CN109855105A - 零泄漏无焰热氧化器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种零泄漏无焰热氧化器，该零泄漏无焰热氧化器包括：壳体；主进气管道，主进气管道与外部烟气源相连接并伸入到壳体内部；多个分支进气管道，多个分支进气管道中的每一个的一端与主进气管道连通、另一端朝向壳体的底部，并且多个分支进气管道中的每一个相对于主进气管道垂直设置；多个第一加热装置，多个第一加热装置分别设置在主进气管道和多个分支进气管道中的每一个的内壁上，以用于加热主进气管道和多个分支进气管道中的每一个中的烟气；和出气管道，出气管道设置在壳体的顶部。该零泄漏无焰热氧化器中没有设置任何活动部件及阀门，从而保证烟气氧化过程中没有泄漏，从而提高了烟气的氧化效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种挥发性有机化合物的处理设备，更具体地，涉及一种零泄漏无焰热氧化器。
背景技术
在垃圾燃烧炉、锅炉、石油化工企业等均会产生存在恶臭物质、挥发性有机化合物(VOC,Volatile Organic Compound)等有害气体，这些有害气体通过人的呼吸道进入体内后容易引起呼吸系统障碍等疾病。因此，对VOC气体的处理受到广泛关注。
对VOC气体的处理一般使用蓄热式燃烧设备和无焰蓄热式燃烧设备，其中蓄热式燃烧设备使用火焰而使装置的耐久性低下，供应的有害气体浓度不同时稀释空气和有害气体无法均匀混合而造成发热量不恒定，或者进一步造成施加于蓄热体的热冲击变大等。因此，当下多数企业使用无焰蓄热式燃烧设备进行有害气体的处理。
无焰氧化器系统中，基于以气态存在的不同百分比的VOC，在可燃性LFL与爆炸下限LEL安全范围以内，混合环境空气和辅助燃料(当低浓度VOC的燃烧值不足时，按实际需求量添加辅助燃料)，通过陶瓷介质将热量传递到气态混合物。有机化合物在高温下经历适当的停留时间，升温至VOC可燃物的燃烧值，达到反应温度后，VOC气体中的有机化合物被氧化分解成无害的副产物，二氧化碳和水蒸气，即可达到破坏VOC的目的。随后气流再经由烟筒排放。
然而，由于传统的无焰热氧化器中具有多个活动部件以及控制气体流等的阀门，造成烟气泄漏，从而会导致VOC去除率低的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种零泄漏无焰热氧化器，该零泄漏无焰热氧化器包括：
壳体；
主进气管道，主进气管道与外部烟气源相连接并伸入到壳体内部；
多个分支进气管道，多个分支进气管道中的每一个的一端与主进气管道连通、另一端朝向壳体的底部，并且多个分支进气管道中的每一个相对于主进气管道垂直设置；
多个第一加热装置，多个第一加热装置分别设置在主进气管道和多个分支进气管道中的每一个的内壁上，以用于加热主进气管道和多个分支进气管道中的每一个中的烟气；和
出气管道，出气管道设置在壳体的顶部。
在一个实施例中，该零泄漏无焰热氧化器还包括填充在壳体的底部且围绕多个分支进气管道的蓄热材料。
在一个实施例中，蓄热材料为散堆式蜂窝蓄热体和整砌式蜂窝蓄热体，其中整砌式蜂窝蓄热体围绕多个分支进气管道的出气口处设置，散堆式蜂窝蓄热体设置在整砌式蜂窝蓄热体的上侧。
在一个实施例中，多个第一加热装置为翅片式散热器。
在一个实施例中，多个第一加热装置中的每一个均沿着主进气管道和多个分支进气管道的长度方向设置。
在一个实施例中，多个分支进气管道中的每一个和主进气管道中均设置有多个第一加热装置。
在一个实施例中，零泄漏无焰热氧化器还包括：
静态混合器，静态混合器设置在主进气管道的入口处，以用于均匀混合烟气或雾化并均匀混合补充燃料和烟气。
在一个实施例中，零泄漏无焰热氧化器还包括：
第二加热装置，第二加热装置设置在壳体的底部。
在一个实施例中，第二加热装置为电加热器。
在一个实施例中，零泄漏无焰热氧化器还包括：
热旁路，热旁路设置在出气管道上，以用于在壳体内的温度超过预设阈值时向壳体外部散热。
在一个实施例中，零泄漏无焰热氧化器还包括设置在出气管道上的人孔。
本发明公开的零泄漏无焰热氧化器中没有设置任何活动部件及阀门，从而保证烟气氧化过程中没有泄漏，从而提高了烟气的氧化效率。
附图说明
图1为根据本发明的一个示例性实施例的零泄漏无焰热氧化器的结构示意图(其中，箭头方向为烟气流动方向)。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的说明性、非限制性实施例，对根据本发明的零泄漏无焰热氧化器进行进一步说明。
参照图1，本发明公开的零泄漏无焰热氧化器包括壳体1、主进气管道2、多个分支进气管道3、多个第一加热装置(图中未示出)和出气管道4，其中多个分支进气管道3与主进气管道2连通且均设置在壳体1内，多个第一加热装置分别设置在多个分支进气管道3与主进气管道2的内壁上，出气管道4设置在壳体1的顶部。
壳体1为该零泄漏无焰热氧化器的主体部分，用于容纳主进气管道2和多个分支进气管道3组成的进气系统。用于制造该壳体1的材料为耐高温材料，以适应壳体1内部烟气反应中所释放出的大量热量。主进气管道2与外部烟气源(挥发性有机化合物(VOC))相连接并伸入到壳体1内部，以将待处理烟气送入壳体1内。在主进气管道2的侧壁上设置有多个开口，以连通多个分支进气管道3，使主进气管道2中的烟气能够分散在不同分支管道内进行氧化反应。同时，多个分支进气管道3中的每一个的另一端朝向壳体1的底部，以使从多个分支进气管道3中流出的烟气从壳体1的底部向壳体1的顶部流动，从而在流动过程中释放氧化反应中产生的部分热量。为了使烟气在分支管道中停留的时间尽量长，在本发明中将主进气管道2设置为平行于壳体1的底面，即，多个分支进气管道3中的每一个相对于主进气管道2垂直设置。多个第一加热装置分别设置在主进气管道2和多个分支进气管道3中的每一个的内壁上，以用于为主进气管道2和多个分支进气管道3中的每一个中的烟气提供氧化反应所需的热量，即，均匀加热主进气管道2和多个分支进气管道3中的烟气。优选地，多个第一加热装置为翅片式散热器。但是，本领域技术人员应当理解的是，第一加热装置还可以是本领域常用的能够为烟气提供热量的任何其它装置。出气管道4设置在壳体1的顶部，即，从多个分支进气管道3流出的反应后的气体从壳体1的底部向壳体1的顶部流动并从出气管道4排出，以增加烟气在分支进气管道3内的停留时间和反应后的气体在壳体1内释放热量的时间。
由上述说明可知，本发明提出的零泄漏无焰热氧化器中没有设置活动部件或换向阀门，因此可以避免烟气处理过程中造成的泄漏问题，并且在没有烟气泄漏的基础上进一步提高烟气中的VOC去除效率。
继续参照图1，在本发明的一个实施例中，该零泄漏无焰热氧化器还包括填充在壳体1的底部且围绕多个分支进气管道3设置的蓄热材料5。烟气在主进气管道2和多个分支进气管道3中的反应中，随着反应过程的推进，氧化反应释放的能量越来越高，这部分能量以热量的形式随着反应后气体流出多个分支进气管道3。在一个实施例中，蓄热材料5为整砌式蜂窝蓄热体和散堆式蜂窝蓄热体，其中整砌式蜂窝蓄热体围绕多个分支进气管道的出气口处设置，散堆式蜂窝蓄热体设置在整砌式蜂窝蓄热体的上侧。这样，通过在多个分支进气管道3的出气口的周边设置整砌式蜂窝蓄热体，可以引导气流通过蜂窝蓄热体的通道均匀散布至设置在整砌式蜂窝蓄热体的上侧的散堆式蜂窝蓄热体，从而避免局部高温可能对蓄热体/管道造成损坏或部分烟气形成热力型氮氧化物而造成的二次污染。气体中的热量均匀地分散在蓄热材料5中，以在下一个反应循环中使用，同时可以避免高温气体对壳体1的损害。本领域技术人员可以理解的是，蓄热材料5还可以是本领域常用的能够存储热量的任何其它类型的材料，也可以采用便于热量扩散的其它堆砌形式。
在一个优选实施例中，多个第一加热装置中的每一个均沿着主进气管道2和多个分支进气管道3的长度方向设置。但是，本领域技术人员可以理解的是，多个第一加热装置还可以以其它方式设置在主进气管道2和多个分支进气管道3的内壁上，例如，沿着管道的截面方向设置，等等。
在一个实施例中，多个分支进气管道3中的每一个和主进气管道2中均设置有多个第一加热装置，以对管道中的烟气起到更好的均匀加热效果。
在一个实施例中，为了使进入管道的烟气混合均匀，或者在需要添加补充燃料的情况下(例如，挥发性有机化合物烟气的浓度较低)使补充燃料和挥发性有机化合物能够更加均匀地混合，本发明公开的零泄漏无焰热氧化器还包括静态混合器6。静态混合器6设置在主进气管道2的入口处，其利用固定在管内的混合单元体改变烟气在管内的流动状态，以达到不同烟气之间良好分散和充分混合的目的。
在本发明的一个实施例中，该零泄漏无焰热氧化器还包括第二加热装置7。在冷启动以及VOC浓度较低的情况中，在壳体1的底部设置第二加热装置7可以为VOC的氧化反应提供额外的热量，以保持VOC的去除效率。优选地，第二加热装置为电加热器。但是本领域技术人员应当理解的是，第二加热装置还可以是本领域常用的能够为烟气加热的任何其它装置。
优选地，该零泄漏无焰热氧化器还包括设置在出气管道4上的热旁路8。这样，当壳体1内VOC氧化反应释放的热量过高以至于影响壳体1使用寿命时，可以打开热旁路8以释放部分热量。需要使用热旁路8散热的壳体1内温度阈值可以由操作人员预先设定，并采用适当的报警机制以提醒操作人员打开热旁路8或使用控制器自动控制热旁路8的开/关。
在一个实施例中，该零泄漏无焰热氧化器还包括设置在出气管道4上的人孔9，以方便操作人员维修。
尽管对本发明的典型实施例进行了说明，但是显然本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和原理的情况下可以进行改变，其范围在权利要求书以及其等同物中进行了限定。
Claims (11)
1.一种零泄漏无焰热氧化器，包括：
壳体；
主进气管道，所述主进气管道与外部烟气源相连接并伸入到所述壳体内部；
多个分支进气管道，所述多个分支进气管道中的每一个的一端与所述主进气管道连通、另一端朝向所述壳体的底部，并且所述多个分支进气管道中的每一个相对于所述主进气管道垂直设置；
多个第一加热装置，所述多个第一加热装置分别设置在所述主进气管道和所述多个分支进气管道中的每一个的内壁上，以用于加热所述主进气管道和所述多个分支进气管道中的每一个中的烟气；和
出气管道，所述出气管道设置在所述壳体的顶部。
2.根据权利要求1所述的零泄漏无焰热氧化器，还包括填充在所述壳体的底部且围绕所述多个分支进气管道的蓄热材料。
3.根据权利要求2所述的零泄漏无焰热氧化器，其中，所述蓄热材料为散堆式蜂窝蓄热体和整砌式蜂窝蓄热体，其中所述整砌式蜂窝蓄热体围绕所述多个分支进气管道的出气口处设置，所述散堆式蜂窝蓄热体设置在所述整砌式蜂窝蓄热体的上侧。
4.根据权利要求1所述的零泄漏无焰热氧化器，其中，所述多个第一加热装置为翅片式散热器。
5.根据权利要求1所述的零泄漏无焰热氧化器，其中，所述多个第一加热装置中的每一个均沿着所述主进气管道和所述多个分支进气管道的长度方向设置。
6.根据权利要求1所述的零泄漏无焰热氧化器，其中，所述多个分支进气管道中的每一个和所述主进气管道中均设置有多个所述第一加热装置。
7.根据权利要求1所述的零泄漏无焰热氧化器，还包括：
静态混合器，所述静态混合器设置在所述主进气管道的入口处，以用于均匀混合烟气或雾化并均匀混合补充燃料与烟气。
8.根据权利要求1所述的零泄漏无焰热氧化器，还包括：
第二加热装置，所述第二加热装置设置在所述壳体的底部。
9.根据权利要求8所述的零泄漏无焰热氧化器，其中，所述第二加热装置为电加热器。
10.根据权利要求1所述的零泄漏无焰热氧化器，还包括：
热旁路，所述热旁路设置在所述出气管道上，以用于在所述壳体内的温度超过预设阈值时向所述壳体外部散热。
11.根据权利要求1所述的零泄漏无焰热氧化器，还包括设置在所述出气管道上的人孔。
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