CN108036665A - 碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉及其处理方法 - Google Patents

碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉及其处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及碳素焙烧炉烟气污染物处理技术领域,尤其涉及碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉及其处理方法。碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉,包括燃烧室、蓄热室、换向系统、反烧系统和吹扫系统;设有两组蓄热室,每组蓄热室包括三个以上的蓄热室,两组蓄热室对称布置在焚烧炉的两侧;蓄热室直接与燃烧室连通,两组蓄热室经由换向系统连通,蓄热室经由反烧系统与排风管道连通。本发明将蓄热式技术应用于碳素焙烧炉烟气污染物处理,包括蓄热、燃烧氧化分解、燃烧放热、吹扫和反烧过程,既能保证碳素焙烧炉烟气污染物顺利焚烧,使烟气排放符合大气污染物排放标准,又有蓄热式的节能特点,降低能源的消耗,降低处理成本。

Description

碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉及其处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及碳素焙烧炉烟气污染物处理技术领域,尤其涉及碳素焙烧炉烟气污染 物蓄热式焚烧炉及其处理方法。
背景技术
[0002] 碳素行业生产过程中会产生大量的含沥青烟气,一般夹杂着一定浓度的烟尘和浙 青烟气,呈棕褐色或黑色,有强烈的刺激作用。烟气中含有的苯并a芘是世界公认的三大致 癌物(黄曲霉菌、苯并a花、亚硝酸盐)。目前碳素行业主要采用电捕法对沥青烟废气进行处 理,电捕焦油器的处理效率在85%左右,能脱除烟气中大部分有害成分,但不能从根本上解 决排放达标问题;同时还产生大量的固体及液体废弃物;电捕法在实际应用中还存在着火 和爆炸的风险;而且含浙青成分烟气中本身具有一定的热值,该部分能量也被浪费。除了采 用电捕法外,碳素行业还采用直接焚烧法对沥青烟废气进行处理,采用常规焚烧炉利用常 规烧嘴燃烧天然气把炉膛加热到800度对污染物烟气进行焚烧,虽然焚烧效果达标,但天然 气消耗量大,成本较高。
[0003] 蓄热式技术在国内钢铁行业工业炉上的应用得到很大发展,国内的蓄热式技术研 发较早,使用也很成熟;但只是利用蓄热式技术在加热物料过程中降低能源消耗,并没有应 用于碳素行业污染物的处理。
发明内容
[0004] 为了弥补现有技术的不足,本发明提供一种碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉 及其处理方法。既能保证碳素焙烧炉烟气污染物顺利焚烧,使烟气排放符合大气污染物排 放标准,又能降低能源的消耗,降低处理成本。
[0005] 为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
[0006] 碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉,包括燃烧室、蓄热室、换向系统、反烧系统 和吹扫系统;设有两组蓄热室,每组蓄热室包括三个以上的蓄热室,两组蓄热室对称布置在 焚烧炉的两侧;蓄热室直接与燃烧室连通,两组蓄热室经由换向系统连通,蓄热室经由反烧 系统与排风管道连通。
[0007]所述燃烧室设有天然气启动燃烧器,其通过连通管路与天然气管道相连,通过连 通管路与助燃风机相连。
[0008] 所述反烧系统设有反烧风机。
[0009] 所述吹扫系统通过连通管路与排烟风机相连。
[0010]所述蓄热体采用蜂窝陶瓷蓄热体。
[0011]所述碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉采用一热一备的工作模式,一个燃烧室 检修时,另一个处于热备状态的燃烧室通过PLC控制系统自动切换到工作模式。
[0012] —种采用碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉进行碳素焙烧炉烟气污染物焚烧 处理的方法,具体包括如下步骤: L _ 加热燃烧室与蓄热室:通过天然气直接燃烧把燃烧室加热到污染物的分解温 度,产生的高温烟气流入一组蓄热室,对一组蓄热室内的蓄热体进行蓄热;
[0014] (2)首先将废气通入加热后的蓄热室吸热:启动废气风机,通过管道将废气通入蓄 热室,废气在蓄热室内吸收热量;
[0015] (3)然后将废气通入燃烧室分解燃烧:将高温废气通入燃烧室,燃烧室温度控制在 800〜100°C,烟气停留时间>1S,使废气中的污染物完全分解燃烧,烟气中的污染物与烟气 中所含的氧气发生氧化反应分解为二氧化碳和水并释放热量;
[0016] (4)通过吹扫系统用燃烧分解完全排出的热烟气进行时间为2S的吹扫过程:通过 吹扫系统用燃烧分解完全排出的热烟气进行时间为2S的吹扫,把停留在换向阀和蓄热体之 间和蓄热体内残存的含污染物废气吹入燃烧室,避免残存的废气排放到大气;所述的吹扫 过程在蓄热室进气向排气转换期间进行,采用焚烧后的烟气进行吹扫;
[0017] (5)将高温气体通入另一组蓄热室:燃烧室内产生的含二氧化碳和水的高温烟气 通过换向系统通入另一组蓄热室,对另一组蓄热室内的蓄热体放热,预热另一组蓄热室内 的蓄热体;
[0018] ⑹定期进行反烧处理:定期对蓄热室内外层蓄热体吸附的焦油进行反烧,清除焦 油,避免蓄热体堵塞,保证气路通畅;
[0019] (7)回收反烧过程中产生的可燃颗粒和污染物:将反烧过程中产生的可燃颗粒和 污染物排入燃烧室内焚烧,实现反烧过程零污染物排放;
[0020] ⑻净化后的无污染物的气体经由排风管道以及烟囱排放到大气。
[0021] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0022] 1)蓄热室布置在焚烧炉的两侧,烟气进出蓄热室时保持水平流动,能够减少烟气 中的灰尘堵塞蓄热体,同时能够方便对蓄热体上附着的焦油进行吹扫清理和反烧,并且能 够对蓄热体进行在线清理更换;多个蓄热室布置在燃烧室的两侧方便蓄热室分散轮流换 向,有利于保持炉压的稳定,减少波动。
[0023] 2)基于蓄热技术,含有污染物的烟气经过蓄热室内的蓄热体加热后达到污染物氧 化温度,污染物在燃烧室内与氧气结合燃烧分解为二氧化碳和水,产生的含二氧化碳和水 的高温烟气经过另一侧的蓄热室流出并预热蓄热体。烟气中的污染物和烟气中所含的氧气 发生氧化反应;烟气中的沥青烟气和烟气中所含的氧气发生放热反应,释放的热量能够维 持整个系统的热量平衡,不需外供热量是降低成本的关键。
[0024] 3)在所有过程中实现污染物的零排放,在换向间隙、在反烧过程、在检修过程中都 实现了零排放。
[0025] 4)具有热备能力,采用两用一热备工作模式,一旦停用一个燃烧室检修时,另一个 处于热备状态的燃烧室自动切换到工作模式,无需走旁通管,避免造成污染物的临时排放。
附图说明
[0026] 图1是本发明的结构示意及工艺原理图;
[0027] 图2是本发明结构示意图。
[0028] 图中:1-天然气启动燃烧器2-燃烧室3-蓄热室4-换向系统5-反烧系统6-吹 扫系统7-排风管道
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
[0030]如图1所示,碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉包括燃烧室2、蓄热室3、换向系 统4、反烧系统5和吹扫系统6。燃烧室2位于焚烧炉中部,左右两组蓄热室3对称布置在燃烧 室2两侧,每组蓄热室3包括5个蓄热室。蓄热室3直接与燃烧室2连通,吹扫系统6经由蓄热室 3与燃烧室2连通,左右两组蓄热室3经由换向系统4分别与废气管道和烟囱连通,蓄热室3经 由反烧系统5和排风管道7与反烧风机连通。
[0031]蓄热室3布置在焚烧炉的两侧,烟气进出蓄热室时保持水平流动,能够减少烟气中 的灰尘堵塞蓄热体,同时能够方便对蓄热体上附着的焦油的吹扫清理和反烧,并且能够对 蓄热体进行在线清理更换;5个蓄热室布置在燃烧室的两侧方便蓄热室分散轮流换向,有利 于保持炉压的稳定减少波动。
[0032]燃烧室2设有天然气启动燃烧器1,天然气启动燃烧器i通过连通管路与天然气管 道相连,天然气启动燃烧器1通过连通管道与助燃风机相连。
[0033]反烧系统5包括电磁阀、反烧风机、PLC控制器以及连通管路,PLC控制器采用SY-2〇〇。吹扫系统6包括电磁阀、PLC控制器以及连通管路,PLC控制器采用SY-200,通过吹扫系 统6连通管路与排烟风机相连。换向系统4包括电磁阀、PLC控制器以及连通管路,PLC控制器 采用SY_2〇0。蓄热室3内的蓄热体采用蜂窝陶瓷蓄热体。
[0034]碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉采用一热一备的工作模式,一个燃烧室2检 修时,另一个处于热备状态的燃烧室2通过PLC控制系统自动切换工作模式 [0035]采用碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉进行碳素焙烧炉烟气污染物焚烧处理 的方法,具体包括如下步骤:
[0036] (1)通过天然气直接燃烧把燃烧室2加热到污染物的分解温度,产生的高温烟气流 入一组蓄热室3,对蓄热室3内的蓄热体进行蓄热。
[0037] (2)首先将废气通入加热后的蓄热室3吸热:启动废气风机,通过管道将废气通入 蓄热室3,废气在蓄热室3内吸收热量。
[0038] (3)然后将废气通入燃烧室2分解燃烧:将高温废气通入燃烧室,燃烧室温度控制 在800〜10(TC,烟气停留时间多1S,使废气中的污染物完全分解燃烧,烟气中的污染物与烟 气中所含的氧气发生氧化反应分解为二氧化碳和水并释放热量;释放的热量能够维持整个 系统的热量平衡,不需外供热量是降低成本的关键。
[0039] (4)通过吹扫系统用燃烧分解完全排出的热烟气进行时间为2S的吹扫过程:通过 吹扫系统用燃烧分解完全排出的热烟气进行时间为2S的吹扫,把停留在换向阀和蓄热体之 间和蓄热体内残存的含污染物废气吹入燃烧室,避免残存的废气排放到大气,实现换向过 程零排放;所述的吹扫过程在蓄热室进气向排气转换期间进行,采用焚烧后的烟气进行吹 扫,节约了能源。
[0040] (5)将高温气体通入另一组蓄热室:燃烧室内产生的含二氧化碳和水的高温烟气 通过换向系统通入另一组蓄热室,对另一组蓄热室内的蓄热体放热,预热另一组蓄热室内 的蓄热体。
[0041] ⑹定期进行反烧处理:定期对蓄热室内外层蓄热体吸附的焦油进行反烧,把吹扫 过程中没有去除的附着在蓄热体上的焦油通过焚烧使之气化,清除焦油,避免蓄热体堵塞’ 保证气路通畅。 —
[0042] (7)回收反烧过程中产生的可燃颗粒和污染物:反烧过程中产生的可燃颗粒和污 染物排入燃烧室内焚烧,实现反烧过程零污染物排放;
[0043] ⑻净化后的无污染物的气体经由排风管道以及烟囱排放到大气。
[0044] 本发明在现有蓄热式技术的基础上,结合碳素烟气中污染物在高温下氧化分解为 二氧化碳和水的原理,提供一种碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉及其处理方法,是蓄 热技术的蓄热室和焚烧炉的燃烧室的直接结合,并重点针对碳素烟气中含有焦油的特点采 取针对性措施确保蓄热式焚烧炉长期稳定运行。本发明包括蓄热、燃烧氧化分解、燃烧放 热、吹扫和反烧过程,既能保证碳素焙烧炉烟气污染物顺利焚烧,使烟气排放符合大气污染 物排放标准,又有蓄热式的节能特点,降低能源的消耗,降低处理成本。
[0045]以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉,其特征在于,所述碳素焙烧炉烟气污染物蓄 热式焚烧炉包括燃烧室、蓄热室、换向系统、反烧系统和吹扫系统;设有两组蓄热室,每组蓄 热室包括三个以上的蓄热室,两组蓄热室对称布置在焚烧炉的两侧;蓄热室直接与燃烧室 连通,两组蓄热室经由换向系统连通,蓄热室经由反烧系统与排风管道连通。
2. 根据权利要求1所述的碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉,其特征在于,所述燃烧 室设有天然气启动燃烧器,其通过连通管路与天然气管道相连,通过连通管路与助燃风机 相连。
3. 根据权利要求1所述的碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉,其特征在于,所述反烧 系统设有反烧风机。
4. 根据权利要求1所述的碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉,其特征在于,所述吹扫 系统通过连通管路与排烟风机相连。
5. 根据权利要求1所述的碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉,其特征在于,所述蓄热 体采用蜂窝陶瓷蓄热体。
6. 根据权利要求1所述的碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉,其特征在于,所述碳素 焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉采用一热一备的工作模式,一个燃烧室检修时,另一个处 于热备状态的燃烧室通过PLC控制系统自动切换工作模式。
7.—种采用权利要求1所述的碳素焙烧炉烟气污染物蓄热式焚烧炉进行碳素焙烧炉烟 气污染物焚烧处理的方法,其特征在于,具体包括如下步骤: (1) 加热燃烧室与蓄热室:通过天然气直接燃烧把燃烧室加热到污染物的分解温度,产 生的高温烟气流入一组蓄热室,对一组蓄热室内的蓄热体进行蓄热; (2) 首先将废气通入加热后的蓄热室吸热:启动废气风机,通过管道将废气通入蓄热 室,废气在蓄热室内吸收热量; (3) 然后将废气通入燃烧室分解燃烧:将高温废气通入燃烧室,燃烧室温度控制在800 〜l〇(TC,烟气停留时间多1S,使废气中的污染物完全分解燃烧,烟气中的污染物与烟气中 所含的氧气发生氧化反应分解为二氧化碳和水并释放热量; (4) 通过吹扫系统用燃烧分解完全排出的热烟气进行时间为2S的吹扫过程:通过吹扫 系统用燃烧分解完全排出的热烟气进行时间为2S的吹扫,把停留在换向阀和蓄热体之间和 蓄热体内残存的含污染物废气吹入燃烧室,避免残存的废气排放到大气; (5) 将高温气体通入另一组蓄热室:燃烧室内产生的含二氧化碳和水的高温烟气通过 换向系统通入另一组蓄热室,对另一组蓄热室内的蓄热体放热,预热另一组蓄热室内的蓄 热体; (6) 定期进行反烧处理:定期对蓄热室内外层蓄热体吸附的焦油进行反烧,清除焦油, 避免蓄热体堵塞,保证气路通畅; (7) 回收反烧过程中产生的可燃颗粒和污染物:将反烧过程中产生的可燃颗粒和污染 物排入燃烧室内焚烧,实现反烧过程零污染物排放; (8) 净化后的无污染物的气体经由排风管道以及烟囱排放到大气。
8.根据权利要求6所述的碳素焙烧炉烟气污染物焚烧处理的方法,其特征在于,步骤 (4)所述的吹扫过程在蓄热室进气向排气转换期间进行,采用焚烧后的烟气进行吹扫。
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