CN110131730A - 一种有机废气处理装置及换热控制方法 - Google Patents

一种有机废气处理装置及换热控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机废气处理装置及换热控制方法，该装置包括炉体，炉体内沿炉膛底部至烟气出口方向依次设置有燃烧区、第二废气预热管束、换热管束、第一废气预热管束和加热管束。本发明通过将废气预热管束分为高温段和低温段两段，分开布置于导热油换热管束的上游和下游，在保证导热油换热量的前提下，尽可能大的回收利用烟气中的热量加热回收的废气，使用高温高品质的烟气加热废气，使得废气在送入炉膛时具有自燃所需的温度，进入炉膛后直接自燃放热，降低装置出口烟温。

Description

一种有机废气处理装置及换热控制方法
技术领域
本发明属于印刷电路板技术领域，具体涉及一种有机废气处理装置及换热控制方法。
背景技术
有机废气处理装置属于多组分有机燃料混合燃烧的气体燃烧锅炉，其燃料来源为上胶机等各种系统产生的富含有机物的废气。玻璃布在上胶机经过上胶后，在上升段和下降段的主体使用壁面热辐射和热风加热玻璃布，使得玻璃布上胶体中的有机溶剂蒸发并通过加热的热风带走。壁面的温度靠壁面内的高温导热油保持，而有机废气处理装置的作用是加热低温的导热油，维持上胶机上升段壁面的高温和稳定。
有机废气处理装置的主要思想是通过回收利用废气中包含的热量和有机物成分的化学能，通过燃烧将废气中的热量释放并加热导热油，以尽可能的节约成本。以往的有机废气处理装置，单纯通过焚烧废气产生的热量不足以加热导热油至需要的温度，还需要在燃烧室添加气体燃料增加放热量，才能使有机废气处理装置内换热面的换热量达到要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种有机废气处理装置及换热控制方法，解决现有的有机废气处理装置热量利用不充分、能量回收有限的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种有机废气处理装置，包括炉体，炉体内沿炉膛底部至烟气出口方向依次设置有燃烧区、第二废气预热管束、换热管束、第一废气预热管束和加热管束；
所述的第二废气预热管束的入口端与第一废气预热管束的出口端通过一段连接管道连通，第二废气预热管束的出口端位于炉膛底部；第一废气预热管束的入口端用于废气；
所述的换热管束设置在第一废气预热管束和第二废气预热管束之间，所述的换热管束内填充有导热液体，换热管束用于将回收的导热液体送入有机废气处理装置炉体内加热后再送入热量所需系统中；
所述的加热管束用于对输送至热量所需系统中的气体进行加热；
第二废气预热管束的出口位置设置有用于引燃废气的点火装置。
进一步的，还设置有换热管束旁路，所述的换热管束旁路的入口设置在第二废气预热管束入口端与换热管束的出口端之间，换热管束旁路的出口设置在换热管束的出口端与第一废气预热管束出口之间。
具体的，所述的换热管束旁路上设置有第一调节阀。
具体的，还设置有第二废气预热管束旁路，所述的第二废气预热管束旁路的入口位于第二废气预热管束的出口端，第二废气预热管束旁路的出口设置在第二废气预热管束入口端与换热管束的出口端之间。
具体的，所述的第二废气预热管束旁路上设置有第二调节阀。
具体的，所述的第二废气预热管束、换热管束、第一废气预热管束和加热管束在有机废气处理装置炉体内均以蛇形管形式布置。
本发明还公开了一种有机废气处理装置换热控制方法，该方法用于对本发明所述的有机废气处理装置换热进行控制，该方法包括：
将废气依次经过第一废气预热管束和第二废气预热管束后进入炉膛底部燃烧，废气燃烧后产生的烟气依次与第二废气预热管束内的废气、换热管束的导热液体、第一废气预热管束内的废气和加热管束内的气体换热后从炉体的烟气出口排出；其中，通过加热管束的换热对输入热量所需系统中的气体进行初步加热，通过换热管束的换热对输入热量所需系统中的气体进行二次加热。
进一步的，当换热管束出口的导热液体温度低于设定值时，将第二废气预热管束出口处的高温烟气直接抽到换热管束出口周围；
当换热管束出口的导热液体温度高于设定值时，将第二废气预热管束周围的高温烟气直接抽到第一废气预热管束周围。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)相对于传统的有机废气处理装置存在废气预热量不足，能量回收有限，本发明通过将废气预热管束分为高温段和低温段两段，分开布置于导热油换热管束的上游和下游，在保证导热油换热量的前提下，尽可能大的回收利用烟气中的热量加热回收的废气，使用高温高品质的烟气加热废气，使得废气在送入炉膛时具有自燃所需的温度，进入炉膛后直接自燃放热，可以将废气处理装置出口烟温降低至80～110℃；在有机废气处理装置烟气出口处设置加热段，利用烟气在烟气出口附近的热量对输入上胶机系统中的气体进行初步的加热，使得烟气热量得到充分利用，能够增加从烟气中回收的热量。
(2)通过设置换热管束旁路和第二废气预热管束旁路，能够准确的将换热管束的出口油温控制在所需温度范围内。
(3)本发明将几乎所有可能排放到大气的有机废气充分利用，并将其作为有机废气处理装置内的唯一燃料，可以达到国家针对特别地区电路板制造行业的环保要求。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明有机废气处理装置内各个不同区域的布置示意图。
图中各标号表示为：
101-炉体，102-燃烧区，103-第二废气预热管束，104-换热管束，105-第一废气预热管束，106-加热管束，107-连接管道，108-点火装置，109-换热管束旁路，110-第一调节阀，111-第二废气预热管束旁路，112-第二调节阀，113-第三调节阀。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“底部、顶部”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
实施例1
本实施例公开了一种有机废气处理装置，如图1所示，包括炉体101，炉体内沿炉膛底部至烟气出口方向依次设置有燃烧区102、第二废气预热管束103、换热管束104、第一废气预热管束105和加热管束206。
其中，第二废气预热管束103的入口端与第一废气预热管束105的出口端通过一段连接管道107连通，其中连接管道107的位置可以设置在有机废气处理装置炉体内，也可以设置在炉外。第二废气预热管束103的出口端位于炉膛一侧，第一废气预热管束105的入口端用于输入废气，在本实施例中的废气为上胶机系统产生的废气，该废气也可以是其他系统产生的废气，并不局限于上胶机系统。换热管束104设置在第一废气预热管束105和第二废气预热管束103之间，换热管束104内填充有导热液体，换热管束104用于将从上胶机系统回收的导热液体送入有机废气处理装置内加热后再送入所需系统上，在本实施例中，该所需系统为上胶机系统中，但并不局限于上胶机系统，也可以是其他的干燥系统。加热管束106用于对输送至上胶机系统中的气体进行加热。
第二废气预热管束103的出口位置设置有用于引燃废气的点火装置108。点火装置108用于启炉阶段对炉膛内冷空气的加热和回收废气的引燃。该油枪由电动机扩控制，在需要点火时伸入炉膛，在炉膛内着火稳定后缩回炉膛外，防止长期在高温环境下工作烧坏油枪。
本实施例的有机废气处理装置中，管内废气流向与烟气的来流方向呈逆向布置，以尽可能提高换热量。
作为本实施例的一个优选方案，第二废气预热管束103、换热管束104、第一废气预热管束105和加热管束106在炉体101内均以蛇形管形式布置，增加换热面积。
进一步的，在另一个实施方案中，在有机废气处理装置的炉体上还设置有换热管束旁路109，换热管束旁路109的入口设置在第二废气预热管束103入口端与换热管束104的出口端之间，换热管束旁路109的出口设置在换热管束104的出口端与第一废气预热管束105出口端之间，以此调节导热油换热管束出口的油温。该旁路可以设置在炉内也可以设置在炉外部，具体根据设计需求选择。
作为优选的，在换热管束旁路109上设置有第一调节阀110，改变换热管束旁路第一调节阀110的开度，可以改变旁路内烟气流量的多少，进而调节换热管束出口的油温。
进一步的，在另一个实施方案中，可将换热管束旁路109的入口设置在第二废气预热管束103入口端与换热管束104的出口端之间，换热管束旁路109的出口延伸至有机废气处理装置的烟气出口处。当第一废气预热管束105和加热管束106不需要更进一步的加热时，将高温烟气通过换热管束旁路109直接抽到有机废气处理装置烟气出口排出。更进一步的，在换热管束旁路109上设置有第三调节阀113，通过改变换热管束旁路第三调节阀113的开度，可以改变该旁路内烟气流量的多少，进而改变后面换热管束的换热量。
进一步的，在另一个实施方案中，在有机废气处理装置炉体上还设置有第二废气预热管束旁路111，第二废气预热管束旁路111的入口位于第二废气预热管束103的出口端，第二废气预热管束旁路111的出口设置在第二废气预热管束103入口端与换热管束104的出口端之间。可调节第二废气预热管束103出口的废气预热温度也可调节导热油换热管束104出口油温。
作为优选的，第二废气预热管束旁路111上设置有第二调节阀112，可以通过改变第二调节阀112的开度，改变第二废气预热管束旁路111通过的烟气量，改变换热管束104外烟气量，进而改变第二废气预热管束103出口的废气预热温度同时改变油换热管束104出口油温。
实施例2
本实施例采用实施例1公开的有机废气处理装置对上胶机系统排出的废气进行处理，有机废气处理装置为焚烧炉，炉内换热控制方法具体为：
从上胶机系统排出的废气依次经过第一废气预热管束105和第二废气预热管束后103进入炉膛底部燃烧，废气燃烧后产生的烟气依次与第二废气预热管束103内的废气、换热管束104的导热液体、第一废气预热管束105内的废气和加热管束106内的气体换热后从炉膛出口排出；其中，通过加热管束106的换热对输入上胶机系统中的气体进行初步加热，通过换热管束104的换热对输入上胶机系统中的气体进行二次加热。
作为本实施例的一个优选方法，为进一步保证上胶机系统的稳定运行，必须保证导热油换热管束104出口油温的恒定，因此增加了换热管束旁路109，当换热管束104出口的导热液体温度低于设定值时，将第二废气预热管束103出口处的高温烟气直接抽到换热管束104出口周围，具体过程为：关闭第一调节阀110，开启第二调节阀112，将第二废气预热管束103出口处的高温烟气通过换热管束旁路109直接抽到换热管束104出口处；
当第二废气预热管束105和加热管束106不需要更进一步的加热时，开启第三调节阀113，将高温烟气通过换热管束旁路109直接抽到炉体烟气出口处，进而改变后面换热管束的换热量；
当换热管束104出口的导热液体温度高于设定值时，将第二废气预热管束103周围的高温烟气直接抽到第一废气预热管束105周围。具体是，开启第一调节阀110，关闭第二调节阀112，将第二废气预热管束周围的高温烟气通过第二废气预热管束旁路111直接抽到第一废气预热管束周围。
相对于传统的有机废气处理装置存在废气预热量不足，能量回收有限，本发明通过将废气预热管束分为高温段和低温段两段，分开布置于导热油换热管束的上游和下游，在保证导热油换热量的前提下，尽可能大的回收利用烟气中的热量加热回收的废气，使用高温高品质的烟气加热废气，使得废气在送入炉膛时具有自燃所需的温度，进入炉膛后直接自燃放热。并在炉膛出口处设置加热段，利用烟气在炉膛出口附近的热量对输入上胶机系统中的气体进行初步的加热，使得烟气热量得到充分利用，能够增加从烟气中回收的热量。
在实验中发现，可以将炉体出口烟温降低至80～110℃，有效的提高有机废气处理装置的热效率，甚至该装置还可以在不加入其他气体燃料的情况下做到自给自足的稳定燃烧，实现不需要补充额外的燃料。而传统的炉膛内废气管束的布置只能将炉膛出口处的烟气降低至150～170℃，而且还需要投入大量额外的气体燃料才能维持系统的运行。
并且通过设置换热管束旁路109和第二废气预热管束旁路111，能够准确的将换热管束的出口油温控制在所需温度范围内。
在保证上胶机稳定运行的情况下有机废气处理装置低能耗运行，需保证第二废气预热管束103出口温度达到一定高温，当废气预热温度过高时，开大第二废气预热管束旁路111的开度，将第二废气预热管束103前的部分烟气通过旁路直接送到第二废气预热管束后，减少废气的换热量，降低废气预热出口温度；当废气温过低时，关小或者关闭高温段烟气预热管束旁路，增大烟气与第二废气预热管束中废气的换热量。
上述实施例仅为对上胶机系统排出的废气进行处理，本发明的焚烧率也可对其他的干燥系统等的气体进行加热控制。
在以上的描述中，除非另有明确的规定和限定，其中的“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接或成一体；可以是直接连接，也可以是间接连接等等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术方案中的具体含义。
在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本发明的思想，同样应当视其为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种有机废气处理装置，包括炉体(101)，其特征在于，炉体内沿炉膛底部至烟气出口方向依次设置有燃烧区(102)、第二废气预热管束(103)、换热管束(104)、第一废气预热管束(105)和加热管束(106)；
所述的第二废气预热管束(103)的入口端与第一废气预热管束(105)的出口端通过一段连接管道(107)连通，第二废气预热管束(103)的出口端位于炉膛底部；第一废气预热管束(105)的入口端用于废气；
所述的换热管束(104)设置在第一废气预热管束(105)和第二废气预热管束(103)之间，所述的换热管束(104)内填充有导热液体，换热管束(104)用于将回收的导热液体送入有机废气处理装置炉体内加热后再送入热量所需系统中；
所述的加热管束(106)用于对输送至热量所需系统中的气体进行加热；
第二废气预热管束(103)的出口位置设置有用于引燃废气的点火装置(108)。
2.如权利要求1所述的有机废气处理装置，其特征在于，还设置有换热管束旁路(109)，所述的换热管束旁路(109)的入口设置在第二废气预热管束(103)入口端与换热管束(106)的出口端之间，换热管束旁路(109)的出口设置在换热管束(106)的出口端与第一废气预热管束(105)出口之间。
3.如权利要求2所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述的换热管束旁路(109)上设置有第一调节阀(110)。
4.如权利要求1所述的有机废气处理装置，其特征在于，还设置有第二废气预热管束旁路(111)，所述的第二废气预热管束旁路(111)的入口位于第二废气预热管束(103)的出口端，第二废气预热管束旁路(111)的出口设置在第二废气预热管束(103)入口端与换热管束(106)的出口端之间。
5.如权利要求4所述的有机废气处理装置，所述的第二废气预热管束旁路(111)上设置有第二调节阀(112)。
6.如权利要求1所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述的第二废气预热管束(103)、换热管束(104)、第一废气预热管束(105)和加热管束(106)在有机废气处理装置炉体内均以蛇形管形式布置。
7.一种有机废气处理装置换热控制方法，其特征在于，该方法用于对权利要求1至6任一项所述的有机废气处理装置换热进行控制，该方法包括：
将废气依次经过第一废气预热管束(105)和第二废气预热管束后(103)进入炉膛底部燃烧，废气燃烧后产生的烟气依次与第二废气预热管束(103)内的废气、换热管束(104)的导热液体、第一废气预热管束(105)内的废气和加热管束(106)内的气体换热后从炉体的烟气出口排出；其中，通过加热管束(106)的换热对输入热量所需系统中的气体进行初步加热，通过换热管束(104)的换热对输入热量所需系统中的气体进行二次加热。
8.如权利要求7所示的有机废气处理装置换热控制方法，其特征在于，当换热管束(104)出口的导热液体温度低于设定值时，将第二废气预热管束(103)出口处的高温烟气直接抽到换热管束(104)出口周围；
当换热管束(104)出口的导热液体温度高于设定值时，将第二废气预热管束(103)周围的高温烟气直接抽到第一废气预热管束(105)周围。
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