CN110081442A - 一种处置亚硝气的助燃器、三废一体化反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种处置亚硝气的助燃器，包括壳体，所述壳体中心沿轴向设置一柱体，在所述柱体底部设置点火装置；所述壳体内，通过隔板由内向外分割为中心通风道、内旋风风道，混合风风道和外旋风风道；所述外旋风风道底部出口处设置外旋风喷嘴，所述外旋风喷嘴向外偏移，与助燃器轴向成一定角度，所述中心通风道底部出口处设置旋转风翅。本发明内外风与混合风在喷出离开助燃器的时候，形成高速旋转的气流，使呈还原性的混合气体和呈氧化性的空气能够快速反应迅速燃烧。N2O离开助燃器的时候是被全部包裹在燃烧火焰的中部，具有完全无逃逸的优势，经扩散后进入火焰中助燃参与分解燃烧。

Description

一种处置亚硝气的助燃器、三废一体化反应器
技术领域
本发明涉及三废处理技术领域，特别涉及一种处置亚硝气的助燃器、三废一体化反应器。
背景技术
危废焚烧装置，适用于含盐废液、废气、废固的焚烧处置。目前含盐废液、废气、废固的焚烧装置有高结晶高结渣高腐蚀等问题，容易引起设备堵塞或设备使用年限低的问题。
己二酸是一种重要的精细化工产品，主要用作聚酰胺和聚氨酯工业的原料。己二酸生产单元排放的亚硝气中含有N2O、NOx(NO、NO2等)，这些气体先进入吸收塔进行回收处理，把NOx转化成HNO3回收使用，从吸收塔出来的废气主要成分是N2O，直接排放到大气中。N2O是一种潜在的导致温室效应和臭氧层减少的气体，现有技术中通常采用传统的3种处理方法：
(1)2N2O→2NO+N2；NO再转化为HNO3回收使用
(2)2N2O→2N2+O2(催化分解法)
(3)2N2O+CH4→N2+CO2+2H2O
但是目前3种处理方法只有环保效应，没有经济效益，对排放的N2O的没有回收利用，而且对亚硝气(N2O)的回收率较差，难以燃烧完全，依然有亚硝气排放到大气中。
因此，为了解决现有技术中的上述问题，避免危废焚烧装置的堵塞，以及充分回收己二酸生产过程中产生的亚硝气，需要一种处置亚硝气的助燃器、三废一体化反应器。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种处置亚硝气的助燃器，所述助燃器包括壳体，所述壳体中心沿轴向设置一柱体，在所述柱体底部设置点火装置；
所述壳体内，通过隔板由内向外分割为中心通风道、内旋风风道，混合风风道和外旋风风道；
所述外旋风风道底部出口处设置外旋风喷嘴，所述外旋风喷嘴向外偏移，与助燃器轴向成一定角度，所述中心通风道底部出口处设置旋转风翅。
优选地，所述柱体与第一环形隔板围成中心通风道，所述第一环形隔板与第二环形隔板围成内旋风风道，所述第二环形隔板与第三环形隔板围成混合风风道，所述第三环形隔板与壳体内壁围成外旋风风道。
优选地，所述壳体外侧设置多个耐火材料固定钉，壳体外侧通过耐火材料固定钉安装耐火材料层。
本发明的另一个方面在于提供一种三废一体化反应器，所述反应器呈立式布置，包括设置在顶部第一燃烧室，所述第一燃烧室具有切向开设的一次风入口，用于向第一燃烧室内喷入废固与一次燃料气的混合风；
所述反应器还包括第二燃烧室，所述第二燃烧室具有切向开设二次风入口，在所述二次风入口布置所述助燃器，用于向第二燃烧室内喷入废固与二次燃料气的混合风、助燃空气和亚硝气；所述第二燃烧室上开设废液加注口，用于向第二燃烧室加注废液；
在所述第一燃烧室与所述第二燃烧之间具有燃烧下行通道，所述燃烧下行通道向外凸出形成一个混合室；所述反应器底部设有格栅塔，在格栅塔下方布置水淬池。
优选地，所述第二燃烧室开有出风口，出风口排出燃烧后的烟气。
优选地，所述混合室设有热风环形管道，出风口排出燃烧后的烟气，经净化处理后引回至热风环形管道，回收余热助燃。
优选地，所述第一燃烧室为叶片式燃烧室。
优选地，所述水淬池底部布置连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣。
优选地，所述第二燃烧室内壁衬有耐火材料，耐火材料周围设有补燃风孔，使废液、燃料气和空气充分接触。
本发明一种处置亚硝气的助燃器，亚硝气能够与二次燃料混合气共同高效燃烧，N2O有近似于氧气的助燃作用，不仅仅可以提高燃烧效率，而且还可以同时将N2O处置掉。
本发明一种处置亚硝气的助燃器，采用内外风旋风式燃烧，在内外风之间设置有燃料混合气体通道，混合风道位于内外风之间，出口设有旋转式风翅，这样的结构将造成内外风与混合风在喷出离开助燃器的时候，形成高速旋转的气流，使呈还原性的混合气体和呈氧化性的空气能够快速反应迅速燃烧。本发明设置强制旋转的造型，使喷出的气体之间能够很好地搅拌混合，对燃烧的可靠调整极为有利。
本发明一种处置亚硝气的助燃器，在助燃器的中部设置了点火装置，通过释放高压电火花可以非常便捷的将气体点燃。中部通道还设置了N2O专用通道，N2O离开助燃器的时候是被全部包裹在燃烧火焰的中部，具有完全无逃逸的优势，经扩散后进入火焰中助燃参与分解燃烧，充分发挥出N2O的助燃作用。
本发明一种三废一体化反应器，一次燃料气和二次燃料气切向喷入，使得气流与粘附在液态渣膜上的燃料粒之间有很高的相对速度，促使燃料与空气充分混合，燃烧更完全，使危废渣粒的燃烧反应更完全彻底。
本发明一种三废一体化反应器，燃烧后以液态渣排出，在反应器底部设有格栅塔，拦阻和处置大块熔渣，反应器下部布置有水冷却夹套的水淬池，通过连续冲水的方式除渣，有效避免反应器堵塞的问题。
本发明一种三废一体化反应器，第一燃烧室和第二燃烧室内壁衬有耐火材料，耐火材料四周设计有补燃风孔，可以使废液、天然气充分的与空气接触。烟气停留时间≥2秒，确保可燃成分燃尽。
本发明一种三废一体化反应器，炉内温度可以稳定保持在1100℃以上，能够有效破坏分解二噁英、呋喃等有机物。
本发明一种三废一体化反应器，废弃物和助燃风强烈搅拌混合，确保可燃成分与助燃空气充分混合，最终燃烧完全。
本发明一种三废一体化反应器，对废物的减容效果显著、无害化程度高，可以实现减容、脱毒、稳定化的环保目标。
本发明一种三废一体化反应器，处理设施占地面积小，对周围环境没有二次污染；处理达到一定规模时，还可以利用其余热发电或供热。
本发明一种三废一体化反应器，处理方式能最快地、最大限度地实现废物无害化、稳定化、减量化，大型的处理系统还备有热能回收与利用装置，使其变废为宝、废旧利用回收能源。
本发明提供的一种一种三废一体化反应器，充分三废一体化反应器第二燃烧室内1400-1500℃的燃烧温度，可以将N2O分解成N2和O2。
本发明提供的一种一种三废一体化反应器，三废一体反应器除了处理N2O外，还可以同时处理化工废液废气和废固，综合效益明显，较之传统处置工艺处置成本大幅降低，经济效益明显提升。
本发明提供的一种一种三废一体化反应器，在以三废一体化反应器为特定装置中，建立了适宜高温强度的还原性气氛，并持续在该装置二次燃料混合气管道中中通入亚硝气，将亚硝气N2O热分解成为无害的氧气和氮气。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1示意性示出了本发明一种处置亚硝气的助燃器的结构示意图。
图2示出了图1的A-A视图。
图3示出了本发明三废一体化反应器的结构示意图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
如图1所示本发明一种处置亚硝气的助燃器的结构示意图，图2所示图1的A-A视图，根据本发明的实施例一种处置亚硝气的助燃器100，包括壳体101，壳体101中心沿轴向设置一柱体102，在柱体102底部设置点火装置1021。
壳体101内，通过隔板由内向外分割为中心通风道103、内旋风风道104，混合风风道105和外旋风风道106。中心通风道103为亚硝气(N2O)的专用通道，在向三废一体化反应器加注亚硝气时，由中心通风道103向三废一体化反应器中加注。
内旋风风道104与外旋风风道106，向三废一体化反应器中加注助燃空气，火焰的调整可以通过调整内旋风风道104与外旋风风道106的风速，改变燃烧火焰的形状和温度。具体地，实施例中通过气泵改变进入到风道的风速。混合风风道106位于内旋风风道104与外旋风风道106之间，向三废一体化反应器中加注混合风。混合风是指废固与燃料气的混合风，在下文的实施例中，具体为废固与二次燃料气的混合风。
在一个较佳的实施例中，柱体102与第一环形隔板107围成中心通风道103，第一环形隔板107与第二环形隔板108围成内旋风风道104，第二环形隔板108与第三环形隔板109围成混合风风道105，第三环形隔板109与壳体101内壁围成外旋风风道106。壳体101外侧设置多个耐火材料固定钉112，壳体外侧通过耐火材料固定钉安装耐火材料层113。
根据本发明的实施例，外旋风风道106底部出口处设置外旋风喷嘴111，外旋风喷嘴111向外偏移，与助燃器轴向成一定角度，中心通风道103底部出口处设置旋转风翅110。经外旋风风道106喷出的助燃空气向外扩张膨胀，包围中心通风道103经旋风翅110后喷出的亚硝气。
如图2所示了本发明一种三废一体化反应器的结构示意图，根据本发明的实施例，一种三废一体化反应器呈立式布置，包括设置在顶部第一燃烧室201，第一燃烧室201具有切向开设的一次风入口202，用于向第一燃烧室201内喷入废固与一次燃料气的混合风。在优选地实施例中，第一燃烧室101为叶片式燃烧室。
反应器还包括第二燃烧室203，第二燃烧室203具有切向开设二次风入口204。在二次风入口204布置助燃器100，用于向第二燃烧室内喷入废固与二次燃料气的混合风、助燃空气和亚硝气。第二燃烧室203上开设废液加注口208，用于向第二燃烧室加注废液。第二燃烧室203开有出风口，出风口排出燃烧后的烟气。
在第一燃烧室201与第二燃烧室203之间具有燃烧下行通道206，燃烧下行通道206向外凸出形成一个混合室207。混合室207设有热风环形管道210，出风口排出燃烧后的烟气，经净化处理后引回至热风环形管道210，回收余热助燃。具体地，在三废燃烧过程中，出风口排出的烟气，经过净化处理，通过热风环形管道210引回至混合室207，作为助燃空气向第一燃烧室201和第二燃烧室203提供，能够有效的回收余热。
反应器底部设有格栅塔209，在格栅塔209下方布置水淬池，水淬池底部布置连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣。
根据本发明的实施例，在第一燃烧室201和第二燃烧室203内壁衬有耐火材料，耐火材料周围设有补燃风孔，使废液、燃料气和空气充分接触。
下面对本发明三废一体化反应器的废料燃烧过程进行说明，本发明三废一体化反应器是用于燃烧废固、废气、废液的次高温次高压旋风反应器。
废固与一次燃料气的混合风，由第一燃烧室201的切向一次风入口202喷入到第一燃烧室201内，废固在第一燃烧室内旋转混合燃烧后，通过燃烧下行通道206，旋转下行至第二燃烧室203，与此同时，热风环形管道210将净化后的烟气作为助燃空气引入到混合室207内，助燃空气分两路旋转上行和旋转下行，混入到第一燃气室201和第二燃气室203内。
第二燃烧室203在二次风入口204布置助燃器100，通过助燃器100向第二燃烧室203内喷入废固与二次燃料气的混合风、助燃空气(内旋风和外旋风)和亚硝气。具体地，通过气泵向助燃器100的中心通风道103内喷入亚硝气，通过气泵向内旋风风道104内喷入助燃空气，通过气泵向混合风道105内喷入废固与二次燃料气的混合风，通过气泵向外旋风风道106内喷入助燃空气。实施例中，可以通过调整气泵的气压来控制进入各个风道的风速。
内旋风风道104和外旋风风道106喷入到第二燃烧室203内的助燃空气，混合风风道105向第二燃烧室203内喷入废固与二次燃料气的混合风，此时助燃空气之间夹有混合风，使内外风与混合风在喷出离开助燃器的时候，形成高速旋转的气流，喷出的气体之间能够很好地搅拌混合，使呈还原性的混合气体和呈氧化性的空气能够快速反应迅速燃烧。
在助燃器的中部点火装置1021，通过释放高压电火花可以非常便捷的将气体点燃，中心通风道103为亚硝气(N2O)专用通道，亚硝气离开助燃器进入到第二燃烧室203的时候是被全部包裹在燃烧火焰的中部，具有完全无逃逸的优势，经扩散后进入火焰中助燃参与分解燃烧，充分发挥出亚硝气的助燃作用。
根据本发明的一个实施例，废固与二次燃料气的混合风，以55～100m/s的速度，由第二燃烧室203的切向二次风入口204喷入到第二燃烧室内，同时废液经废液加注口108喷入到第二燃烧室103。实施例中，一次燃料气和二次燃料气可以选择天然气。
第二燃烧室203内，混合风的高速旋转作用将燃料气和固体颗粒抛向第二燃烧室203的筒壁，颗粒物在第二燃室203的筒壁附近的空间汇聚燃烧，形成一个温度很高的区域(燃烧温度可达1450℃)，使灰渣熔化并粘附在二燃室筒壁上，之后在重力作用下不断下流，通过格栅塔109进入水淬池急冷成渣排出。燃烧过程中第二燃烧室内燃烧温度为1400-1500℃的区域。在此高温条件下亚硝气将迅速进行热分解，亚硝气分解成氮气和氧气，分解反应为：2N2O＝2N2+O2。燃烧后将亚硝气分解成最终产物N2和O2。
废液经泵送、分散喷射送入第二燃室203内燃烧，混合风与粘附在液态渣膜上的燃料粒之间有很高的相对速度，促使燃料与空气充分混合，燃烧完全。
根据本发明的实施例，三废一体化反应器底部设有格栅塔209，作为熔渣的栅栏，液态渣通过格栅塔209流出。在水淬池的下部布置了连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣，灰渣水冷却后通过捞渣装置自动排出。
燃烧后的废气经由出风口排出，至相关可靠有效的烟气环保设备处置后达标排放。需要回收余热的，引回至热风环形管道210。
本发明三废一体化反应器呈立式布置，通过上下两个燃烧室，以及中间布置的混合室，实现单筒为自然循环、平衡通风、立式旋风燃烧，最后由液态排渣，有效提高了燃烧的效率，避免了反应器堵塞的问题。
本发明一种处置亚硝气的助燃器，亚硝气能够与二次燃料混合气共同高效燃烧，N2O有近似于氧气的助燃作用，不仅仅可以提高燃烧效率，而且还可以同时将N2O处置掉。
本发明一种处置亚硝气的助燃器，采用内外风旋风式燃烧，在内外风之间设置有燃料混合气体通道，混合风道位于内外风之间，出口设有旋转式风翅，这样的结构将造成内外风与混合风在喷出离开助燃器的时候，形成高速旋转的气流，使呈还原性的混合气体和呈氧化性的空气能够快速反应迅速燃烧。
本发明一种处置亚硝气的助燃器，在助燃器的中部设置了点火装置，通过释放高压电火花可以非常便捷的将气体点燃。中部通道还设置了N2O专用通道，N2O离开助燃器的时候是被全部包裹在燃烧火焰的中部，经扩散后进入火焰中助燃参与分解燃烧。
本发明一种三废一体化反应器，一次燃料气和二次燃料气切向喷入，使得气流与粘附在液态渣膜上的燃料粒之间有很高的相对速度，促使燃料与空气充分混合，燃烧更完全，使危废渣粒的燃烧反应更完全彻底。
本发明一种三废一体化反应器，燃烧后以液态渣排出，在反应器底部设有格栅塔，拦阻和处置大块熔渣，反应器下部布置有水冷却夹套的水淬池，通过连续冲水的方式除渣，有效避免反应器堵塞的问题。
本发明一种三废一体化反应器，第一燃烧室和第二燃烧室内壁衬有耐火材料，耐火材料四周设计有补燃风孔，可以使废液、天然气充分的与空气接触。烟气停留时间≥2秒，确保可燃成分燃尽。
本发明一种三废一体化反应器，炉内温度可以稳定保持在1100℃以上，能够有效破坏分解二噁英、呋喃等有机物。
本发明一种三废一体化反应器，废弃物和助燃风强烈搅拌混合，确保可燃成分与助燃空气充分混合，最终燃烧完全。
本发明一种三废一体化反应器，对废物的减容效果显著、无害化程度高，可以实现减容、脱毒、稳定化的环保目标。
本发明一种三废一体化反应器，处理设施占地面积小，对周围环境没有二次污染；处理达到一定规模时，还可以利用其余热发电或供热。
本发明一种三废一体化反应器，处理方式能最快地、最大限度地实现废物无害化、稳定化、减量化，大型的处理系统还备有热能回收与利用装置，使其变废为宝、废旧利用回收能源。
本发明提供的一种一种三废一体化反应器，充分三废一体化反应器第二燃烧室内1400-1500℃的燃烧温度，可以将N2O分解成N2和O2。
本发明提供的一种一种三废一体化反应器，三废一体反应器除了处理N2O外，还可以同时处理化工废液废气和废固，综合效益明显，较之传统处置工艺处置成本大幅降低，经济效益明显提升。
本发明提供的一种一种三废一体化反应器，在以三废一体化反应器为特定装置中，建立了适宜高温强度的还原性气氛，并持续在该装置二次燃料混合气管道中中通入亚硝气，将亚硝气N2O热分解成为无害的氧气和氮气。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种处置亚硝气的助燃器，其特征在于，所述助燃器包括壳体，所述壳体中心沿轴向设置一柱体，在所述柱体底部设置点火装置；
所述壳体内，通过隔板由内向外分割为中心通风道、内旋风风道，混合风风道和外旋风风道；
所述外旋风风道底部出口处设置外旋风喷嘴，所述外旋风喷嘴向外偏移，与助燃器轴向成一定角度，所述中心通风道底部出口处设置旋转风翅。
2.根据权利要求1所述的助燃器，其特征在于，所述柱体与第一环形隔板围成中心通风道，所述第一环形隔板与第二环形隔板围成内旋风风道，所述第二环形隔板与第三环形隔板围成混合风风道，所述第三环形隔板与壳体内壁围成外旋风风道。
3.根据权利要求1所述的助燃器，其特征在于，所述壳体外侧设置多个耐火材料固定钉，壳体外侧通过耐火材料固定钉安装耐火材料层。
4.一种具有权利要求1至3任一权利要求所述助燃器的三废一体化反应器，其特征在于，所述反应器呈立式布置，包括设置在顶部第一燃烧室，所述第一燃烧室具有切向开设的一次风入口，用于向第一燃烧室内喷入废固与一次燃料气的混合风；
所述反应器还包括第二燃烧室，所述第二燃烧室具有切向开设二次风入口，在所述二次风入口布置所述助燃器，用于向第二燃烧室内喷入废固与二次燃料气的混合风、助燃空气和亚硝气；所述第二燃烧室上开设废液加注口，用于向第二燃烧室加注废液；
在所述第一燃烧室与所述第二燃烧之间具有燃烧下行通道，所述燃烧下行通道向外凸出形成一个混合室；所述反应器底部设有格栅塔，在格栅塔下方布置水淬池。
5.根据权利要求4所述的反应器，其特征在于，所述第二燃烧室开有出风口，出风口排出燃烧后的烟气。
6.根据权利要求4所述的反应器，其特征在于，所述混合室设有热风环形管道，出风口排出燃烧后的烟气，经净化处理后引回至热风环形管道，回收余热助燃。
7.根据权利要求4所述的反应器，其特征在于，所述第一燃烧室为叶片式燃烧室。
8.根据权利要求4所述的反应器，其特征在于，所述水淬池底部布置连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣。
9.根据权利要求4所述的反应器，其特征在于，所述第二燃烧室内壁衬有耐火材料，耐火材料周围设有补燃风孔，使废液、燃料气和空气充分接触。
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