CN107642789B - 一种分级配风型蓄热式焚烧炉 - Google Patents

Abstract

一种分级配风型蓄热式焚烧炉，它包括吹扫辅助风机、主风机、蓄热室、氧化室、高效余热锅炉、节能型长明火和烟囱。所述蓄热室内设有布风段、蓄热段、一次空气环管、节能长明火和二次空气环管。采用先预热再分次配风焚烧的燃烧工艺可以处理不含氧（或含少量氧）中低浓度有机废气，此类废气自身不能维持燃烧，而传统蓄热式焚烧炉处理此类废气需先用大量空气将其稀释至爆燃极限25%以下，极大的增加了废气处理量、设备投资及实施难度，本发明专利是对传统蓄热式焚烧炉的一种创新，可以充分高效的处理此类型的有机废气，达到节约成本、高效、经济和环保的目的。

Description

一种分级配风型蓄热式焚烧炉

技术领域

本发明涉及一种废气处理的装置，尤其涉及一种能够用于处理含高浓度挥发性有机化合物（VOC）的废气处理的装置，具体地说是一种分级配风型蓄热式焚烧炉。

背景技术

随着有机化工产品在工业生产中的广泛应用，进入到大气中的挥发性有机污染物越来越多，这些污染物的排放严重危害到了人们的健康。当前，挥发性有机化合物的去除方法或工艺主要包括吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法、生物降解法、低温等离子体法、光催化氧化法和燃烧法。其中，采用蓄热式焚烧炉（RTO）处理工业有机废气的方法由于净化率高、热效率高、维护简单、合适的废气浓度下可自供热操作等优点得到了广泛的使用。

传统的蓄热式焚烧炉（RTO）工艺技术主要是针对低浓度挥发性有机物的净化，但是一些石油化工装置产生不含氧（或含少量氧）中低浓度有机废气，这时考虑爆燃极限及系统超温问题，需要将废气进行稀释后才能送入RTO内进行焚烧，这增大了系统的处理量，经济效果很差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的废气处理装置不能完全处理不含氧及含氧量很低的有机废气，或处理成本过高的问题，设计一种不需要预先进行稀释，可直接处理中低浓度不含氧的有机废气的分级配风型蓄热式焚烧炉。

本发明的技术方案之一是：

一种分级配风型蓄热式焚烧炉，它包括主风机1、吹扫辅助风机2、助燃风机15和蓄热室3，其特征是所述的蓄热室3下部设有布风段8，布风段8上部为蓄热段9，蓄热段9的上部为启燃段10，启燃段10与氧化室4相连通，在启燃段10的下部安装有一次空气环管13，上部安装有二次空气环管14，一次空气环管13和二次空气环管14均由助燃风机15供气，主风机1将废气送入布风段8中，废气经布风段8分布后送入蓄热段9进行加热，加热后的废气进入启燃段10中与一次空气环管13喷出的空气进行充分均匀混合后，接触到启燃段中的长明火而点燃，燃烧后的废气上升并与二次空气环管14喷出的空气充分混合后进入氧化室4进一步燃烧，氧化室4安装有长明灯6，燃烧后的废气产生的热量利用余热锅炉5加以回收，废气通过管道送入烟窗排出，蓄热室3停止工作后启动吹扫辅助风机2对其蓄热室3进行吹扫。

本发明的技术方案之二是：

一种分级配风型蓄热式焚烧炉，它包括主风机1、吹扫辅助风机2、助燃风机15、蓄热室3，其特征是所述的蓄热室3的数量为二个，它们的结构相同，下部均设有布风段8，布风段8上部均为蓄热段9，蓄热段9的上部均为启燃段10，二个启燃段10均与氧化室4相连通，在启燃段10的下部安装有一次空气环管13，上部安装有二次空气环管14，一次空气环管13和二次空气环管14均由助燃风机15供气，主风机1将废气送入布风段8中，废气经布风段8分布后送入蓄热段9进行加热，加热后的废气进入启燃段10中与一次空气环管13喷出的空气进行充分均匀混合后，接触到启燃段中的长明火而点燃，燃烧后的废气上升并与二次空气环管14喷出的空气充分混合后进入氧化室4进一步燃烧，氧化室4安装有长明灯6，燃烧废气产生的热量一部分用于加热第二个蓄热室3回收其热量后通过管道送入烟窗排出；同时多余的另一部分废气热量利用余热锅炉5加以回收后通过管道送入烟窗排出，废气通过管道送入烟窗排出；二个蓄热室3可同时启停，也可一启一停，利用吹扫辅助风机2对停止工作的蓄热室3进行清扫，确保分级配风型蓄热式焚烧炉连续工作。

本发明的技术方案之三是：

一种分级配风型蓄热式焚烧炉，它包括主风机1、吹扫辅助风机2、助燃风机15、蓄热室3，其特征是所述的蓄热室3的数量为三个或以上，它们的结构相同，下部均设有布风段8，布风段8上部均为蓄热段9，蓄热段9的上部均为启燃段10，各个启燃段10均与氧化室4相连通，在启燃段10的下部安装有一次空气环管13，上部安装有二次空气环管14，一次空气环管13和二次空气环管14均由助燃风机15供气，主风机1将废气送入布风段8中，废气经布风段8分布后送入蓄热段9进行加热，加热后的废气进入启燃段10中与一次空气环管13喷出的空气进行充分均匀混合后，接触到启燃段中的长明火而点燃，燃烧后的废气上升并与二次空气环管14喷出的空气充分混合后进入氧化室4进一步燃烧，氧化室4安装有长明灯6，在氧化室4燃烧产生废气；同时第三个蓄热室3停止工作，利用吹扫辅助风机2对其蓄热室3进行吹扫，吹扫气体进入氧化室4与第一个蓄热室3燃烧后的废气混合进一步燃烧，燃烧废气产生的热量一部分用于加热第二个蓄热室3回收其热量后通过管道送入烟窗排出，同时多余的另一部分废气热量利用余热锅炉5加以回收后通过管道送入烟窗排出；各个蓄热室3可同时启停，也可部分开启部分停止工作，利用吹扫辅助风机2对停止工作的蓄热室3进行清扫，确保分级配风型蓄热式焚烧炉能连续工作。

所述的氧化室4通过高温旁通阀与余热锅炉5相连，当废气产生的热量超过蓄热段9所需热量时，打开余热锅炉5的进气阀门，一部分废气进入余热锅炉进行吸热后再通过烟窗7排出。

所述的一次空气环管13和二次空气环管14上面安装有偏置旋流空气喷孔，以使启燃段内的空气产生旋流，提高空气与废气混合的均匀性。

所述的余热锅炉为高效余热锅炉，高效余热锅炉中的传热管为内外槽道、螺纹或翅片结构，以便将氧化室内多余的热量回收生产热水、蒸汽或预热蓄热段9。

所述的二次空气环管14不但为废气充分燃尽提供足够的空气，当炉内温度过高时还可以通过增大配风量起到冷却的作用，充分保证了系统的安全。

本发明的有益效果：

1、相比于传统的RTO工艺，本发明不但可以处理含低浓度VOC的废气，还可以用于处理含不含氧中低浓度浓度VOC的废气，适用范围更广。

2、本发明不需要预先对废气进行稀释，可以直接处理含不含氧中低浓度VOC的废气，避免了常规RTO由于系统处理量的增加而导致的初期投入的大量增加，经济效果显著。

3、当处理不含氧中低浓度有机废气时，本方法采用扩散燃烧的工艺，解决了传统RTO系统的回火问题，增加了系统的安全性。

4、当处理不含氧中低浓度有机废气时，本发明采用多次配风的燃烧工艺，炉内温度可控。

5、本发明配备了余热锅炉5，有效地回收了多余的热量，提高了系统整体的经济性。

6、本发明配备了单个、2个、3个及以上可操作的蓄热室，各个蓄热室3可同时启停，也可部分开启部分停止工作，利用吹扫辅助风机2对停止工作的蓄热室3进行清扫，确保分级配风型蓄热式焚烧炉能连续工作。

7、本发明采用先预热再分次配风焚烧的燃烧工艺可以处理不含氧（或含少量氧）中低浓度有机废气，此类废气自身不能维持燃烧，而传统蓄热式焚烧炉处理此类废气需先用大量空气将其稀释至爆燃极限25%以下，极大的增加了废气处理量、设备投资及实施难度，本发明专利是对传统蓄热式焚烧炉的一种创新，可以充分高效的处理此类型的有机废气，达到节约成本、高效、经济和环保的目的。

附图说明

图1所示为本发明所提供的新型蓄热式焚烧炉的结构示意图。

图2是本发明的空气环管喷射进风示意图。

其中：1、主风机 2、吹扫辅助风机 3、蓄热室 4、氧化室 5、余热锅炉 6、长明火 7、烟囱 8、布风段 9、蓄热段 10、启燃段 11、燃尽段 12、蓄热体 13、一次空气环管 14、二次空气环管 15、助燃风机 16、空气喷孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图1-2所示。

本发明的技术方案之一是：

一种分级配风型蓄热式焚烧炉，它包括主风机1、吹扫辅助风机2、助燃风机15和蓄热室3，如图1所示，所述的蓄热室3下部设有布风段8，布风段8上部为蓄热段9，蓄热段9的上部为启燃段10，启燃段10与氧化室4相连通，在启燃段10的下部安装有一次空气环管13，上部安装有二次空气环管14，一次空气环管13和二次空气环管14均由助燃风机15供气，所述的一次空气环管13和二次空气环管14上面安装有偏置旋流空气喷孔16（如图2），以使启燃段内的空气产生旋流，提高空气与废气混合的均匀性。主风机1将废气送入布风段8中，废气经布风段8分布后送入蓄热段9进行加热，加热后的废气进入启燃段10中与一次空气环管13喷出的空气进行充分均匀混合后，接触到启燃段中的长明火而点燃，燃烧后的废气上升并与二次空气环管14喷出的空气充分混合后进入氧化室4进一步燃烧，氧化室4安装有长明灯6，燃烧后废气产生的热量利用蓄热段9或余热锅炉5回收，蓄热室3停止工作后，启动吹扫辅助风机2对蓄热室3进行吹扫，吹扫后可立即启动。所述的氧化室4通过高温旁通阀与余热锅炉5相连，当废气产生的热量超过蓄热段9所需热量时，打开余热锅炉5的进气阀门，一部分废气进入高效余热锅炉进行吸热后再通过烟窗7排出。高效余热锅炉中的传热管为内外槽道、螺纹或翅片结构，以便将氧化室内多余的热量回收生产热水、蒸汽或预热蓄热段9。所述的二次空气环管14不但为废气充分燃尽提供足够的空气，当炉内温度过高时还可以通过增大配风量起到冷却的作用，充分保证了系统的安全。如图1所示。

实施例二。

如图1-2所示。

一种分级配风型蓄热式焚烧炉，它包括主风机1、吹扫辅助风机2、助燃风机15、蓄热室3，如图1所示，根据废气处理量的特点，本实施例蓄热室3的数量为二个，二个蓄热室3的结构相同，下部均设有布风段8，布风段8上部均为蓄热段9，蓄热段9的上部均为启燃段10，二个启燃段10均与氧化室4相连通，在启燃段10的下部安装有一次空气环管13，上部安装有二次空气环管14，一次空气环管13和二次空气环管14均由助燃风机15供气，所述的一次空气环管13和二次空气环管14上面安装有偏置旋流空气喷孔16（如图2），以使启燃段内的空气产生旋流，提高空气与废气混合的均匀性。所述的二次空气环管14不但为废气充分燃尽提供足够的空气，当炉内温度过高时还可以通过增大配风量起到冷却的作用，充分保证了系统的安全。主风机1将废气送入布风段8中，废气经布风段8分布后送入蓄热段9进行加热，加热后的废气进入启燃段10中与一次空气环管13喷出的空气进行充分均匀混合后，接触到启燃段中的长明火而点燃，燃烧后的废气上升并与二次空气环管14喷出的空气充分混合后进入氧化室4进一步燃烧，氧化室4安装有长明灯6，燃烧废气产生的热量一部分用于加热第二个蓄热室（3）回收其热量后通过管道送入烟窗排出；同时多余的另一部分废气热量利用余热锅炉（5）加以回收后通过管道送入烟窗排出，废气通过管道送入烟窗排出；二个蓄热室3可同时启停，也可一启一停，利用吹扫辅助风机2对停止工作的蓄热室3进行清扫。所述的氧化室4通过高温旁通阀与余热锅炉5相连，当废气产生的热量超过蓄热段9所需热量时，打开余热锅炉5的进气阀门，一部分废气进入余热锅炉进行吸热后再通过烟窗7排出，确保分级配风型蓄热式焚烧炉能连续工作。所述的余热锅炉为高效余热锅炉，高效余热锅炉中的传热管为内外槽道、螺纹或翅片结构，以便将氧化室内多余的热量回收生产热水、蒸汽或预热蓄热段9。

实施例三。

如图1-2所示。

一种分级配风型蓄热式焚烧炉，它包括主风机1、吹扫辅助风机2、助燃风机15、蓄热室3，根据废发处理量和工艺的不同，本实施例的蓄热室3的数量为三个或以上，图1中蓄热室3的数量为3个：A、B、C，各个蓄热室3的结构相同，下部均设有布风段8，布风段8上部均为蓄热段9，蓄热段9的上部均为启燃段10，各个启燃段10均与氧化室4相连通，在启燃段10的下部安装有一次空气环管13，上部安装有二次空气环管14，一次空气环管13和二次空气环管14均由助燃风机15供气，所述的一次空气环管13和二次空气环管14上面安装有偏置旋流空气喷孔16（见图2），以使启燃段内的空气产生旋流，提高空气与废气混合的均匀性。主风机1将废气送入布风段8中，废气经布风段8布置后送入蓄热段9进行加热，加热后的废气进入启燃段10中与一次空气环管13喷出的空气进行充分均匀混合后，接触到启燃段中的长明火而点燃，燃烧后的废气上升并与二次空气环管14喷出的空气充分混合后进入氧化室4进一步燃烧，氧化室4安装有长明灯6，在氧化室（4）燃烧产生废气；同时第三个蓄热室（3）停止工作，利用吹扫辅助风机（2）对其蓄热室（3）进行吹扫，吹扫气体进入氧化室（4）与第一个蓄热室（3）燃烧后的废气混合进一步燃烧，燃烧废气产生的热量一部分用于加热第二个蓄热室（3）回收其热量后通过管道送入烟窗排出，同时多余的另一部分废气热量利用余热锅炉（5）加以回收后通过管道送入烟窗排出；各个蓄热室（3）可同时启停，也可部分开启部分停止工作，利用吹扫辅助风机（2）对停止工作的蓄热室（3）进行清扫，确保分级配风型蓄热式焚烧炉能连续工作。所述的氧化室4通过高温旁通阀与余热锅炉5相连，当废气产生的热量超过蓄热段9所需热量时，打开余热锅炉5的进气阀门，一部分废气进入余热锅炉进行吸热后再通过烟窗7排出。所述的余热锅炉为高效余热锅炉，高效余热锅炉中的传热管为内外槽道、螺纹或翅片结构，以便将氧化室内多余的热量回收生产热水、蒸汽或预热蓄热段9。

参见图1，当处理含有高浓度VOC的废气时，废气通过主风机1进入蓄热室A底部布风段8，废气在布风段8内均匀地进入蓄热段9，在蓄热段9内的高温蓄热体12对废气先进行预热（首次循环时，蓄热段9的温度较低，随着燃烧的进行，蓄热段9的温度逐步升高到设定值，太高超过设定值的话，可通过开启辅助风机降温），预热后的废气与从一次空气环管13喷出的旋流空气（一次配风系数≤1，具体数值可根据废气中VOC的浓度进行调节）进行充分均匀地混合，并在启燃段10被长明火6点燃，由于采用了扩散燃烧的方式，因此不会发生回火等安全问题，同时通过调节一次配风系数保证蓄热室内温度不至于过高。燃烧后的废气与二次空气环管14喷出的二次风进行充分混合，然后进入氧化室4内的燃尽段11进行充分燃烧。二次空气环管14不但为废气充分燃尽提供足够的空气，当炉内温度过高时还可以通过增大配风量起到冷却的作用，充分保证了系统的安全。废气在氧化室4内燃尽后进入蓄热室B，将热量储存在蓄热室B后通过烟囱7排出。与此同时，吹扫辅助风机2对蓄热室C进行吹扫，吹扫后的气体经氧化室4反应后与净化气一起经蓄热室B吸热后排出。氧化室4顶部设置高温旁通阀，通过高温旁通管线将氧化室4内多余的热量送入余热锅炉5生产热水或蒸汽或预热空气，既保证了蓄热式焚烧炉系统温度的稳定，又使多余的热量得到充分利用，提高了系统整体的经济性。进入余热锅炉5的废气放热回收后进入烟囱7排出。该循环完成后，切换废气流通方向进行下一个循环。多个蓄热室的工作顺序是先加热（预热、蓄热）、燃烧、停止工作、吹扫；即蓄热室A加热（预热）、燃烧，蓄热室B蓄热，蓄热室C停止工作进行吹扫；接着蓄热室B加热（预热）、燃烧，蓄热室C蓄热，蓄热室A停止工作进行吹扫；再次蓄热室C加热（预热）、燃烧、蓄热室A蓄热、蓄热室B停止工作进行吹扫；按以上步骤依次循环工作，确保分级配风型蓄热式焚烧炉能连续工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有多种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰等，均仍属于本发明技术方案的范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种分级配风型蓄热式焚烧炉，它包括主风机（1）、吹扫辅助风机（2）、助燃风机（15）和蓄热室（3），其特征是所述的蓄热室（3）下部设有布风段（8），布风段（8）上部为蓄热段（9），蓄热段（9）的上部为启燃段（10），启燃段（10）与氧化室（4）相连通，在启燃段（10）的下部安装有一次空气环管（13），上部安装有二次空气环管（14），一次空气环管（13）和二次空气环管（14）均由助燃风机（15）供气，主风机（1）将废气送入布风段（8）中，废气经布风段（8）分布后送入蓄热段（9）进行加热，加热后的废气进入启燃段（10）中与一次空气环管（13）喷出的空气进行充分均匀混合后，接触到启燃段中的长明火而点燃，燃烧后的废气上升并与二次空气环管（14）喷出的空气充分混合后进入氧化室（4）进一步燃烧，氧化室（4）安装有长明灯（6），燃烧后的废气产生的热量利用余热锅炉（5）加以回收，废气通过管道送入烟窗排出，蓄热室（3）停止工作后启动吹扫辅助风机（2）对其蓄热室（3）进行吹扫。

2.一种分级配风型蓄热式焚烧炉，它包括主风机（1）、吹扫辅助风机（2）、助燃风机（15）、蓄热室（3），其特征是所述的蓄热室（3）的数量为二个，它们的结构相同，下部均设有布风段（8），布风段（8）上部均为蓄热段（9），蓄热段（9）的上部均为启燃段（10），二个启燃段（10）均与氧化室（4）相连通，在启燃段（10）的下部安装有一次空气环管（13），上部安装有二次空气环管（14），一次空气环管（13）和二次空气环管（14）均由助燃风机（15）供气，主风机（1）将废气送入布风段（8）中，废气经布风段（8）分布后送入蓄热段（9）进行加热，加热后的废气进入启燃段（10）中与一次空气环管（13）喷出的空气进行充分均匀混合后，接触到启燃段中的长明火而点燃，燃烧后的废气上升并与二次空气环管（14）喷出的空气充分混合后进入氧化室（4）进一步燃烧，氧化室（4）安装有长明灯（6），燃烧废气产生的热量的一部分用于加热第二个蓄热室（3）回收其热量后通过管道送入烟窗排出；同时燃烧废气产生的热量的另一部分利用余热锅炉（5）加以回收后通过管道送入烟窗排出；二个蓄热室（3）能够同时启停，或一启一停，利用吹扫辅助风机（2）对停止工作的蓄热室（3）进行清扫，确保分级配风型蓄热式焚烧炉连续工作。

3.一种分级配风型蓄热式焚烧炉，它包括主风机（1）、吹扫辅助风机（2）、助燃风机（15）、蓄热室（3），其特征是所述的蓄热室（3）的数量为三个以上，它们的结构相同，下部均设有布风段（8），布风段（8）上部均为蓄热段（9），蓄热段（9）的上部均为启燃段（10），各个启燃段（10）均与氧化室（4）相连通，在启燃段（10）的下部安装有一次空气环管（13），上部安装有二次空气环管（14），一次空气环管（13）和二次空气环管（14）均由助燃风机（15）供气，主风机（1）将废气送入布风段（8）中，废气经布风段（8）分布后送入蓄热段（9）进行加热，加热后的废气进入启燃段（10）中与一次空气环管（13）喷出的空气进行充分均匀混合后，接触到启燃段中的长明火而点燃，燃烧后的废气上升并与二次空气环管（14）喷出的空气充分混合后进入氧化室（4）进一步燃烧，氧化室（4）安装有长明灯（6），在氧化室（4）燃烧产生废气；同时第三个蓄热室（3）停止工作，利用吹扫辅助风机（2）对其蓄热室（3）进行吹扫，吹扫气体进入氧化室（4）与第一个蓄热室（3）燃烧后的废气混合进一步燃烧，燃烧废气产生的热量一部分用于加热第二个蓄热室（3）回收其热量后通过管道送入烟窗排出，同时多余的另一部分废气热量利用余热锅炉（5）加以回收后通过管道送入烟窗排出；各个蓄热室（3）能够同时启停，或者部分开启部分停止工作，利用吹扫辅助风机（2）对停止工作的蓄热室（3）进行清扫，确保分级配风型蓄热式焚烧炉能连续工作。

4.根据权利要求1-3任一所述的分级配风型蓄热式焚烧炉，其特征是所述的氧化室（4）通过高温旁通阀与余热锅炉（5）相连，当废气产生的热量超过蓄热室（3）所需热量时，打开余热锅炉（5）的进气阀门，一部分废气进入余热锅炉进行吸热后再通过管道进入烟窗（7）排出。

5.根据权利要求1-3任一所述的分级配风型蓄热式焚烧炉，其特征是所述的一次空气环管（13）和二次空气环管（14）上面安装有偏置旋流空气喷孔，以使启燃段内的空气产生旋流，提高空气与废气混合的均匀性。

6.根据权利要求4所述的分级配风型蓄热式焚烧炉，其特征是所述的余热锅炉为高效余热锅炉，高效余热锅炉中的传热管为内外槽道、螺纹或翅片结构，以便将氧化室内多余的热量回收生产热水、蒸汽或预热蓄热段（9）。

7.根据权利要求1-3任一所述的分级配风型蓄热式焚烧炉，其特征是所述的二次空气环管（14）不但为废气充分燃尽提供足够的空气，当炉内温度过高时还可以通过增大配风量起到冷却的作用，充分保证了系统的安全。

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