CN109899812A - 一种防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉 - Google Patents

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许健健
邵勇
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Abstract

本发明公开了一种防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,包括蓄热氧化炉炉体、燃烧系统、管路系统和电仪控制系统;蓄热氧化炉炉体包括一个燃烧室和四个蓄热室;燃烧系统包括四个燃烧器、天然气管道和助燃空气管道;管路系统包括进气管道、排气管道、吹扫管道和反烧管道;电仪控制系统包括电气与控制柜;天然气管道、助燃空气管道与燃烧器连接,燃烧器与燃烧室连接,蓄热室底部分别连接有反烧管道、进气管道、吹扫管道和排气管道;四个蓄热室分别循环用于进气、排气、吹扫和反烧。本发明用于碳素、橡胶、化工等行业的高粘度或易聚合有机废气处理,节能环保,处理废气达标排放的同时能防止设备内部结焦、堵塞。

Description

一种防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉
技术领域
本发明属于有机废气处理设备技术领域,特别是一种防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉。
背景技术
蓄热式氧化炉(Regenerative Thermal Oxidizer,简称RTO)是一种高效、环保的有机废气处理设备,其原理是利用高温将有机废气氧化为无害的水和二氧化碳,达到净化废气的目的。与催化燃烧和传统的直接燃烧、吸附、吸收、冷凝等方法相比,具有处理效率高、不产生二次污染、处理废气量大、运行稳定且能耗低等优点。
碳素、橡胶、化工等行业废气处理一直是技术上的难点,常规处理方法难以应用,因为其中含有大量的有机固态或液态颗粒或易聚合成分(这些成分在200—300℃可以快速聚合),长时间运行后这些颗粒会积聚或聚合成高粘度的焦油、橡胶等胶状物质,甚至固化,堵塞废气处理设备。现有的RTO设备一般为3室或7室(即有3个或7个蓄热室),为了回收热量、降低能耗,内部一般都装填有多孔的陶瓷蓄热体,其孔径多为2-10mm不等,RTO设备氧化温度高,处理高效、彻底,可以很好的处理这些行业产生的有机废气,但长期运行设备内部会产生严重的堵塞,难以清理甚至导致设备损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,用于碳素、橡胶、化工等行业的高粘度或易聚合有机废气处理。
实现本发明目的的技术方案为:一种防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,包括蓄热氧化炉炉体、燃烧系统、管路系统和电仪控制系统;
所述蓄热氧化炉炉体包括一个燃烧室和四个蓄热室;燃烧系统包括四个燃烧器、天然气管道和助燃空气管道;管路系统包括进气管道、排气管道、吹扫管道和反烧管道;电仪控制系统包括电气与控制柜;
天然气管道、助燃空气管道与燃烧器连接,燃烧器与燃烧室连接,蓄热室底部分别连接有反烧管道、进气管道、吹扫管道和排气管道;四个蓄热室分别循环用于进气、排气、吹扫和反烧;
燃烧室侧面设有紧急直排口,直排口内装填有蓄热陶瓷,紧急直排口与蓄热陶瓷间连接有反烧管道;
各蓄热室内部分别填装两层蓄热陶瓷,分别为主蓄热陶瓷床和过滤陶瓷床,两层陶瓷床之间设有人孔;主蓄热陶瓷床中部和底部、过滤陶瓷床底部分别设有热电偶;
所述的反烧管道连接紧急直排口和四个蓄热室底部,并在各进口和出口设有控制阀,管道中部设有反烧引风机、热电偶和压力计;反烧过程是用反烧引风机将燃烧室高温烟气经主蓄热陶瓷、过滤陶瓷和反烧管道重新引回燃烧室的过程。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:(1)本发明通过自动控制系统控制所有电仪设备,设备内部开始发生结焦现象时即自动进行反烧清堵,节能环保,处理尾气达标排放的同时能防止设备内部结焦、堵塞,可以用于高粘度、易聚合有机废气的处理;(2)本发明RTO设备设置4个蓄热室,在其中1个蓄热室进行反烧清堵的过程中,不影响其他3个室正常处理废气;且反烧过的高温烟气再次引回燃烧室,避免高温烟气直排对后端设备和环境的危害,RTO处理后排放的烟气温度比进口只升高约30℃,提高设备运行的稳定性、安全性;(3)设备投资费用适中、处理废气流量范围广,内部装填有蓄热陶瓷,可以对热量进行回收,防止热量随处理后的废气排放流失,能耗低。
附图说明
图1是防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉示意图。
图中:1、进气管道;2、粗效过滤器;3、阻火器;4、压力计;5、热电偶;6、火焰检测器;7、RTO壳体;8、过滤陶瓷床;9、人孔;10、主蓄热陶瓷床;11、天然气管路;12、助燃空气管路;13、蓄热室压力计;14、燃烧器;15、直排口蓄热陶瓷;16、紧急直排口;17、反烧管路;18、反烧管道压力计;19、排气管路;20、排气管道压力计;21吹扫管路;22、电气与控制柜。
具体实施方式
如图1所示,一种防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,包括蓄热氧化炉炉体7、燃烧系统、管路系统和电仪控制系统;
所述蓄热氧化炉炉体7包括一个燃烧室和四个蓄热室;燃烧系统包括四个燃烧器14、天然气管道11和助燃空气管道12;管路系统包括进气管道1、排气管道19、吹扫管道21和反烧管道17;电仪控制系统包括电气与控制柜22;
天然气管道11、助燃空气管道12与燃烧器14连接,燃烧器14与燃烧室连接,蓄热室底部分别连接有反烧管道17、进气管道1、吹扫管道21和排气管道19;四个蓄热室分别循环用于进气、排气、吹扫和反烧;
燃烧室侧面设有紧急直排口16,直排口内装填有蓄热陶瓷15,紧急直排口16与蓄热陶瓷15间连接有反烧管道17;
各蓄热室内部分别填装两层蓄热陶瓷,分别为主蓄热陶瓷床10和过滤陶瓷床8,两层陶瓷床之间设有人孔9;主蓄热陶瓷床10中部和底部、过滤陶瓷床8底部分别设有热电偶;
所述的反烧管道17连接紧急直排口16和四个蓄热室底部,并在各进口和出口设有控制阀,管道中部设有反烧引风机、热电偶和压力计18;反烧过程是用反烧引风机将燃烧室高温烟气经主蓄热陶瓷10、过滤陶瓷8和反烧管道17重新引回燃烧室的过程。
燃烧器平均分布于燃烧室前面。
所述进气管道1上设有粗效过滤器2、阻火器3和主引风机。
所述吹扫管道21上设吹扫引风机。
所述进气管道1、蓄热室、反烧管道17、排气管道19上均安装有压力计,用以测量管道和室体内部压力。
所述电气与控制柜22内安装有PLC和控制仪表,通过电缆与所述的现场阀门、风机、仪表相连接。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示,一种防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,包括蓄热氧化炉炉体7、燃烧系统、管路系统和电仪控制系统。蓄热氧化炉炉体包括一个燃烧室和四个蓄热室;燃烧系统包括四个燃烧器14、天然气管道11和助燃空气管道12;管路系统包括进气管道1、排气管道19、吹扫管道21和反烧管道17;电仪控制系统包括电气与控制柜22及其与现场相连的电缆、仪表。天然气管道11、助燃空气管道12与燃烧器14连接,燃烧器14与燃烧室连接,蓄热室底部分别连接有反烧管道17、进气管道1、吹扫管道21和排气管道19。
本实施例的RTO炉体由钢制成,内部称有耐火保温材料,管道由不锈钢制成,外部包裹有耐火保温材料。
炉体燃烧室侧面设有紧急直排口16,直排口内装填有蓄热陶瓷15。所述的紧急直排口与蓄热陶瓷间连接有反烧管道17。
炉体设置有四个蓄热室,各蓄热室内部分别填装两层蓄热陶瓷,分别为主蓄热陶瓷床10和过滤陶瓷床8,两层陶瓷床之间设有人孔9;主蓄热陶瓷中部和底部、过滤陶瓷床下部分别设有热电偶。反烧管道17连接紧急直排口16和四个蓄热室底部,并在各进口和出口设有控制阀,管道中部设有反烧引风机、热电偶和压力计18。
燃烧系统包含四个燃烧器14,每个燃烧器平均分布于所述的燃烧室正前面。
所述的防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉的进气管道1上设有粗效过滤器2、阻火器3和主引风机。另外进气管道1还设置有热电偶5和火焰检测器6。
吹扫管道21上设吹扫引风机。
进气管道1、蓄热室、反烧管道17、排气管道19上均安装有压力计4、13、18与20,用以测量管道和室体内部压力。
电仪控制系统包括电气与控制柜22,所述的电气与控制柜内安装有PLC和控制仪表,通过电缆与所述的现场阀门、风机、仪表相连接。
防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉的蓄热式氧化炉炉体的四个蓄热室,其分别循环用于进气、排气、吹扫和反烧过程。反烧过程是用反烧引风机将燃烧室高温烟气经主蓄热陶瓷10、过滤陶瓷8和反烧管道17重新引回燃烧室的过程。
本发明的工作过程为:防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,在燃烧系统的加热下,燃烧室达到800-900℃,主蓄热陶瓷10上部温度达到600℃以上。将生产产生的有机废气由废气进气管道1送入,经粗效过滤器2虑除较大颗粒物后进入蓄热室#1,由过滤陶瓷床8虑除部分液态或固态有机颗粒,通过主蓄热陶瓷床10逐渐加热到600℃以上,进入燃烧室后再进入蓄热室2#,烟气逐渐传热给蓄热室#2陶瓷并降温,从排气管道19排出,在此过程大部分中有机物被高温氧化为水和二氧化碳,少量残留吸附于陶瓷床中。此时蓄热室3#处于吹扫状态,蓄热室4#保持所有出口阀门关闭。
经过上一个进气状态,利用阀门切换,废气改由蓄热室2#进入,蓄热室3#排出,蓄热室1#吹扫;随后切换蓄热室3#进入,蓄热室1#排出,蓄热室2吹扫,如此循环切换。
当系统检测到蓄热室与进出气管道内压差变大时(判断条件:与系统初始运行压差值对比,大于初始值300-400Pa时启动反烧程序),此时意味着内部有机物结焦、堵塞,系统自动切换到反烧模式,此时蓄热室#1、#2、#3正常进行进气、出气、吹扫循环运行,蓄热室4#底部反烧管道阀门打开,通过反烧引风机将燃烧室高温烟气由反烧管道引回燃烧室,此过程中蓄热室4#内蓄热陶瓷均被加热到结焦物质气化温度,气化的结焦物被烟气带入燃烧室充分氧化分解,达到清洁蓄热体的目的;蓄热室4#反烧完成后,反烧阀门关闭,自动吹扫降温至原来温度,随后开始反烧蓄热室1#,此时蓄热室#2、#3、#4正常进行进气、出气、吹扫循环运行,依此类推,直至系统将蓄热室#1、#2、#3、#4全部反烧一遍为止。
本发明的防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉设置4个蓄热室,连续自动运行,当结焦、堵塞开始出现时即自动反烧,反烧时不影响正常废气处理,清除结焦物彻底,保证设备高效、稳定运行。

Claims (6)

1.一种防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,其特征在于,包括蓄热氧化炉炉体(7)、燃烧系统、管路系统和电仪控制系统;
所述蓄热氧化炉炉体(7)包括一个燃烧室和四个蓄热室;燃烧系统包括四个燃烧器(14)、天然气管道(11)和助燃空气管道(12);管路系统包括进气管道(1)、排气管道(19)、吹扫管道(21)和反烧管道(17);电仪控制系统包括电气与控制柜(22);
天然气管道(11)、助燃空气管道(12)与燃烧器(14)连接,燃烧器(14)与燃烧室连接,蓄热室底部分别连接有反烧管道(17)、进气管道(1)、吹扫管道(21)和排气管道(19);四个蓄热室分别循环用于进气、排气、吹扫和反烧;
燃烧室侧面设有紧急直排口(16),直排口内装填有蓄热陶瓷(15),紧急直排口(16)与蓄热陶瓷(15)间连接有反烧管道(17);
各蓄热室内部分别填装两层蓄热陶瓷,分别为主蓄热陶瓷床(10)和过滤陶瓷床(8),两层陶瓷床之间设有人孔(9);主蓄热陶瓷床(10)中部和底部、过滤陶瓷床(8)底部分别设有热电偶;
所述的反烧管道(17)连接紧急直排口(16)和四个蓄热室底部,并在各进口和出口设有控制阀,管道中部设有反烧引风机、热电偶和压力计(18);反烧过程是用反烧引风机将燃烧室高温烟气经主蓄热陶瓷(10)、过滤陶瓷(8)和反烧管道(17)重新引回燃烧室的过程。
2.根据权利要求1所述的防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,其特征在于,燃烧器平均分布于燃烧室前面。
3.根据权利要求1所述的防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,其特征在于,所述进气管道(1)上设有粗效过滤器(2)、阻火器(3)和主引风机。
4.根据权利要求1所述的防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,其特征在于,所述吹扫管道(21)上设吹扫引风机。
5.根据权利要求1所述的防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,其特征在于,所述进气管道(1)、蓄热室、反烧管道(17)、排气管道(19)上均安装有压力计,用以测量管道和室体内部压力。
6.根据权利要求1所述的防结焦堵塞蓄热式有机废气氧化炉,其特征在于,所述电气与控制柜(22)内安装有PLC和控制仪表,通过电缆与所述的现场阀门、风机、仪表相连接。
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