CN110425549A - 用于废气微波处理的燃烧物及其燃烧方法以及燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于废气微波处理的燃烧物及其燃烧方法以及燃烧装置，燃烧物包括水、吸波物质、第一支撑颗粒、第二支撑颗粒和水性粘合剂；燃烧装置，包括壳体、微波单元和法兰；采用由水、吸波物质、第一支撑颗粒、第二支撑颗粒和水性粘合剂组成的燃烧物吸收微波，配合本发明提供的燃烧物燃烧方法及燃烧装置，将微波能转换为燃烧物内部热能的方式为废气处理过程提供热源，具有热转率更高，加热速度快、热量损失小、操作方便等特点，燃烧装置壳体内部不存在尖角，配合通气反射板及锥形的法兰使得微波反射至壳体内部均匀作用于燃烧物上，减少能量的损失，提高燃烧物的热转化率，外隔热板、吸波涂料和内隔热板的设置提高了废气燃烧处理的安全性。

Description

用于废气微波处理的燃烧物及其燃烧方法以及燃烧装置

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，特别涉及用于废气微波处理的燃烧物及其燃烧方法以及燃烧装置。

背景技术

燃烧法是通过热氧化作用将废气中的可燃有害成分转化为无害物或易于进一步处理和回收的物质的方法。如石油工业碳氢化合物废气及其它有害气体、溶剂工业废气、城市废弃焚烧处理产生的有机废气，以及几乎所有恶臭物质（硫醇、H2S）等，都可用燃烧法处理。

燃烧净化发生的化学作用是燃烧氧化作用和高温下的分解作用。因此，燃烧法只适用于净化可燃的或高温下分解的物质，有机废气一般都具有可燃性，适合燃烧处理。燃烧法具有工艺简单，操作方便，净化效率高，可回收热能等优点。有机废气的燃烧工艺主要有直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧以及蓄热燃烧。

在废气燃烧法处理的现有的技术中，大部分采用天然气加热和电阻丝加热的方式为处理过程提供热源，这些方式存在能耗高，热转换率低，不易控制，安全系数低，运行成本过高等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供用于废气微波处理的燃烧物及其燃烧方法以及燃烧装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

用于废气微波处理的燃烧物，其特征在于，所述燃烧物包括水、吸波物质、第一支撑颗粒、第二支撑颗粒和水性粘合剂，所述水：吸波物质：第一支撑颗粒：第二支撑颗粒：水性粘合剂=1：1~3：1~3：1~3：1~3；所述第一支撑颗粒的粒径为0.25~0.5mm，第二支撑颗粒的粒径为0.1~0.15mm;所述水性粘合剂填充第一支撑颗粒与第二支撑颗粒之间的缝隙，第一支撑颗粒与第二支撑颗粒定型且形成蜂窝状容腔；所述吸波物质的熔点低于第一支撑颗粒、第二支撑颗粒和水性粘合剂的熔点；所述吸波物质达到熔点后，吸波物质失去结晶形成液态，吸波物质均匀分布在蜂窝状容腔内，且不会流出蜂窝状容腔；所述第一支撑颗粒、第二支撑颗粒和水性粘合剂均可吸收微波。

第一支撑颗粒：第二支撑颗粒：水性粘合剂=1：1：1：1。

所述吸波物质为五水硼砂。

所述第一支撑颗粒为钛白粉，第二支撑颗粒为氧化铝，钛白粉的粒径大于氧化铝的粒径。

所述水性粘合剂为瓷砖粘合剂。

用于废气微波处理的燃烧物的燃烧方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、将燃烧物放入燃烧装置内部；

S2、启动燃烧装置；

S3、燃烧物吸收微波产生热量，燃烧装置温度升高至T1达到吸波物质熔点；

S4、燃烧物吸收微波产生热量，燃烧装置温度升高至T2；

S5、向燃烧装置内通入废气，燃烧物升温产生的热量即可对废气进行处理；

S6、当燃烧装置温度升高到T3，关闭燃烧装置中的微波单元；

S7、当燃烧装置温度下降至T2，再次开启燃烧装置中的微波单元；

重复步骤S6~S7。

所述步骤S4燃烧物吸收微波产生热量，燃烧装置温度升高至350-400℃。

用于废气微波处理的燃烧物的燃烧装置，包括壳体、微波单元和法兰，壳体设置有进气口和出气口，壳体进气口和出气口均安装有法兰，壳体分为若干漫反射段和若干直段，所述漫反射段和直段均圆滑过渡，使壳体内不存在聚热点，壳体内壁涂装有吸波涂料，壳体外壁包裹有外隔热板，壳体内壁包裹有内隔热板，法兰大径端为环状且与壳体底面通过可拆卸方式连接，法兰小径端为锥形，法兰大径端设置有通气反射板，壳体侧面通有安装孔，所述微波单元安装在壳体侧面且微波能量输出端伸入壳体内腔，所述壳体内设置有温度传感器。

所述微波单元上设置有第一安装块，安装孔内安装有第二安装块，第二安装块由外框和内壳组成，外框位于壳体外侧且与壳体固接，内壳伸入安装孔内，所述第二安装块与第一安装块匹配设置。

法兰小径端的母线与横截面的夹角为30°~45°。

本发明的有益效果是：

采用由水、吸波物质、第一支撑颗粒、第二支撑颗粒和水性粘合剂组成的燃烧物吸收微波，配合本发明提供的燃烧物燃烧方法及燃烧装置，将微波能转换为燃烧物内部热能的方式为废气处理过程提供热源，具有热转率更高，加热速度快、热量损失小、操作方便等特点，既可以缩短工艺时间、提高生产率、降低成本，又可以提高产品质量。

燃烧本发明燃烧物的燃烧装置，由于漫反射段和直段圆滑过渡，使得壳体内部不存在尖角，配合可以反射微波的通气反射板及锥形的法兰使得微波反射至壳体内部均匀作用于燃烧物上，减少能量的损失，提高燃烧物的热转化率，外隔热板、吸波涂料和内隔热板的设置可以起到避免热量流失，防止壳体内腔产生火星甚至内壁被烧坏的情况产生，提高了废气燃烧处理的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的侧视图；

图5为本发明中图1的A处的局部放大图；

图6为本发明中壳体的截面示意图；

图7为本发明中图6的B处的局部放大图。

图中：壳体1、漫反射段1.1、直段1.2、法兰2、第一安装块3、微波单元4、通气反射板5、第二安装块6、外框6.1、内壳6.2、安装孔7、外隔热板8、内隔热板9、吸波涂料10。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：

用于废气微波处理的燃烧物，所述燃烧物包括：

水；

五水硼砂（吸波物质），五水硼砂的化学名称为五水四硼酸钠，是白色结晶状粉末，当加热至122℃时失去结晶水，转变为无水四硼酸钠，无水四硼酸钠又叫作无水硼砂，白色结晶或玻璃状，熔点为741℃，无水四硼酸钠吸收微波且溶于水，小溶于醇，吸湿性较强。

钛白粉（第一支撑颗粒，熔点为1850℃左右）和氧化铝（第二支撑颗粒，熔点为2054ºC），钛白粉和氧化铝吸收微波、耐高温可以在不同温度下定型；

瓷砖粘合剂，（水性粘合剂，熔点为700~800℃左右），瓷砖粘合剂吸收微波且耐高温在高温状态下链接无水硼砂（由五水硼砂转化而来）、钛白粉和氧化铝）。

水：五水硼砂：钛白粉：氧化铝：瓷砖粘合剂=1：1~3：1~3：1~3：1~3；

五水硼砂：钛白粉：氧化铝：瓷砖粘合剂=1：1：1：1；

钛白粉与氧化铝为颗粒状且粒径不同且钛白粉的粒径大于氧化铝的粒径，瓷砖粘合剂填充钛白粉与氧化铝之间的缝隙，钛白粉与氧化铝定型且形成开口向上的蜂窝状容腔；

当温度升高至350 -400℃时五水硼砂转化为无水硼砂，氧化铝、钛白粉和瓷砖粘合剂形成的定型容腔依然为固态进而形成了类蜂窝状结构，无水硼砂为玻璃砖液态均匀分布在蜂窝状容腔内，且不会流出蜂窝状容腔。

燃烧物的制备方法如下：

1、制作块状或蜂窝状磨具，块状或蜂窝状磨具可以增大燃烧物与空气的接触面积；

2、将五水硼砂、钛白粉、氧化铝和水性粘合剂以1:1:1:1的比例混合得到混合物X；

3、以水:混合物=1:1~3的比例均匀搅拌，得到混合物Y；

4、将混合物Y倒入块状磨具中成型；

5、晾干水分；

6、脱模；

7、得到燃烧物。

用于废气微波处理的燃烧物的燃烧方法，包含以下步骤：

S1、将燃烧物放入燃烧装置内部；

S2、启动燃烧装置；

S3、燃烧物吸收微波产生热量，燃烧装置温度升高至五水硼砂熔点122℃；

S4、燃烧物吸收微波产生热量，燃烧装置温度升高至350 -400℃燃烧物完全燃烧，及五水硼砂完全转变为无水硼砂，且无水硼砂为玻璃状液态均匀分布在蜂窝状容腔内；

S5、向燃烧装置内通入废气，燃烧物升温产生的热量即可对废气进行处理；

S6、燃烧物吸收微波产生热量，燃烧装置温度升高至660℃，此时一般为燃烧装置开启25分钟后，燃烧装置内产生火星，关闭燃烧装置中的微波单元；

S7、当燃烧装置温度下降至350~400℃，再次开启燃烧装置中的微波单元；

重复步骤S6~S7。

用于废气微波处理的燃烧物的燃烧装置，包括壳体1、微波单元4和法兰2，壳体1设置有进气口和出气口，壳体1进气口和出气口均安装有法兰2，其特征在于，壳体1内设置有温度传感器，温度传感器与废气处理系统的控制器电连，（温度传感器与废气处理系统的控制器及其连接方式均为本领域技术人员所熟知的技术手段）壳体1分为若干漫反射段1.1和若干直段1.2，所述漫反射段1.1和直段1.2均圆滑过渡，壳体1内部不存在尖角，使得微波不宜汇聚产生过热点，且漫反射段1.1的设置可以使微波可以跟均匀作用于燃烧物，壳体1内壁涂装有炭黑和瓷砖粘合剂混合或其他吸收微波吸波涂料10，可以减少微波在泄露到设备外且减少设备内的火星，壳体1外壁包裹有岩棉或用云母制成的外隔热板8，减少壳体1与空气的接触，避免热量流失，壳体1内壁包裹有岩棉或用云母制成的内隔热板9内防止内壁被烧坏，法兰2大径端为环状且与壳体1底面通过可拆卸方式连接（如螺栓连接），可以拆下法兰装入燃烧物，法兰2小径端为锥形且小径端的母线与法兰2横截面的夹角为30°~45°，锥形的法兰使得微波尽量反射至壳体1内部作用于燃烧物上，减少能量的损失，法兰2大径端设置有网状结构的通气反射板5，通气反射板5可以使废气流通且可以反射微波，通壳体1侧面通有安装孔7，所述微波单元4安装在壳体1侧面且微波能量输出端伸入壳体1内腔。

所述微波单元4上设置有第一安装块3，安装孔7内安装有第二安装块6，第二安装块6由外框6.1和内壳6.2组成，外框6.1位于壳体1外侧且与壳体1固接，内壳6.2伸入安装孔7内，所述第二安装块6与第一安装块3匹配设置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.用于废气微波处理的燃烧物，其特征在于，所述燃烧物包括水、吸波物质、第一支撑颗粒、第二支撑颗粒和水性粘合剂，所述水：吸波物质：第一支撑颗粒：第二支撑颗粒：水性粘合剂＝1：1～3：1～3：1～3：1～3；所述第一支撑颗粒的粒径为0.25～0.5mm，第二支撑颗粒的粒径为0.1～0.15mm；所述水性粘合剂填充第一支撑颗粒与第二支撑颗粒之间的缝隙，第一支撑颗粒与第二支撑颗粒定型且形成蜂窝状容腔；所述吸波物质的熔点低于第一支撑颗粒、第二支撑颗粒和水性粘合剂的熔点；所述吸波物质达到熔点后，吸波物质失去结晶形成液态，吸波物质均匀分布在蜂窝状容腔内，且不会流出蜂窝状容腔；所述第一支撑颗粒、第二支撑颗粒和水性粘合剂均可吸收微波。

2.根据权利要求1所述用于废气微波处理的燃烧物，其特征在于，吸波物质：第一支撑颗粒：第二支撑颗粒：水性粘合剂＝1：1：1：1。

3.根据权利要求1所述用于废气微波处理的燃烧物，其特征在于：所述吸波物质为五水硼砂。

4.根据权利要求1所述用于废气微波处理的燃烧物，其特征在于：所述第一支撑颗粒为钛白粉，第二支撑颗粒为氧化铝，钛白粉的粒径大于氧化铝的粒径。

5.根据权利要求1所述用于废气微波处理的燃烧物，其特征在于：所述水性粘合剂为瓷砖粘合剂。

6.用于废气微波处理的燃烧物的燃烧方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、将燃烧物放入燃烧装置内部；

S2、启动燃烧装置；

S3、燃烧物吸收微波产生热量，燃烧装置温度升高至T1达到吸波物质熔点；

S4、燃烧物吸收微波产生热量，燃烧装置温度升高至T2；

S5、向燃烧装置内通入废气，燃烧物升温产生的热量即可对废气进行处理；

S6、当燃烧装置温度升高到T3，关闭燃烧装置中的微波单元；

S7、当燃烧装置温度下降至T2，再次开启燃烧装置中的微波单元；

重复步骤S6～S7。

7.根据权利要求6所述用于废气微波处理的燃烧物的燃烧方法，其特征在于，所述步骤S4燃烧物吸收微波产生热量，燃烧装置温度升高至350-400℃。

8.用于废气微波处理的燃烧物的燃烧装置，包括壳体(1)、微波单元(4)和法兰(2)，壳体1设置有进气口和出气口，壳体(1)进气口和出气口均安装有法兰(2)，其特征在于，壳体(1)分为若干漫反射段(1.1)和若干直段(1.2)，所述漫反射段(1.1)和直段(1.2)均圆滑过渡，使壳体(1)内不存在聚热点，壳体(1)内壁涂装有吸波涂料(10)，壳体(1)外壁包裹有外隔热板(8)，壳体(1)内壁包裹有内隔热板(9)，法兰(2)大径端为环状且与壳体(1)底面通过可拆卸方式连接，法兰(2)小径端为锥形，法兰(2)大径端设置有通气反射板(5)，壳体(1)侧面通有安装孔(7)，所述微波单元(4)安装在壳体(1)侧面且微波能量输出端伸入壳体(1)内腔，所述壳体(1)内设置有温度传感器。

9.根据权利要求8所述用于废气微波处理的燃烧物的燃烧装置，其特征在于，所述微波单元(4)上设置有第一安装块(3)，安装孔(7)内安装有第二安装块(6)，第二安装块(6)由外框(6.1)和内壳(6.2)组成，外框(6.1)位于壳体(1)外侧且与壳体(1)固接，内壳(6.2)伸入安装孔(7)内，所述第二安装块(6)与第一安装块(3)匹配设置。

10.根据权利要求8所述用于废气微波处理的燃烧物的燃烧装置，其特征在于，法兰(2)小径端的母线与横截面的夹角为30°～45°。