CN111207401B - 一种蓄热式氧化炉及清污防堵工艺 - Google Patents

一种蓄热式氧化炉及清污防堵工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种蓄热式氧化炉及其清污防堵工艺，所述蓄热式氧化炉包括炉体，废气进气管,尾气排放管、燃烧室，多个蓄热室；所述尾气排放管上设置有吹扫管；与所述吹扫管的另一端与所述吹扫口通过吹扫支管相连通；所述吹扫管上设置有混合器和吹扫风机，所述混合器上设置有炉膛引气管；并确定了两种清污模式，清污模式一先后采用200℃和250℃亚高温气体对各蓄热体进行多轮吹扫；清污模式二采用180℃和230℃两种亚高温气体吹扫，每轮均采用15min亚高温，5min低温的模式进行；通过两种清污模式交替运行，互相补充，既保证烟气外排指标良好，又达到清污防堵、保证RTO炉长周期稳定运行的目的。

Description

一种蓄热式氧化炉及清污防堵工艺
技术领域
本发明属于沥青烟气的环保处理领域，具体涉及一种蓄热式氧化炉及清污防堵工艺。
背景技术
RTO(Regenerative Thermal Oxidizer，简称RTO)炉，蓄热式氧化炉。其原理是在高温下将可燃废气氧化成对应的氧化物和水，从而净化废气；氧化后产生的高温烟气通过特制的蜂窝陶瓷蓄热体，使陶瓷升温而蓄热，从而使炉腔始终维持在很高的工作温度，节省废气预热、升温的燃料消耗，降低运行成本。RTO炉主体结构由燃烧室、陶瓷蓄热床和切换阀等组成；陶瓷蓄热床由两个或两个以上腔室组成，两蓄热体腔室的RTO炉，进气、排气交替切换运行，即，蓄热体放热、蓄热轮换交替；有三个或三个以上蓄热体腔室的RTO炉会通过设置反吹总管及其管道上的反吹自动控制阀，用热解后的相对干净的气体对每个腔室进行吹扫，并将吹扫气送入燃烧室，可以有效避免二腔室RTO炉进气阀门切换时将未分解的废气直接排放，从而保证VOCs的去除率，三个蓄热体腔室的RTO炉进气、排气、吹扫轮流切换运行(以三腔室RTO炉为例说明，下同)；
一个运行周期内，各阀门状态如下表：
蓄热室 A B C A B C A B C
废气进口阀门 开 开 开
烟气出口阀门 开 开 开
废气吹扫阀门 开 开 开
A：蓄热室A B：蓄热室B C：蓄热室C
RTO炉，是一种高效有机废气治理设备。与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉(TO)相比，具有热效率高(≥95％)、运行成本低、能处理大风量低浓度废气等特点，浓度稍高时，还可进行二次余热回收，大大降低生产运营成本。
随着国家环保管控标准及要求的提高，使用RTO炉处理生产过程中产生的有机废气的行业及生产企业越来越多。同样，在防水行业，使用RTO炉处理防水卷材生产过程中产生的沥青烟气的生产企业也呈迅猛增加之势。
然而，防水卷材生产过程中产生的沥青烟气因其特性对RTO炉的应用有如下四个影响因素：1)沥青烟气中包含近200种有机污染物，主要是多种芳烃，也含有硫化氢、甲硫醇、二硫化碳等恶臭性物质，RTO炉处理此类烟气，氧化室温度须达到800℃以上，一般操作控制在800-850℃；2)沥青烟气中VOCs较低，约100-200mg/m3，而且烟气中水汽含量也较高，因而，RTO炉处理此类烟气，无法从废气中得到多少热量(没有余热回收，燃气耗量会偏大)；3)沥青烟气由油性液态烃类颗粒物和气态烃类颗粒物组成，其中油性液滴与颗粒物易积聚形成粘附性较强的污垢，RTO炉炉内下部填料及下部蓄热体(孔隙)较易被粘附性污垢堵塞，堵塞的蓄热体床层须及时清理，否则，会使RTO炉阻力增加、蓄热换热能力下降、处理废气能力降低；4)粘附在RTO炉炉体下部的油性污垢物，在受热时，污垢熔化、油性物质挥发出来，烟气中VOCs快速升高，有形成燃爆气体可能，存在安全隐患。
综合分析上述四个影响因素及跟踪RTO炉在沥青卷材生产企业的应用可知：保证RTO炉长周期、稳定运行，其亟待解决的问题是：在安全可控的条件下，清理RTO炉下部污垢，解决蓄热体床层的堵塞问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种蓄热式氧化炉及清污防堵工艺，其能够在安全可控的条件下，清理RTO炉下部污垢，解决蓄热体床层的堵塞问题。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：
技术方案一：
一种蓄热式氧化炉，包括炉体，废气进气管，尾气排放管，所述炉体的上部设置有燃烧室，所述炉体的下部设置有与所述燃烧室相连通的多个蓄热室；所述蓄热室的底部设置有沥青烟气进气口、吹扫口、尾气排放口，所述废气进气管与所述沥青烟气进气口通过进气支管相连通，所述尾气排放口与所述尾气排放管通过排气支管相连通，所述尾气排放管上设置有吹扫管；与所述吹扫管的另一端与所述吹扫口通过吹扫支管相连通；所述吹扫管上设置有混合器和吹扫风机，所述混合器上设置有炉膛引气管，所述炉膛引气管的另一端与所述燃烧室相连通。
进一步的，还包括第一新风管，所述第一新风管设置于所述混合器的进口端。
进一步的，所述吹扫风机采用变频吹扫风机；所述第一新风管上设置有第一新风截止阀，所述炉膛引气管上设置有高温引气流量控制阀，所述吹扫管上还设置有尾气引气流量控制阀、第一温度控制器和第一压力传感器，按照吹扫气体的流向，所述尾气引气流量控制阀、第一新风管、混合器、第一温度控制器、吹扫风机和所述第一压力传感器依次设置；所述第一温度控制器分别与所述尾气引气流量控制阀、第一新风截止阀、高温引气流量控制阀信号连接；
所述进气支管上设置有进气流量控制阀，所述排气支管上设置有排气流量控制阀，所述吹扫支管上设置有吹扫流量控制阀。
进一步的，所述第一温度控制器为带有温度传感器、温度报警器的温度控制器；所述第一新风截止阀、尾气引气流量控制阀、所述高温引气流量控制阀、所述进气流量控制阀、排气流量控制阀和吹扫流量控制阀上均设置有温度传感器。
进一步的，所述蓄热室为3个。
进一步的，所述烟囱的上设置有检测平台和检测取样口。
进一步的，所述废气进气管的进口端与沥青生产线的废气排放口相连通，所述废气进气管上依次设置有进气总控截止阀、缓冲罐、旋风过滤除焦器、第二压力传感器，阻火过滤器、第二新风管、废气风机和第三温度控制器，所述第二新风管上设置有第二新风流量控制阀，所述第三温度控制器为带有温度传感器、温度报警器的温度控制器，所述第二新风流量控制阀和所述进气总控截止阀上均设置有温度传感器，所述第二新风流量控制阀、所述进气总控截止阀、进气流量控制阀、排气流量控制阀、吹扫流量控制阀、第二温度控制器、第三温度控制器、第一新风截止阀均与所述沥青生产线的总控系统相连接，并由总控系统控制其流量大小以及开启和闭合。
所述变频吹扫风机的选型风量为所述废风风机选型风量的20％。
进一步的，还包括燃烧系统，所述燃烧系统包括设置于所述炉体顶部的燃烧器以及天然气进气管道，所述燃烧器的助燃风口通过管道设置有燃烧器风机，所述燃烧器的燃气进口通过燃气管道与所述天然气进气管道相连通。
进一步的，所述炉体上还设置有与所述燃烧室相连通的紧急排气管，所述紧急排气管上设置有紧急排气流量调节阀。
进一步的，所述蓄热室内设置有从下到上依次设置有陶瓷过滤层、第四温度控制器、蓄热体和第五温度控制器，所述陶瓷过滤层与所述蓄热体间隔一定距离设置；所述第四温度控制器为带有温度传感器、温度报警器的温度控制器，所述第五温度控制器为带有温度传感器、温度报警器的温度控制器。
进一步的，所述蓄热式氧化炉用于处理沥青烟气，所述沥青烟气由废气进气管进入所述蓄热式氧化炉。
进一步的，所述沥青烟气中VOCs为100-200mg/m3，水汽含量为4％-5％。
技术方案二：
一种蓄热式氧化炉的清污防堵工艺，所述蓄热式氧化炉采用清污模式一和/或清污模式二进行清污防堵。
进一步的，所述蓄热式氧化炉在清污模式一下的运行状态具体如下：提高吹扫风机的风量为大于等于废气处理模式下吹扫风机风量的2倍，所述蓄热室氧化炉以相同的时间内，至少1个蓄热室处于进气状态，至少1个蓄热室处于吹扫状态，至少1个蓄热室处于排气状态的模式进行运行，且每个蓄热室以进气、吹扫、排气的顺序不间断交替切换运行，且进气、吹扫、排气的切换时间均为90-120s；
所述蓄热式氧化炉在所述清污模式二下的运行状态具体如下：提高吹扫风机的风量为大于等于废气处理模式下吹扫风机风量的2倍，所述蓄热式氧化炉以同一时间内至少1个蓄热室处于吹扫状态，至少2个蓄热室处于进行进气和排气的交替切换状态的模式进行运行，所述吹扫状态和所述进气和排气的交替切换状态的切换时间均为m，所述进气和排气的不间断交替切换状态下，进气和排气的切换时间为60-80s；其中，对每个蓄热室进行吹扫时，先采用亚高温吹扫气吹扫m-k时长，然后采用低温吹扫气继续吹扫k时长冷却降温，即完成1次吹扫。
进一步的，在所述清污模式一下进行吹扫时，采用亚高温气体进行吹扫。
进一步的，所述蓄热式氧化炉包括3个蓄热室，所述蓄热式氧化炉在清污模式一下的运行状态具体如下：提高吹扫风机的风量为大于等于废气处理模式下吹扫风机风量的2倍；所述蓄热室氧化炉以相同的时间内，3个蓄热室中，其中1个蓄热室处于进气状态，其中1个蓄热室处于吹扫状态，其中1个蓄热室处于排气状态的模式进行运行，且每个蓄热室以进气、吹扫、排气的顺序不间断交替切换运行，且进气、吹扫、排气的切换时间均为90～120s；
所述蓄热式氧化炉在清污模式二下的运行状态具体如下：提高吹扫风机的风量为大于等于废气处理模式下吹扫风机风量的2倍；所述蓄热式氧化炉以同一时间内，在3个蓄热室中，其中1个蓄热室处于吹扫状态，另外2个蓄热室处于进行进气和排气的交替切换状态的模式进行运行，所述吹扫状态和所述进气和排气的不间断交替切换状态的切换时间均为20min，所述进气和排气的不间断交替切换状态下，进气和排气的切换时间为60～80s。
更进一步的，所述清污模式一的清污防堵方法，具体包括如下步骤：所述蓄热式氧化炉在清污模式一的运行状态下，首先采用X1℃的亚高温吹扫气对各蓄热室(5)进行n1轮在线吹扫，然后采用X2℃的亚高温吹扫气对各蓄热室(5)进行n2轮在线吹扫；所有蓄热室(5)均完成1次吹扫，即为完成1轮吹扫；其中，X2＞X1；
所述清污模式二的清污防堵方法，具体包括如下步骤：所述蓄热式氧化炉在清污模式二的运行状态下，首先对各蓄热室(5)进行第一轮吹扫，第一轮吹扫过程中，亚高温气体的温度为Y1；低温吹扫气的温度≤F1；然后对各蓄热室(5)进行第二轮吹扫，第二轮吹扫过程中，亚高温气体的温度为Y2，低温吹扫气的温度≤F2；其中，Y2＞Y1。
更进一步的，X2较X1温度提高30～70℃；Y2较Y1温度提高30～70℃。
更进一步的，所述吹扫气由亚高温气体到低温吹扫气的切换在60s内逐渐完成；
更进一步的，所述蓄热式氧化炉用于处理沥青尾气，且所述蓄热式氧化炉采用3个蓄热室时；X1＝200℃，X2＝250℃；Y1＝180℃，Y2＝230℃；F1＝F2＝120℃；m＝20min，k＝5min；n1＝n2＝12轮。
更进一步的，X1℃、X2℃、Y1℃和Y2℃的亚高温吹扫气均来源于：蓄热室排放的尾气和燃烧室引出的高温净化气的两者混和气体，或者蓄热室排放的尾气、燃烧室引出的高温净化气以及第一新风管引入的新风三者的混和气；
小于等于F1℃的低温吹扫气和小于等于F2℃的低温吹扫气均来源于蓄热室排放的尾气，或者蓄热室排放的尾气和第一新风管引入的新风的两者混和气体。
进一步的，所述清污模式一和所述清污模式二均采用间断运行的方式进行运行清污，即可。
更进一步的，所述清污模式一每天运行1次，所述清污模式二每星期运行1次，即可。
进一步的，一种蓄热式氧化炉进行清污防堵的工艺，所述蓄热式氧化炉包括3个蓄热室，所述蓄热式氧化炉采用清污模式一和或清污模式二进行清污防堵；所述清污模式一每天运行1次，所述清污模式二每星期运行1次；
所述清污模式一的清污防堵方法，具体包括如下步骤：
步骤1、首先，调整蓄热式氧化炉的工作状态为清污模式一的运行状态，所述清污模式一的运行状态具体如下：提高吹扫风机的风量为大于等于废气处理模式下吹扫风机风量的2倍；所述蓄热室氧化炉以相同的时间内，3个蓄热室中，其中1个蓄热室处于进气状态，其中1个蓄热室处于吹扫状态，其中1个蓄热室处于排气状态的模式进行运行，且每个蓄热室以进气、吹扫、排气的顺序不间断交替切换运行，且进气、吹扫、排气的切换时间均为90～120s；
步骤2、然后，在蓄热式氧化炉的清污模式一的运行状态下，采用200℃的亚高温吹扫气对各蓄热室进行12轮在线吹扫，即每个蓄热室的吹扫次数为12次；每个蓄热室吹扫一次的时间为90～120s；所述200℃的亚高温吹扫气来源于：蓄热室排放的尾气和燃烧室引出的高温净化气的两者混和气体；
步骤3、最后，在蓄热式氧化炉的清污模式一的运行状态下，采用250℃的亚高温吹扫气对各蓄热室进行12轮在线吹扫，即每个蓄热室的吹扫次数为12次；每个蓄热室吹扫一次的时间为90～120s，即可；所述250℃的亚高温吹扫气来源于：蓄热室排放的尾气和燃烧室引出的高温净化气的两者混和气体；
所述清污模式二的清污防堵方法，具体包括如下步骤：
步骤一、调整蓄热式氧化炉的工作状态为清污模式二的运行状态，所述清污模式二的运行状态具体如下：提高吹扫风机的风量为大于等于废气处理模式下吹扫风机风量的2倍；所述蓄热式氧化炉以同一时间内3个蓄热室中，其中1个蓄热室处于吹扫状态，另外2个蓄热室处于进行进气和排气的交替切换状态的模式进行运行，所述吹扫状态和所述进气和排气的不间断交替切换状态的切换时间均为20min，所述进气和排气的不间断交替切换状态下，进气和排气的切换时间为60～80s；
步骤二、然后，在蓄热式氧化炉的清污模式二的运行状态下，依次对各蓄热室进行第一轮吹扫，每个蓄热室吹扫20min；对每个蓄热式进行吹扫时，先采用180℃的亚高温吹扫气吹扫15min，然后切换为小于等于120℃的低温吹扫气继续吹扫5min冷却降温，即完成1次吹扫；180℃吹扫气的由亚高温气体到小于等于120℃的低温吹扫气的切换在60s内逐渐完成；180℃的亚高温吹扫气来源于：蓄热室排放的尾气和燃烧室引出的高温净化气的两者混和气体；小于等于120℃的低温吹扫气开源于蓄热室排放的尾气；
步骤三、然后，在蓄热式氧化炉的清污模式二的运行状态下，依次对各蓄热室进行第一轮吹扫，每个蓄热室吹扫20min；对每个蓄热式进行吹扫时，先采用230℃的亚高温吹扫气吹扫15min，然后切换为小于等于120℃的低温吹扫气继续吹扫5min冷却降温，即完成1次吹扫；吹扫气的由230℃亚高温气体到小于等于120℃的低温吹扫气的切换在60s内逐渐完成；第一轮吹扫时和第二轮吹扫时，各蓄热室的吹扫顺序相同；
步骤二中所述的180℃的亚高温吹扫气和步骤三中所述的230℃的亚高温吹扫气均来源于：蓄热室排放的尾气和燃烧室引出的高温净化气的两者混和气体；230℃的亚高温吹扫气来源于：蓄热室排放的尾气和燃烧室引出的高温净化气的两者混和气体；小于等于120℃的低温吹扫气开源于蓄热室排放的尾气。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过在吹扫管上设置混合器，用于亚高温吹扫气的配制，接入混合器的气体管道分别由燃烧室的高温引气、烟囱引气及大气引新风空气组成，混合器出来的气体管道接至变频吹扫风机；将混合器将各路气体混合调温后，通过吹扫风机吹入蓄热室，在吹扫气的高温作用下，蓄热室底部积聚的污垢熔化、气化、碳化，并随吹扫气自下而上带入氧化室；进入氧化室的VOCs经过850℃氧化分解，变为无毒无害的气体。本发明混合器上设置的第一新风管用于亚高温吹扫气温度异常时的迅速降温；此外，尾气温度正常时，可直接用于清污模式二中的低温吹扫气，如果尾气温度异常时，低温吹扫冷却降温时，温度将不能在短时间内达到100℃左右的低温，此时，还需要大气新风的调节降温。
2、由于蓄热式氧化炉正常工作状态和清污模式运行时对吹扫风量的要求不同，正常工作状态下吹扫风机的风量小而清污模式下吹扫风机的风量和风压加大，本发明将吹扫风机设计为变频吹扫风机，便于调节吹扫风机的频率，从而满足蓄热式氧化炉不同运行状态的要求。
3、本发明高温引气流量控制阀采用双调节阀，由两支调节阀串联安装，确保温度调节、控制可靠。
4、由于沥青烟气的含水量较大，因此，本发明通过将吹扫管与尾气排放管相连通，使蓄热式氧化炉正常工作状态下，吹扫气由传统的大气新风提供改进为由具有一定温度的烟囱尾气提供，降低了蓄热式氧化炉运行时燃气的消耗量，节约了能源成本。
5、本发明采用提温清污的清污方式，提温时，污垢中有较多VOCs逸出，积的污垢越多逸出的VOCs越多，燃爆风险越大，本技术不考虑传统的联锁蓄热体床层压差启动清污模式，传统的联锁蓄热体床层压差启动清污模式，是根据蓄热体床层压差确定清污开启，即蓄热体积污已较明显(达到一定压差)时，开启清污。
6、本发明通过从燃烧室顶部引少量800--850℃高温气，从烟囱引拟排放尾气(温度80--100℃)，配制成230--250℃的亚高温气；利用变频吹扫风机，引配制的亚高温气从蓄热体腔室底部吹入，即用大气量的亚高温的吹扫气将积聚在蓄热体上的污垢熔化、气化、碳化，并随吹扫气自下而上带入氧化室；进入氧化室的VOCs经过850℃氧化分解，变为无毒无害的气体，同时，碳化后带入氧化室的颗粒物在高温作用下进一步碎化、粉化，然后从氧化室出来的气体自上而下，将热量留存在蓄热体床层后，进入RTO炉排气通道，通过烟囱排至大气，这样，外排气体的各项指标都是达标合格的。
7、本发明以安全为前提，通过对沥青卷材生产产生的沥青烟气的成分、性质进行研究(沥青烟气中含有大量的液滴、颗料物，其粘附性强及VOCs不高)，通过对吹扫温度、吹扫风量、吹扫时间、吹扫风来源、燃气耗量等诸多的指标项目进行试验和调试，最终确定了用于沥青烟气处理的蓄热式氧化炉的清污模式一和清污模式二两种清污防堵方法。
8、由于积聚于蓄热室下部的污垢中易挥发的成份主要来自沥青，沥青加热成液态后，其闪点在230℃左右；而本发明确定的吹扫气由几种净化后的气体配制而成，经多方试验发现，即使清污过程中污垢气化、挥发，用300℃配制气温度达清污仍然是安全的；但考虑到在实际生产过程中，异常情况会增加、影响因素会较多，因此，将吹扫用亚高温气控制在250℃以内；同时考虑到模式二是较长时间对着同一腔室吹扫，蓄热点受热点集中，因而在模式二中吹扫气温度控制在230℃；同一种清污模式下，前面亚高温气体比后面亚高温气体温度低50℃，此外，还考虑到，刚转入清污模式时，底部蓄热体上积聚的污垢多，污垢气化、挥发出来的VOCs较多，温度控制低一点，安全可靠性会更大，最终确定了清污模式一的温度控制在250℃以下，清污模式二的温度最高控制在230℃以下，作为安全温度指标。本发明采用X2＞X1、Y2＞Y1的清污温度设置方式，在清污初期使用较低温度，是出于安全考虑，避免清污初期逸出大量VOCs气体；在清污末期使用较高温度，是为了较彻底清除污垢，保证清污效果。
本发明清污模式一和清污模式二两种清污模式各具特色，清污模式一简单、易操作，外排指标控制好；清污模式二清污能力强于清污模式一，通过两种清污模式交替运行，互相补充，既保证烟气外排指标良好，又达到清污防堵、保证RTO炉长周期稳定运行的目的。
附图说明
图1为本发明用于沥青烟气处理的蓄热式氧化炉一个实施例的结构示意图；
图2为本发明用于沥青烟气处理的蓄热式氧化炉另一个实施例的结构示意图。
在图中：1、炉体，2、废气进气管，3、尾气排放管，4、燃烧室，5、蓄热室；6、进气支管，7、排气支管，8、烟囱；9、第二温度控制器，10、吹扫管；11、吹扫支管，12、尾气引气流量控制阀，13、第一新风管，14、混合器，15、第一温度控制器，16、吹扫风机，17、第一压力传感器，18、炉膛引气管，19、第一新风截止阀，20、高温引气流量控制阀，21、进气流量控制阀，22、排气流量控制阀，23、吹扫流量控制阀，24、检测平台，25、检测取样口，26、进气总控截止阀，27、缓冲罐、28、旋风过滤除焦器，29、第二压力传感器，30、阻火过滤器，31、第二新风管，32、废气风机，33、第三温度控制器，34、第二新风流量控制阀，35、沥青生产线，36、总控系统，37、燃烧器，38、天然气进气管道，39、燃烧器风机，40、紧急排气管，41、紧急排气流量调节阀，42、过滤板、43、第四温度控制器、44、蓄热体、45、第五温度控制器。
具体实施方式
下面将结合附图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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明进行进一步详细的叙述。
实施例1
如图1～2所示的一种蓄热式氧化炉的一个实施例，包括炉体1、废气进气管2和尾气排放管3，所述炉体1的上部设置有燃烧室4，所述炉体1的下部设置有与所述燃烧室4相连通的多个蓄热室5；所述蓄热室5的底部设置有沥青烟气进气口、吹扫口、尾气排放口，所述废气进气管2与所述沥青烟气进气口通过相对应的进气支管6相连通，所述尾气排放管3的一端与所述尾气排放口通过相对应的排气支管7相连通，所述尾气排放管3的另一端设置有烟囱8；按尾气流向所述尾气排放管3上依次设置有第二温度控制器9和所述吹扫管10；所述吹扫管10的另一端与所述吹扫口通过相对应的吹扫支管11相连通；按照吹扫气体的流向，所述吹扫管10上依次设置有尾气引气流量控制阀12、第一新风管13、混合器14、第一温度控制器15、吹扫风机16和所述第一压力传感器17，所述混合器14上设置有炉膛引气管18，所述炉膛引气管18的另一端与所述燃烧室4相连通；
所述第一新风管13上设置有第一新风截止阀19，所述炉膛引气管18上设置有高温引气流量控制阀20，所述进气支管6上设置有进气流量控制阀21，所述排气支管7上设置有排气流量控制阀22，所述吹扫支管11上设置有吹扫流量控制阀23，所述第一温度控制器15分别与所述第一新风截止阀19、高温引气流量控制阀20、所述尾气引气流量控制阀12信号连接；所述第一温度控制器15为带有温度传感器、温度报警器的温度控制器；所述第二温度控制器9为带有温度传感器的温度控制器，所述第一新风截止阀19、高温引气流量控制阀20、尾气引气流量控制阀12、进气流量控制阀21、排气流量控制阀22、吹扫流量控制阀23上均设置有温度传感器；所述第一温度控制器15用于检测吹入蓄热室5内的吹扫风的温度、并基于温度结果控制第一新风截止阀19、高温引气流量控制阀20、所述尾气引气流量控制阀12的开启和关闭，以及控制高温引气流量控制阀20、所述尾气引气流量控制阀12流量大小。所述第二温度控制器9用于检测蓄热室5排出的尾气的温度。
进一步的，所述吹扫风机16采用变频吹扫风机，所述蓄热室5为3个。
进一步的，高温引气流量控制阀采用双调节阀，由两支调节阀串联安装。
作为本发明一种蓄热式氧化炉的一个实施例，所述烟囱8上设置有检测平台24和检测取样口25，用于在线监测取样。
作为本发明一种蓄热式氧化炉的一个实施例，所述废气进气管2的进口端与沥青生产线35的废气排放口相连通，所述废气进气管2上依次设置有进气总控截止阀26、缓冲罐27、旋风过滤除焦器28、第二压力传感器29，阻火过滤器30、第二新风管31、废气风机32和第三温度控制器33，所述第二新风管31上设置有第二新风流量控制阀34，所述第三温度控制器33为带有温度传感器、温度报警器的温度控制器，所述第二新风流量控制阀34和所述进气总控截止阀26上均设置有温度传感器，所述第二新风流量控制阀34、所述进气总控截止阀26、进气流量控制阀21、排气流量控制阀22、吹扫流量控制阀23、第二温度控制器9、第三温度控制器33、第一新风截止阀19均与所述沥青生产线35的总控系统36相连接。
作为本发明一种蓄热式氧化炉的一个实施例，还包括燃烧系统，所述燃烧系统包括设置于所述炉体1顶部的燃烧器37以及天然气进气管道38，所述燃烧器37的助燃风口通过管道设置有燃烧器风机39，所述燃烧器37的燃气进口通过燃气管道与所述天然气进气管道38相连通。
作为本发明一种蓄热式氧化炉的一个实施例，所述炉体1上还设置有与所述燃烧室4相连通的紧急排气管40，所述紧急排气管40上设置有紧急排气流量调节阀41。
作为本发明一种蓄热式氧化炉的一个实施例，所述蓄热室5内设置有从下到上依次设置有陶瓷过滤层42、第四温度控制器43、蓄热体44和第五温度控制器45，所述陶瓷过滤层42与所述蓄热体44间隔一定距离设置；所述第四温度控制器43为带有温度传感器、温度报警器的温度控制器，所述第五温度控制器45为带有温度传感器、温度报警器的温度控制器。
本发明一种蓄热式氧化炉的使用方法及工作原理为：
沥青生产线35产生的沥青烟气经废气进气管2、进气支管6进入蓄热室5，经过滤板42、蓄热体44后进入燃烧室4，沥青烟气依次在蓄热体44高温和燃烧室4高温(800～850℃)作用下熔化、气化、碳化、氧化分解，变为无毒无害的气体，经排气支管7、尾气排放管3、烟囱8排出；本发明将蓄热式氧化炉的蓄热室5设置为3个，蓄热式氧化炉在废气处理模式运行过程为：吹扫风机16的风量根据废风风机32的进风量进行设置，吹扫风机16的风量通常为废气风机32风量的10％左右，该实施例中吹扫风机16为变频吹扫风机，吹扫风机16的运行频率为25-28Hz；风量为3000-3500m3/h(蓄热室氧化炉正常运行时即废气处理模式下，吹扫风机16的运行频率为25-28Hz，风量3000-3500m3/h；而清污运行时，无论清污模式一还是清污模式二，均为高频运行，运行频率在45Hz以上，风量6000-6500m3/h)；3个蓄热室5在同一时间内一个进气、一个排气、一个吹扫，对于同一个蓄热室5而言依据进气、吹扫、排气的运行顺序依次不间断交替切换进行，将吹扫设置于进气之后，便于将进气后蓄热室5内残存的烟气吹入氧化室内。
实施例2
一种蓄热式氧化炉进行清污防堵的工艺，该实施例中所述蓄热式氧化炉包括3个蓄热室，所述蓄热式氧化炉采用清污模式一进行清污防堵；
所述清污模式一的清污防堵方法，具体包括如下步骤：
步骤1、首先，调整蓄热式氧化炉的工作状态为清污模式一的运行状态，所述清污模式一的运行状态具体如下：提高吹扫风机的风量为大于等于废气处理模式下吹扫风机风量的2倍(由于该实施例中废气处理模式下吹扫风机的运行频率约25-28Hz，风量3000-3500m3/h，因此所述清污模式一下，吹扫风机的运行频率大于45Hz，风量6000-6500m3/h即可)；所述蓄热室氧化炉以相同的时间内，3个蓄热室中，其中1个蓄热室处于进气状态，其中1个蓄热室处于吹扫状态，其中1个蓄热室处于排气状态的模式进行运行，且每个蓄热室以进气、吹扫、排气的顺序不间断交替切换运行，且进气、吹扫、排气的切换时间均为100s；(清污模式一的每轮吹扫中，各蓄热室进气、吹扫、排气的切换方式具体如下：将3个蓄热室分别命名为蓄热室A、蓄热室B、蓄热室C，当蓄热室A进行进气时，蓄热室B进行吹扫，蓄热室C进行排气；100s后，切换为蓄热室A吹扫，蓄热室B排气，蓄热室C进气；再100s后，切换为蓄热室A排气、蓄热室B进气，蓄热室C吹扫，此时，3个蓄热室均依次完成依次吹扫，即为完成第一轮吹扫；之后如上所述，进行第二轮吹扫；)
步骤2、然后，在蓄热式氧化炉的清污模式一的运行状态下，采用200℃的亚高温吹扫气对各蓄热室进行12轮在线吹扫，即每个蓄热室的吹扫次数为12次；每个蓄热室吹扫一次的时间为100s；(3个蓄热室均依次完成1次吹扫，为完成1轮吹扫，完成1轮吹扫的时间为5min)；
步骤3、最后，在蓄热式氧化炉的清污模式一的运行状态下，采用250℃的亚高温吹扫气对各蓄热室进行12轮在线吹扫，即每个蓄热室的吹扫次数为12次；每个蓄热室吹扫一次的时间为100s(3个蓄热室均依次完成1次吹扫，为完成1轮吹扫，完成1轮吹扫的时间为5min)，即可；
步骤2中所述的200℃的亚高温吹扫气和步骤3中所述的250℃的亚高温吹扫气均来源于：蓄热室排放的尾气和燃烧室引出的高温净化气的两者混和气体。
本实施例的清污模式一运行时，吹扫是在线运行，各蓄热室进行、吹扫、排气仍然交替切换运行，即使采用亚高温气吹扫，各腔室底部蓄热体温度上升仍然很缓慢，并且蓄热体温度上升至110-120℃之后不再上升；清污模式一运行时，虽然排气温度(进行烟囱的气温)有所升高，但燃气消耗没有明显上升；在线监测的VOCs的排放值有轻微降低(由2.1-2.2mg/m3降至2.0-2.1mg/m3)。
实施例3
一种蓄热式氧化炉进行清污防堵的工艺，该实施例中所述蓄热式氧化炉包括3个蓄热室，所述蓄热式氧化炉采用清污模式二进行清污防堵；
所述清污模式二的清污防堵方法，具体包括如下步骤：
步骤一、调整蓄热式氧化炉的工作状态为清污模式二的运行状态，所述清污模式二的运行状态具体如下：提高吹扫风机的风量为大于等于废气处理模式下吹扫风机风量的2倍(由于该实施例中废气处理模式下吹扫风机的运行频率约25-28Hz，风量3000-3500m3/h，因此所述清污模式一下，吹扫风机的运行频率大于45Hz，风量6000-6500m3/h即可)；所述蓄热式氧化炉以同一时间内3个蓄热室中，其中1个蓄热室处于吹扫状态，另外2个蓄热室处于进行进气和排气的交替切换状态的模式进行运行，所述吹扫状态和所述进气和排气的不间断交替切换状态的切换时间均为20min，所述进气和排气的不间断交替切换状态下，进气和排气的切换时间为60～80s；当其中1个蓄热室处于吹扫状态时，另2个蓄热室采用进气、排气的两室切换运行，缩短进气、排气的切换时间至60-80s，可以避免进气、排气切换运行的两蓄热室炉底温度升高；(清污模式二的每轮吹扫中，各蓄热室进气、吹扫、排气的切换方式具体如下：将3个蓄热室分别命名为蓄热室A、蓄热室B、蓄热室C，当蓄热室A进行吹扫时，蓄热室A和蓄热室B以进气和排气的不间断交替切换状态运行，进气和排气的切换时间为60～80s，即蓄热室B进气时，蓄热室C排气，60～80s后，蓄热室B排气，蓄热室C进气，再60～80s后，蓄热室B进气，蓄热室C排气如此循环进行，待蓄热室A吹扫时间达到20min后；蓄热室B进行吹扫，蓄热室A和蓄热室C以进气和排气的不间断交替切换状态运行；待蓄热室B吹扫达到20min后，蓄热室C进行吹扫，蓄热室A和蓄热室B以进气和排气的不间断交替切换状态运行。)；
步骤二、然后，在蓄热式氧化炉的清污模式二的运行状态下，依次对各蓄热室进行第一轮吹扫，每个蓄热室吹扫20min；对每个蓄热式进行吹扫时，先采用180℃的亚高温吹扫气吹扫15min，然后切换为小于等于120℃低温吹扫气继续吹扫5min冷却降温，即完成1次吹扫；吹扫气的由亚高温气体到低温吹扫气的切换在60s内逐渐完成；
步骤三、然后，在蓄热式氧化炉的清污模式二的运行状态下，依次对各蓄热室进行第一轮吹扫，每个蓄热室吹扫20min；对每个蓄热式进行吹扫时，先采用230℃的亚高温吹扫气吹扫15min，然后切换为小于等于120℃低温吹扫气继续吹扫5min冷却降温，即完成1次吹扫；吹扫气的由亚高温气体到低温吹扫气的切换在60s内逐渐完成；第一轮吹扫时和第二轮吹扫时，各蓄热室的吹扫顺序相同；
步骤二中所述的180℃的亚高温吹扫气和步骤三中所述的230℃的亚高温吹扫气均来源于：蓄热室排放的尾气和燃烧室引出的高温净化气的两者混和气体；
步骤二和步骤三中的低温吹扫气来源于蓄热室排放的尾气；本实施例中，小于等于120℃低温吹扫气采用的是蓄热室排放的尾气，由于蓄热室排放的尾气温度通常处于50-110℃，直接采用蓄热室排放的尾气进行吹扫即可，当蓄热室排放的尾气温度异常升高时，需要引入自然界的新风气体对蓄热室排放的尾气进行降温至小于等于120℃后作为低温吹扫气进行吹扫降温；
本实施例采用的清污模式二，采用亚高温气对着一个蓄热室较长时间(15min)大风量清污吹扫，被清污蓄热室底部蓄热体温度可稳定上升至150-160℃，清污的蓄热室内，蓄热体底部温度高出实施例2中清污运行时40℃左右，清污效果(打开炉体人孔，进入下厢体检查、测试)明显好于实施例2中的清污模式一；但是，由于本实施例清污模式二运行时，1个蓄热室吹扫时，另2个蓄热室只有进气、排气的切换，没有吹扫过程，进入厢体内少量的烟气还没有到达高温氧化室即被排出气带出来了，本实施例的清污模式二，燃气消耗没有明显变化，而在线监测的VOCs的排放值有较大幅度上涨，其虽然由2.1-2.2mg/m3涨至4.2-4.3mg/m3，但是仍然低于为10mg/m3的允许排放指标；
实施例4
一种蓄热式氧化炉进行清污防堵的工艺，该实施例中所述蓄热式氧化炉包括3个蓄热室，所述蓄热式氧化炉采用清污模式一和/或清污模式二进行清污防堵；
所述蓄热式氧化炉每天采用清污模式一进行清污防堵一次，每周采用清污模式二进行清污防堵一次；
所述清污模式一的清污防堵方法，具体包括如下步骤：同实施例2；
所述清污模式二的清污防堵方法，具体包括如下步骤：同实施例3。
由于实施例2的清污模式一和实施例3的清污模式二，两种清污模式各具特色，清污模式一简单、易操作，外排指标控制好；清污模式二清污能力强于清污模式一，本实施例采用两种清污模式交替运行，互相补充，既保证烟气外排指标良好，又达到清污防堵、保证RTO炉长周期稳定运行的目的。
对比例1
一种蓄热式氧化炉进行清污防堵的工艺，该实施例中所述蓄热式氧化炉包括3个蓄热室，所述蓄热式氧化炉的清污防堵工艺具体包括如下步骤：
步骤1、本对比例的清污时，蓄热式氧化炉的参数设置：本实施例吹扫风机采用非变频吹扫风机，吹扫风机的风量设置为与废气处理模式下吹扫风机的风量相同(由于该实施例中废气处理模式下吹扫风机的风量3000-3500m3/h，因此吹扫风机的风量不变，仍旧为3000-3500m3/h，即可)；所述蓄热室氧化炉以相同的时间内，3个蓄热室中，其中1个蓄热室处于进气状态，其中1个蓄热室处于吹扫状态，其中1个蓄热室处于排气状态的模式进行运行12轮，且各蓄热室以进气、吹扫、排气的顺序不间断交替切换运行，且进气、吹扫、排气的切换时间均维持在200～300s；(该实施例的每轮清污吹扫中，各蓄热室进气、吹扫、排气的切换方式具体如下：将3个蓄热室分别命名为蓄热室A、蓄热室B、蓄热室C，当蓄热室A进行进气时，蓄热室B进行吹扫，蓄热室C进行排气；200～300s后，切换为蓄热室A吹扫，蓄热室B排气，蓄热室C进气；再200～300s后，切换为蓄热室A排气、蓄热室B进气，蓄热室C吹扫，此时，3个蓄热室均依次完成吹扫，即为完成第一轮吹扫；之后如上所述，进行第二轮吹扫；)
吹扫气完全来源于蓄热式排放的尾气。
本对比例的清污原理为：延长进气、吹扫、排气各组阀门的切换时间，将蓄热室床层上部的热量带到下部，提高蓄热室下部温度，将粘附积聚在下部蓄热体上的污垢通过较高温度加热熔化、碳化及气化(油性挥发性物质)。
由于，RTO炉蓄热室内蓄热体的温度分布是自下而上逐渐升高，当吹扫气仅来源于烟囱尾气时，蓄热体床层在进气、吹扫、排气以90-120s的切换时间不间断交替切换运行过程中，温度呈稳定分布状态，即蓄热体底部温度70-80℃，蓄热体顶部进入氧化室处的温度达到750-800℃(氧化室燃烧燃气，温度达到850℃)；当有意延长阀门切换时间至200s或300s时，处于排气的腔室，气体不断地从燃气氧化室往腔室下部带热量，使此腔室蓄热体温度整体升高(仍然梯度分布)，当蓄热体最底部温度达到180-200℃时，粘附积聚在下部蓄热体的污垢已被熔化、碳化及气化，并随气体带出炉体，带入烟囱外排。
然而，采用对比例1的清污防堵工艺存在严重弊端：即：当下部蓄热体温度达到120℃、140℃、160℃、180℃、200℃时，积聚在蓄热体上的污垢就会逐渐熔化、气化、碳化，这个过程产生的挥发性物质(VOCs)与颗粒物直接带出炉体，带入烟囱外排，此时，外排气浓烟滚滚，外排气体中各项指标严重超标，无法满足逐渐严管的VOCs在线检测的要求，无法适应越来越严格的环保监管。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种蓄热式氧化炉的清污防堵工艺，其特征在于，蓄热式氧化炉用于处理沥青烟气，所述沥青烟气来源于沥青生产线；所述蓄热式氧化炉采用清污模式一和清污模式二进行清污防堵；所述清污模式一每天运行1次，所述清污模式二每星期运行1次；
所述蓄热式氧化炉包括3个蓄热室；
所述蓄热式氧化炉在清污模式一下的运行状态具体如下：提高吹扫风机的风量为大于等于废气处理模式下吹扫风机风量的2倍；所述蓄热式 氧化炉以相同的时间内，3个蓄热室中，其中1个蓄热室处于进气状态，其中1个蓄热室处于吹扫状态，其中1个蓄热室处于排气状态的模式进行运行，且每个蓄热室以进气、吹扫、排气的顺序不间断交替切换运行，且进气、吹扫、排气的切换时间均为90～120s；
所述蓄热式氧化炉在清污模式二下的运行状态具体如下：提高吹扫风机的风量为大于等于废气处理模式下吹扫风机风量的2倍；所述蓄热式氧化炉以同一时间内，在3个蓄热室中，其中1个蓄热室处于吹扫状态，另外2个蓄热室处于进行进气和排气的交替切换状态的模式进行运行，所述吹扫状态和所述进气和排气的不间断交替切换状态的切换时间均为m，所述进气和排气的不间断交替切换状态下，进气和排气的切换时间为60～80s；
所述清污模式一的清污防堵方法，具体包括如下步骤：所述蓄热式氧化炉在清污模式一的运行状态下，首先采用X1℃的亚高温吹扫气对各蓄热室(5)进行n1轮在线吹扫，然后采用X2℃的亚高温吹扫气对各蓄热室(5)进行n2轮在线吹扫；所有蓄热室(5)均完成1次吹扫，即为完成1轮吹扫；其中，X2＞X1；
所述清污模式二的清污防堵方法，具体包括如下步骤：所述蓄热式氧化炉在清污模式二的运行状态下，首先对各蓄热室(5)进行第一轮吹扫，第一轮吹扫过程中，亚高温气体的温度为Y1；低温吹扫气的温度≤F1；然后对各蓄热室(5)进行第二轮吹扫，第二轮吹扫过程中，亚高温气体的温度为Y2，低温吹扫气的温度≤F2；其中，Y2＞Y1。
2.根据权利要求1所述的一种蓄热式氧化炉的清污防堵工艺，其特征在于，
X1℃、X2℃、Y1℃和Y2℃的亚高温吹扫气均来源于：蓄热室(5)排放的尾气和燃烧室(4)引出的高温净化气的两者混和气体，或者蓄热室(5)排放的尾气、燃烧室(4)引出的高温净化气以及第一新风管(13)引入的新风三者的混和气；
小于等于F1℃的低温吹扫气和小于等于F2℃的吹扫气均来源于蓄热室(5)排放的尾气，或者蓄热室(5)排放的尾气和第一新风管(13)引入的新风的两者混和气体。
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