CN108278622A - 一种废气处理超净炉及废气处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废气处理超净炉，涉及废气处理设备领域，包括燃烧室、箱体，箱体侧面安装有空气净化器，箱体的另一侧面安装有控制箱；箱体内设有预混室，预混室连通有天然气入口、废气入口和空气入口，空气入口连通空气净化器；燃烧室设于箱体内并与预混室连通，箱体内还设有点火装置和低氮燃烧头，低氮燃烧头安装于燃烧室上方，点火装置与低氮燃烧头连接，低氮燃烧头顶部设有伸出箱体外的火焰筒；箱体内还设有防爆系统；空气净化器、预混室、点火装置、低氮燃烧头、燃烧室和防爆系统均由控制箱控制运行。该废气处理超净炉对可燃物浓度的适应性强，废气经表面燃烧工艺处理后达到烟气排放指标，满足环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及石化行业、制药行业、印刷行业的废气处理设备，特别是涉及一种废气处理超净炉及废气处理方法。
背景技术
石化厂油品在装卸苯和汽油过程中，会产生一定的废气，气量为300 Nm3/h，此类气体浓度较高，最高可达到1000g/Nm3，废气需要处理后才能排入大气。根据GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》要求，排放指标为：苯≤4mg/m3；甲苯≤15mg/m3；二甲苯≤20mg/m3；非甲烷总烃≤80mg/m3；NOX≤40mg/m3。
油品在储运过程中蒸发损耗带来严重的危害，油气回收技术作为主要的降耗措施，越来越得到重视和推广应用。在废气收集过程中，气量和浓度都在时刻变化，甚至有时废气入口处的气体浓度已经能达到排放标准，这类废气若仍旧按常规燃烧模式处理，非但不必要，反而还增加了能耗。此外，由于废气的成份、浓度和流量都在变化，所以燃烧器的运行工况非常复杂，燃烧器的配置也需要根据废气的具体情况来确定。
发明内容
本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种废气处理超净炉，装置的配置根据废气的具体情况确定，对可燃物浓度的适应性强，废气经表面燃烧工艺处理后达到烟气排放指标，满足环保要求。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种废气处理超净炉，包括燃烧室，还包括立方体状的箱体，箱体的三个侧面安装有空气净化器，箱体的另一侧面还安装有控制箱；箱体内设有预混室，预混室连通有天然气入口、废气入口和空气入口，天然气入口和废气入口分别连通天然气源和废气源，空气入口连通空气净化器；燃烧室设于箱体内并与预混室连通，箱体内还设有点火装置和低氮燃烧头，低氮燃烧头安装于燃烧室上方，点火装置与低氮燃烧头连接，低氮燃烧头顶部设有伸出箱体外的火焰筒；箱体内还设有防爆系统；空气净化器、预混室、点火装置、低氮燃烧头、燃烧室和防爆系统均由控制箱控制运行。
技术效果：本发明针对目前VOCs的排放，采用全预混表面燃烧方式，利用直接燃烧方式处理达标，保证有机气体彻底燃烧，从而保证排放气体满足国家最新排放标准。全预混燃烧器结合自控、相应的工艺、电气等工程配套，用于VOCs治理时对可燃物浓度适应性强，对可燃物的去除率高，装置能够根据废气的气量、浓度等波动，实时调整，降低能耗。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，箱体内还设有变频助燃风机，变频助燃风机与预混室连通且由控制箱控制运行。
前所述的一种废气处理超净炉，火焰筒上设有氧含量分析仪和温度传感器，氧含量分析仪、温度传感器和变频助燃风机联锁且由控制箱控制。
前所述的一种废气处理超净炉，在天然气入口与预混室之间的天然气输送管道上设有阻火器。
前所述的一种废气处理超净炉，防爆系统包括设于连通预混室的天然气输送管道、废气输送管道上的防爆电磁阀、压力表、压力变送器、调压阀、手动球阀、电动流量调节阀和流量计，还包括点火变压器。
本发明的另一目的在于提供一种应用于上述方案所述的废气处理超净炉的废气处理方法，包括：
一、温度高调整
如果废气中可燃组分浓度高、流量大，燃烧温度未超过设计上限，则增加变频助燃风机（11）变频，以提高配风量，降低燃烧温度；
如果废气中可燃物浓度高、流量超过设计上限，则逐渐关闭废气入口（5）的阀门，以降低废气入口（5）处可燃物浓度、流量至设计范围内，控制燃烧温度；
二、温度低调整
如果废气中可燃物组分浓度低、流量低，燃烧温度未超过设计下限，则降低变频助燃风机（11）变频，以降低配风量，维持燃烧温度；
如果废气中可燃物组分浓度低、流量低，燃烧温度超过设计下限，则补充天然气，升高变频助燃风机（11）变频，以维持配风量，维持燃烧温度；
同时，通过控制变频助燃风机（11）的变频速率，维持变频助燃风机（11）在最低流量值以上，保证排风速率大于回火速率、热传导速率，控制预混室（4）温度低于低氮燃烧头（9）自点火温度，防止燃烧室（7）温度传递至预混室（4）而引起预混室（4）的气体爆炸。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中废气、空气、天然气按系统工况需要进行预混，从而满足超洁净燃烧工况；
（2）本发明中变频助燃风机通过改变风机变频速率，维持在最低流量以上，可以避免发生回火现象；
（3）本发明中控制箱确保燃烧系统安全、稳定、低成本达标排放运行；
（4）本发明中通过氧含量分析仪、温度传感器得到的燃烧工况数据，及时有效地调节预混室空气和燃烧气量，确保最佳混合比，避免产生NOX，与变频助燃风机等联锁，结合工艺、自控、电气等配套系统，确保装置低能耗稳定安全达标超洁净燃烧。
附图说明
图1为本实施例的外部立体示意图；
图2为本实施例的内部立体示意图；
图3为本实施例的内部平面示意图；
图4为本实施例的系统流程示意图；
其中：1、箱体；2、空气净化器；3、控制箱；4、预混室；5、废气入口；6、天然气入口；7、燃烧室；8、点火装置；9、低氮燃烧头；10、火焰筒；11、变频助燃风机；12、温度传感器；13、防爆电磁阀；14、压力表；15、压力变送器；16、调压阀；17、手动球阀；18、电动流量调节阀；19、流量计；20、点火变压器。
具体实施方式
本实施例提供的一种废气处理超净炉，结构如图1-4所示。
该废气处理超净炉包括立方体状的箱体1，箱体1的三个侧面安装有空气净化器2，箱体1的另一侧面还安装有控制箱3。
箱体1内设有预混室4，预混室4连通有天然气入口6、废气入口5和空气入口，天然气入口6和废气入口5分别连通天然气源和废气源，空气入口连通空气净化器2。
箱体1内设有与预混室4连通的燃烧室7，还设有点火装置8和低氮燃烧头9，低氮燃烧头9安装于燃烧室7上方，点火装置8与低氮燃烧头9连接，低氮燃烧头9顶部设有伸出箱体1外的火焰筒10。
箱体1内还设有防爆系统，防爆系统包括设于连通预混室4的天然气输送管道、废气输送管道上的防爆电磁阀13、压力表14、压力变送器15、调压阀16、手动球阀17、电动流量调节阀18和流量计19，还包括点火变压器20。
火焰筒10上设有氧含量分析仪和温度传感器12，氧含量分析仪、温度传感器12和变频助燃风机11联锁，将燃烧出口气体氧含量控制在3%左右，避免NOX的产生。在天然气入口6与预混室4之间的天然气输送管道上设有阻火器。箱体1内还设有变频助燃风机11，变频助燃风机11与预混室4连通。
空气净化器2、预混室4、点火装置8、低氮燃烧头9、燃烧室7、防爆系统、氧含量分析仪、温度传感器12、变频助燃风机11和阻火器均由控制箱3控制运行。
工作原理：在废气源的气量、浓度、组成发生很大波动的情况下，通过以下手段来保证反应温度在设计范围内：
一、温度高调整
如果废气中可燃组分浓度高、流量大，燃烧温度未超过设计上限，则增加变频助燃风机11变频，以提高配风量，降低燃烧温度；
如果废气中可燃物浓度高、流量超过设计上限，则逐渐关闭废气入口5的阀门，以降低废气入口5处可燃物浓度、流量至设计范围内，控制燃烧温度；
二、温度低调整
如果废气中可燃物组分浓度低、流量低，燃烧温度未超过设计下限，则降低变频助燃风机11变频，以降低配风量，维持燃烧温度；
如果废气中可燃物组分浓度低、流量低，燃烧温度超过设计下限，则补充天然气，升高变频助燃风机11变频，以维持配风量，维持燃烧温度；
同时，通过控制变频助燃风机11的变频速率，维持变频助燃风机11在最低流量值以上，保证排风速率大于回火速率、热传导速率，控制预混室4温度低于低氮燃烧头9自点火温度，防止燃烧室7温度传递至预混室4而引起预混室4的气体爆炸。
本发明采用全预混表面燃烧方式，针对目前VOCs排放利用直接燃烧方式处理达标排放，反应温度1200℃左右，保证有机气体彻底燃烧，从而保证排放气体满足国家最新排放标准。具有以下优点：
可燃物处理效率可达到 99.99%，可燃物浓度适应性强；装置占地面积小、可燃物去除率高、能耗小；一氧化碳和氮氧化物排放率低，CO≤10ppmv（3%氧气），NOX≤15ppmv；气体组分和流量处理弹性范围大；同时适用于处理挥发性有机物浓度低的气体（油气浓度为3.5vol%时），如罐区呼吸气等贫气；无可见火焰，无烟；系统启动时间小于1分钟。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种废气处理超净炉，包括燃烧室（7），其特征在于：还包括立方体状的箱体（1），所述箱体（1）的三个侧面安装有空气净化器（2），所述箱体（1）的另一侧面还安装有控制箱（3）；所述箱体（1）内设有预混室（4），所述预混室（4）连通有天然气入口（6）、废气入口（5）和空气入口，所述天然气入口（6）和废气入口（5）分别连通天然气源和废气源，所述空气入口连通所述空气净化器（2）；所述燃烧室（7）设于所述箱体（1）内并与所述预混室（4）连通，所述箱体（1）内还设有点火装置（8）和低氮燃烧头（9），所述低氮燃烧头（9）安装于所述燃烧室（7）上方，所述点火装置（8）与所述低氮燃烧头（9）连接，所述低氮燃烧头（9）顶部设有伸出所述箱体（1）外的火焰筒（10）；所述箱体（1）内还设有防爆系统；所述空气净化器（2）、预混室（4）、点火装置（8）、低氮燃烧头（9）、燃烧室（7）和防爆系统均由所述控制箱（3）控制运行。
2.根据权利要求1所述的一种废气处理超净炉，其特征在于：所述箱体（1）内还设有变频助燃风机（11），所述变频助燃风机（11）与所述预混室（4）连通且由所述控制箱（3）控制运行。
3.根据权利要求2所述的一种废气处理超净炉，其特征在于：所述火焰筒（10）上设有氧含量分析仪和温度传感器（12），所述氧含量分析仪、温度传感器（12）和变频助燃风机（11）联锁且由所述控制箱（3）控制。
4.根据权利要求3所述的一种废气处理超净炉，其特征在于：在所述天然气入口（6）与所述预混室（4）之间的天然气输送管道上设有阻火器。
5.根据权利要求4所述的一种废气处理超净炉，其特征在于：所述防爆系统包括设于连通所述预混室（4）的天然气输送管道、废气输送管道上的防爆电磁阀（13）、压力表（14）、压力变送器（15）、调压阀（16）、手动球阀（17）、电动流量调节阀（18）和流量计（19），还包括点火变压器（20）。
6.如权利要求1-5任意一项所述废气处理超净炉的废气处理方法，其特征在于，包括：
一、温度高调整
如果废气中可燃组分浓度高、流量大，燃烧温度未超过设计上限，则增加变频助燃风机（11）变频，以提高配风量，降低燃烧温度；
如果废气中可燃物浓度高、流量超过设计上限，则逐渐关闭废气入口（5）的阀门，以降低废气入口（5）处可燃物浓度、流量至设计范围内，控制燃烧温度；
二、温度低调整
如果废气中可燃物组分浓度低、流量低，燃烧温度未超过设计下限，则降低变频助燃风机（11）变频，以降低配风量，维持燃烧温度；
如果废气中可燃物组分浓度低、流量低，燃烧温度超过设计下限，则补充天然气，升高变频助燃风机（11）变频，以维持配风量，维持燃烧温度；
同时，通过控制变频助燃风机（11）的变频速率，维持变频助燃风机（11）在最低流量值以上，保证排风速率大于回火速率、热传导速率，控制预混室（4）温度低于低氮燃烧头（9）自点火温度，防止燃烧室（7）温度传递至预混室（4）而引起预混室（4）的气体爆炸。
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