧掺混段继续燃烧加热一次进水，完成对废液废水的处理，产生的工质通过燃烧掺混燃气导管7进入到掺混降温段内。所述的掺混降温段主要包括掺混降温段隔板8、二次进水喷嘴9、掺混降温段外壳体10、掺混降温段内壳体11、降温段底板12等组成。通过燃烧掺混燃气导管7进入到掺混降温段的工质经过二次进水的掺混降温后排放。所述的启动燃烧段冷却壳体3、燃烧掺混段外壳体、燃烧掺混段外壳体4、燃烧掺混段底板5、隔板6、燃烧掺混燃气导管7、掺混降温段隔板8、掺混降温段外壳体10、掺混降温段内壳体11等组成冷却水通道，冷却水通过冷却水进口14进入燃烧器冷却通道，最终通过冷却水出口13排放，实现了对启动燃烧室、主燃烧室、主燃气导管、连焰管、燃烧掺混段内壳体、燃烧掺混燃气导管7、掺混降温段内壳体进行冷却，保障燃烧器的安全工作。燃烧掺混段与掺混降温段内腔直径100～160mm。燃烧器处理废液能力30～40Kg/h，处理废水能力30～40Kg/h，整个燃烧器长度≯1100mm。启动燃烧室与主燃烧室工作温度600℃～1000℃，燃烧掺混段的温度800℃～1200℃，掺混降温段的工作温度100℃～400℃。掺混的液态水的量为20～50g/s。冷却水量为300～600g/s。

现结合其他附图对本发明作进一步描述：

在图2中，所述的启动燃烧段冷却壳体3为中空方形结构，左侧面开有4个安装孔，安装启动燃烧室与3个主燃烧室，右侧面开有4个主燃气导管安装孔，中心开有1个冷却水出口，在顶部开有1个冷却水进口安装孔。

在图3中，所述的燃烧掺混段外壳体4为中空圆形回转体。与燃烧掺混段的内壳体形成冷却水到夹层。圆筒壁面上分别开有安装二次进风口、一次进水口。右端与燃烧掺混段底板5连接，这里进风和进废水目的1、二次进风使废液完全燃烧。2、一次进水加入废水，通过高温使废水里面的有机物完全燃烧分解，同时降低燃烧腔内的温度，保证安全。

在图4中，所述的燃烧掺混段底板5为回转体，开有冷却水道通路，与燃烧掺混燃气导管安装孔。

在图5中，所述的隔板6为I型结构，两端分别于燃烧掺混段与掺混降温段内外壳体连接。中心开孔，为冷却水通道。中心周围开有燃烧掺混燃气导管通过孔。

在图6中，所述的掺混降温段隔板8为回转体，开有冷却水道通路，与燃烧掺混燃气导管安装孔。

在图7中，所述的掺混降温段外壳体10为中空圆形回转体，左端与掺混降温段隔板8，右端与降温段底板12连接，在圆筒壁面上分别开有二次进水安装孔。此处进水进的是自来水，目的为掺混降温燃气温度，然后排放到大气。启动燃烧段上的冷却水进口进入的冷却水是对整个燃烧器进行冷却，从前启动燃烧段上的冷却水进口进入后，通过冷却夹层通道对整个燃烧腔进行冷却后，通过13—冷却水出口排出，这部分水是不进入燃烧室内的，而所谓的一次进水与二次进水均加入到燃烧室内。

在图8中，所述的掺混降温段内壳体11为中空圆形回转体，左端与掺混降温段隔板8，右端与降温段底板12连接，在圆筒壁面上分别开有二次进水安装孔。与掺混降温段外壳体10形成夹层水道。

在图9中，所述的降温段底板12为回转体，中心开圆孔，工质由该孔排出。

图10-图16中，所述头部配风及喷嘴组件，包括连接法兰15、壳体20、过滤网16、气体整流片17、喷嘴组件、气体旋流片18、垫片23和导流座22；所述壳体20外壁为二级阶梯状，其中大径端靠近端口处外径逐渐减小，且该端作为出口端，壳体20内部为变阶形通孔，通孔内壁上设有内螺纹；连接法兰15两端设有外螺纹，内部沿轴线方向设有通孔，连接法兰15一端与壳体19螺纹连接，另一端与启动工质或者燃料废液进口连接；自壳体20出口端起，喷嘴组件、导流座22和过滤网16依次位于壳体20腔体内；气体整流片17、气体旋流片18依次安装焊接在壳体20外壁上，且气体旋流片18较气体整流片17更靠近壳体20出口端；所述导流座22内设有通孔，且喷嘴组件与壳体20外壁之间形成间隙，该间隙与通孔相互贯通。所述气体整流片17为圆环状，且环面周向均布圆形通孔。将所述气体整流片17的内环套在壳体20上后，将两者焊接固定。所述气体旋流片18中心轴处为锥字形，周向环绕叶片。所述叶片的轴线与水平面不垂直。所述叶片的轴线与水平面的角度为15°～45°。所述喷嘴结构包括喷嘴导流体21和喷嘴出口19。所述喷嘴导流体21整体为柱状体，其中一端为锥状，且沿锥面径向开有凹槽。所述喷嘴出口19为回转体，外壁呈阶梯状，沿轴线开有通孔，且通孔呈漏斗型；喷嘴出口19与喷嘴旋流片18锥面端相互配合，使得喷出的水呈雾状。液体废液通过喷嘴连接法兰进入到喷嘴，通过过滤网过滤后，从导流座流出，经过喷嘴旋流片从喷嘴出口以液体雾化形式喷出。进入燃烧室的配风从气体整流片上端进入燃烧室，通过气体整流片整流后均匀通过气体旋流片旋流输出配风，利用气体旋流片使进入的空气流发生旋转，产生旋流配风效果，以增强燃烧器内燃料喷雾与空气之间的混合效果，增加燃烧强度，缩短火焰长度，使燃烧在更短的距离内完成。采用本结构的喷嘴及配风一体化结构，可增强液体废液的燃烧均匀性与燃烧强度，优化配置组织，强化燃烧。所述废液加注量0.2g/s～8g/s。所述配风空气量5g/s～100g/s。所述气体旋流片距离喷嘴壳体右端面3～5mm。整个结构与通过接法兰与燃烧室的壳体连接，气体整流片与气体旋流片均小于所安装到圆筒形燃烧室内腔壳体，并与燃烧室的壳体形成配风通道，即废液燃烧器的头部配风及喷嘴结构，需与燃烧室的壳体形成进风以及配风通道；启动工质或者废液工质通过连接法兰进入到结构内部，通过过滤网过滤后，通过导流座流出，经过喷嘴导流槽后，从喷嘴出口以液体雾化的形式喷出。进入燃烧室的配风从气体整流片上端与燃烧室的壳体形成的进风空间进入配风通道，通过气体整流片整流后均应通过气体旋流片输出配风，利用气体旋流片为使空气产生切向速度，发生旋转，与雾化的液体产生旋流配风效果，增强小空间内液体与空气的混合效果，增加燃烧强大，缩短火焰长度。

本装置工作时，首先启动燃烧室工作，引燃主燃烧室，启动燃烧室与主燃烧室的产生的工质通过主燃气导管进入到燃烧掺混段内，经过二次配风继续燃烧之完全，将废液通过一次进水喷嘴加注到燃烧掺混段内，在高温燃气的环境下，废水完全蒸发，废水内的有机物完全燃烧分解，达到处理废液、废水的完全焚烧处理，产生的高温工质通过燃烧掺混燃气导管7进入到掺混降温段内，经过二次进水的掺混冷却降温后排放。

Claims (4)

1.一种适用于废液处理的燃烧器，其特征在于，包括启动燃烧段、燃烧掺混段和掺混降温段，且三段之间均通过燃气导管相互贯通连接；启动燃烧段用于废液燃烧，燃烧掺混段用于废液二次充分燃烧，掺混降温段用于充分燃烧的废液降温处理；燃烧掺混段和掺混降温段均为柱状体，内部为空腔，且内壁上设有空腔夹层，外壁上开有若干通孔，用于配风或者液体进入；

所述启动燃烧段包括电点火器、若干燃烧室、引焰管、配风及喷嘴组件，燃烧室与燃烧室之间通过引焰管相互连接，为相互贯通的，每个燃烧室腔体内均配有一个配风及喷嘴组件，每个燃烧室腔体外壁上开有通孔，作为一次进风口；其中一个燃烧室为启动燃烧室，其余作为主燃烧室，启动燃烧室的工质为酒精，主燃烧室工质为有机废液；通过电点火器将主燃烧室点燃后，引燃其余燃烧室；燃烧室燃烧后形成的工质进入燃烧掺混段；所述燃烧掺混段整体为一柱状体，内部为空腔体，一端为通过燃烧掺混燃气导管7与掺混降温段连通，另一端通过燃气导管与启动燃烧段连接；空腔体外壁开有进水口和进风口；进入燃烧掺混段的工质经过该段进风口的配风和进水口进入的有机废液相混合进行二次完全燃烧；

燃烧掺混段与掺混降温段连接处设有隔板(6)，隔板(6)上设有通孔，启动燃烧段上设有冷却水进口，冷却水从进口进入后，依次经过燃烧掺混段的夹层、隔板上的通孔和掺混降温段的夹层，对夹层两边的管道进行降温；掺混降温段外壁上设有若干通孔，分别用于进水、进风或出水。

2.如权利要求1所述的一种适用于废液处理的燃烧器，其特征在于，所述配风及喷嘴组件，包括连接法兰(15)、壳体(20)、过滤网(16)、气体整流片(17)、喷嘴组件、气体旋流片(18)、垫片(23)和导流座(22)；所述壳体(20)外壁为二级阶梯状，其中大径端靠近端口处外径逐渐减小，且该端作为出口端，壳体(20)内部为变阶形通孔，通孔内壁上设有内螺纹；连接法兰(15)两端设有外螺纹，内部沿轴线方向设有通孔，连接法兰(15)一端与壳体(20)螺纹连接，另一端与启动工质或者燃料废液进口连接；自壳体(20)出口端起，喷嘴组件、导流座(22)和过滤网(16)依次位于壳体(20)腔体内；气体整流片(17)、气体旋流片(18)依次安装焊接在壳体(20)外壁上，且气体旋流片(18)较气体整流片(17)更靠近壳体(20)出口端；所述导流座(22)内设有通孔，且喷嘴组件与壳体(20)外壁之间形成间隙，该间隙与导流座(22)内设有的通孔相互贯通。

3.如权利要求1所述的一种适用于废液处理的燃烧器，其特征在于，所述燃烧掺混段外壁在与轴线垂直的方向上，对称设有两个柱状凸起，内部为空腔；柱状凸起侧壁上设有漏斗状空腔凸起，且漏斗状空腔凸起轴线与柱状凸起轴线相互垂直；漏斗状空腔凸起、柱状凸起和燃烧掺混段壳体内腔体相互贯通，作为二次进风口。

4.如权利要求1所述的一种适用于废液处理的燃烧器，其特征在于，所述燃烧掺混段和掺混降温段侧壁上对称开有通孔，通孔处设有喷嘴，作为进水口，且喷嘴通过安装基座固定在通孔处。