CN111271715B - 一种组合式低氮低能耗焚烧炉以及焚烧工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组合式低氮低能耗焚烧炉以及焚烧工艺，属于一种废气液焚烧技术，包括焚烧炉本体，本体内设有炉膛，炉膛顶部连通有低氮燃烧器，燃烧器设有一次风入口、燃料入口和高热值废气液入口，炉膛内上下依次设置有预燃室和主燃室，主燃室设有二次风入口和低热值废气液入口，根据待焚烧废气液热值以及成分的不同，分别在对应的入口加入焚烧炉焚烧，同时控制一次风的风量使预燃室实现欠氧燃烧，控制二次风的风量使主燃室实现足氧燃烧，有效控制了氮氧化物的转化率，降低了炉膛焚烧工艺中氮氧化物的生成量。

Description

一种组合式低氮低能耗焚烧炉以及焚烧工艺
技术领域
本发明涉及一种废气液焚烧技术领域，特别涉及一种组合式低氮低能耗焚烧炉以及焚烧工艺。
背景技术
在废气废液焚烧项目中，需要处理各种类型的废气液。
目前常用的焚烧法是一种高温热处理技术，它是以一定的过剩空气量与被处理的有机废气液在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有毒有害物质在高温下氧化、热解而被破坏，是一种可随时实现废物无害化，资源化的处理技术。
但是，随着化工、制造、染料、农药等行业的发展，高浓度有机废气液越来越多，其中所含的氮元素也越来越多，面对日趋严格的排放标准，常规的废气焚烧工艺很难满足要求。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种组合式低氮低能耗焚烧炉以及焚烧工艺，通过在预燃室控制一次风的风量使废气液得到欠氧预燃烧，然后在主燃室控制二次风的风量使有机物充分燃尽，有效降低了废气液中氮氧化物的含量。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供一种组合式低氮低能耗焚烧炉，包括焚烧炉本体，所述本体设有炉膛，所述炉膛的顶部设置有低氮燃烧器，所述燃烧器设有一次风入口、燃料入口和高热值废气液入口；
所述炉膛由上下设置的预燃室和主燃室组成，其中预燃室用于通过控制一次风风量实现废气液的欠氧燃烧，产生一氧化碳等还原性气体，从而抑制氮氧化物的生成，同时也将已生成的氮氧化物还原为氮气，主燃室用于通过控制二次风的风量来保证主燃室内氧气的充足，确保有机物充分燃尽，所述主燃室设有二次风入口和低热值废气液入口。
进一步地，所述燃烧器靠近所述一次风入口处设有导流片，以使由一次风入口进来的一次风在燃烧器内形成紊流结构，进而使预燃室内的氧气含量和温度均匀分布，从而降低氮氧化物的生成量。
进一步地，所述主燃室还设有一烟气循环入口，所述烟气循环入口连通有燃烧后的烟气，用于降低焚烧炉内的烟气表面温度，控制氧浓度，从而进一步降低氮氧化物的浓度；另外，由于循环烟气本身的焓值，可增加余热锅炉出口的蒸汽产量，降低相应的能耗。
本发明还提供了一种组合式低氮低能耗焚烧炉的焚烧工艺，包括以下步骤：
S1：喷入待焚烧的废气液后，控制一次风的风量使预燃室的空燃比范围达到0.5-1，实现预燃室的欠氧燃烧，抑制氮氧化物的生成，同时控制二次风的风量使主燃室内的氧含量范围达到6％-10％、温度不低于1100℃，确保主燃室含有充足的氧含量，使有机物充分燃尽；
S2：在废气液充分焚烧后，排出焚烧后的尾气。
进一步地，在步骤S2中，还包括：将所排出的焚烧后的尾气引一部分进入主燃室混合焚烧，降低焚烧炉内的烟气表面温度，控制氧浓度，从而进一步降低氮氧化物的浓度；另外，由于循环烟气本身的焓值，可增加余热锅炉出口的蒸汽产量，降低相应的能耗。
有益效果：同现有技术相比，本发明的不同之处在于，本发明提供的组合式低氮低能耗焚烧炉以及焚烧工艺，包括焚烧炉本体，本体内设有炉膛，炉膛顶部连通有低氮燃烧器，燃烧器设有一次风入口、燃料入口和高热值废气液入口，炉膛内上下依次设置有预燃室和主燃室，主燃室设有二次风入口和低热值废气液入口，根据待焚烧废气液热值以及成分的不同，分别在对应的入口加入焚烧炉焚烧，同时控制一次风的风量使预燃室实现欠氧燃烧，产生一氧化碳等还原性气体，也将已生成的氮氧化物还原为氮气，进一步抑制了炉膛氮氧化物的生成，同时控制二次风的风量使主燃室实现足氧燃烧，确保炉膛内有机物的充分焚烧，有效降低了氮氧化物的生成，试验证明氮氧化物转化率可以降低至10％以内，通过组合式的焚烧工艺不仅可以满足国家的排放标准，还大大降低了企业的成本负担。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的组合式低氮低能耗焚烧炉的主视示意图。
其中，1-本体，2-炉膛，21-预燃室，22-主燃室，221-二次风入口，222-低热值废气液入口，223-烟气循环入口，4-燃烧器，41-一次风入口，42-燃料入口，43-高热值废液入口，45-导流片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1所示，本发明提供一种组合式低氮低能耗焚烧炉，包括焚烧炉本体1，所述本体1设有炉膛2，所述炉膛2的顶部设置有低氮燃烧器4，所述燃烧器4设有一次风入口41、燃料入口42和高热值废气液入口43，分别用于加入一次风、燃料和高热值废气液；
所述炉膛2由上下设置的预燃室21和主燃室22组成，其中预燃室21用于通过控制一次风的风量实现废气液的欠氧燃烧，产生一氧化碳等还原性气体，从而抑制氮氧化物的生成，同时也将已生成的氮氧化物还原为氮气，主燃室22用于通过控制二次风的风量来保证主燃室22内氧气的充足，确保有机物充分燃尽，所述主燃室22设有二次风入口221和低热值废气液入口222。
优选地，所述燃烧器4靠近所述一次风入口41处设有导流片45，以使由一次风入口41进来的一次风在燃烧器4内形成紊流结构，使预燃室21内的氧气含量和温度均匀分布，从而降低氮氧化物的生成量。
优选地，所述主燃室22还设有烟气循环入口223，所述烟气循环入口223连通有燃烧后的烟气，通过将系统下游燃烧后的烟气回引至焚烧炉，不仅可以降低焚烧炉内的烟气表面温度，控制氧浓度，从而进一步降低氮氧化物的浓度；另外，由于循环烟气本身的焓值，还可以增加余热锅炉出口的蒸汽产量，降低相应的能耗。
本发明还提供了一种组合式低氮低能耗焚烧炉的焚烧工艺，包括以下步骤：
S1：喷入待焚烧的废气液后，控制一次风的风量使预燃室21的空燃比范围达到0.5-1，实现预燃室21的欠氧燃烧，抑制氮氧化物的生成，同时控制二次风的风量使主燃室22内的氧含量范围达到6％-10％、温度不低于1100℃，确保主燃室22含有充足的氧含量，使有机物充分燃尽；在分级燃烧的基础上，通过风量控制，分别实现预燃室的欠氧燃烧以及主燃室的足氧充分燃烧；
S2：在废气液充分焚烧后，排出焚烧后的尾气。
优选地，在步骤S2中，还包括：将所排出的焚烧后的尾气引一部分进入主燃室22混合焚烧，降低焚烧炉内的烟气表面温度，控制氧浓度，从而进一步降低氮氧化物的浓度；另外，由于循环烟气本身的焓值，可增加余热锅炉出口的蒸汽产量，降低相应的能耗。
需要说明的是，本发明中用语“空燃比、高热值废气液以及低热值废气液”均属于本行业技术领域常规技术性描述手段，其计算方法，比如如何控制一次风的风量，使预燃室内的空燃比达到0.5-1，以及如何控制二次风的风量，使主燃室内的氧含量控制在6％-10％、温度不低于1100℃属于常识性计算方法。
本发明通过组合式焚烧炉的结构设计，根据废气和废液的不同成分和热值，合理选择废气废液喷枪的形式、喷枪的喷射位置及角度，在不同的入口对应喷入不同的废气液；其次焚烧炉分为预燃室和主燃室，采用助燃风分级燃烧及风量控制系统来实现低氮焚烧，经过CFD模拟优化，将氮氧化物转化率降至10％以内，相比传统低氮工艺，可以节省氨水耗量、SCR催化剂用量、减少氮氧化物排放总量。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种组合式低氮低能耗焚烧炉，其特征在于，包括焚烧炉本体，所述本体设有炉膛，所述炉膛的顶部连通有低氮燃烧器，所述燃烧器设有一次风入口、燃料入口和高热值废气液入口；
所述炉膛由上下设置的预燃室和主燃室组成，所述主燃室设有二次风入口和低热值废气液入口，其中所述预燃室通过控制一次风的风量使预燃室欠氧燃烧，所述主燃室控制二次风的风量使主燃室实现足氧燃烧。
2.如权利要求1所述的组合式低氮低能耗焚烧炉，其特征在于：
所述燃烧器靠近所述一次风入口处设有导流片，以使由一次风入口进入的一次风在燃烧器内形成紊流结构。
3.如权利要求1所述的组合式低氮低能耗焚烧炉，其特征在于：
所述主燃室还设有一烟气循环入口，所述烟气循环入口连通有燃烧后的烟气。
4.一种利用权利要求1所述的组合式低氮低能耗焚烧炉的焚烧工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：喷入待焚烧的废气液后，控制一次风的风量使预燃室的空燃比范围达到0.5-1，同时控制二次风的风量使主燃室内的氧含量范围达到6%-10%、温度不低于1100℃，使有机物充分燃尽；
S2：在废气液充分焚烧后，排出焚烧后的尾气。
5.如权利要求4所述的组合式低氮低能耗焚烧工艺，其特征在于：
在步骤S2中，还包括：将所排出的焚烧后的尾气引一部分进入主燃室混合焚烧。
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