CN114272704A - 加热炉及烟气治理方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种加热炉，包括燃烧室、储液罐、动力泵、射流器以及管线组；所述储液罐设有循环液出口端和循环液入口端；所述管线组包括连接管线和传输待加热介质的输送管线，所述连接管线连通所述燃烧室、所述储液罐、所述动力泵、所述射流器以及所述输送管线；其中，所述动力泵的入口端与所述循环液出口端连通，所述动力泵的出口端与所述射流器的喷嘴连通；所述射流器的吸入室与所述燃烧室连通，所述射流器的扩压管出口端分别与所述循环液入口端和所述输送管线连通。本申请中的加热炉能够实现烟气的零排放，且具有热量的利用率。

Description

加热炉及烟气治理方法

技术领域

本申请涉及烟气治理技术领域，具体涉及一种加热炉及烟气治理方法。

背景技术

工业生产中需要用燃烧室对流体介质进行加热，燃烧室在工作中会生成大量的烟气。烟气中含有微量氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳等有害物质，直接排放至空气中会严重污染环境。

现有的烟气治理装置需要对烟气中的粉尘和有害气体分别进行处理，当处理后的烟气经检测满足排放标准后再排放至环境中，导致烟气治理装置结构复杂，治理工序多，治理成本高。同时，由于烟气排放存在监管困难的问题，在一些情况下，烟气未经治理或经治理后仍不满足排放标准也被恶意排放至空气中，导致治理成本成倍增加且对环境产生极大的危害。同时，现有烟气治理装置并未合理利用烟气中的余热，导致热量的利用率较低。

发明内容

本申请提供一种加热炉及烟气治理方法，可以解决现有加热炉不能实现零排放及未能合理利用烟气中余热的技术问题。

一方面本申请提供一种加热炉，包括燃烧室、储液罐、动力泵、射流器以及管线组；

所述储液罐设有循环液出口端和循环液入口端；

所述管线组包括连接管线和传输待加热介质的输送管线，所述连接管线连通所述燃烧室、所述储液罐、所述动力泵、所述射流器以及所述输送管线；其中，所述动力泵的入口端与所述循环液出口端连通，所述动力泵的出口端与所述射流器的喷嘴连通；所述射流器的吸入室与所述燃烧室连通，所述射流器的扩压管出口端分别与所述循环液入口端和所述输送管线连通；

所述动力泵驱动所述储液罐内的循环液体经所述循环液出口端流入至所述射流器内，并于所述吸入室内形成负压；所述吸入室在负压条件下吸入所述燃烧室内生成的烟气，所述烟气与所述循环液体形成混合物，并从所述扩压管出口端流出，所述混合物内的气体经分离后被排入至所述输送管线内。

在本申请一些实施例中，所述连接管线包括第一管线，所述第一管线连通所述吸入室和所述燃烧室，所述第一管线上设有第一控制阀。

在本申请一些实施例中，所述连接管线还包括第二管线；所述第二管线连通所述循环液出口端、所述动力泵的入口端、所述动力泵的出口端、所述喷嘴的入口端、所述扩压管的出口端、所述循环液入口端以及所述流体输送管线；所述第二管线上设有多个第二控制阀；

所述混合物经所述循环液入口端流入至所述储液罐内，所述混合物在所述储液罐内经气液分离形成所述气体。

在本申请一些实施例中，所述燃烧室包括加热盘管，所述加热盘管的两端分别与所述输送管线连通。

在本申请一些实施例中，所述输送管线包括主管线和与所述主管线连通的分支管线，所述分支管线与所述加热盘管的两端连通，所述分支管线上设有第三控制阀，所述主管线上设有第四控制阀。

在本申请一些实施例中，所述燃烧室包括火管和与所述火管连通的烟道，所述火管靠近所述烟道的一端与所述吸入室连通。

在本申请一些实施例中，所述烟道内设有单向阀。

在本申请一些实施例中，所述加热炉还包括烟气净化单元，所述烟气净化单元与所述第一管线连通。

本申请另一方面提供一种烟气治理方法，包括以下步骤：

驱动待加热介质沿输送管线流动；

驱动循环液体流经射流器，并在所述射流器的吸入室内形成负压；

燃烧室内生成的烟气在负压作用下排入所述吸入室内，位于所述射流器内的液体和位于所述吸入室内的烟气混合形成混合物；

将所述混合物排入至储液罐内，其中，所述混合物在所述储液罐内经气液分离形成气体；

将所述气体排入所述输送管线内。

在本申请一些实施例中，所述将所述气体排入所述输送管线内的步骤之前还包括：

驱动所述待加热介质流入所述燃烧室内加热。

在本申请一些实施例中，所述驱动循环液体流经射流器的步骤包括：

启动动力泵使所述储液罐中的循环液体在预设压力条件下流入所述射流器的喷嘴。

本申请提供一种加热炉及烟气治理方法，通过将所述动力泵的入口端与所述循环液的出口端连通，所述动力泵的出口端与所述射流器的喷嘴连通，从而在启动所述动力泵时，储液罐内的液体可被吸入所述动力泵内，并经所述动力泵的出口端泵送至所述射流器的喷嘴，再经喷嘴高速喷射至所述射流器的扩压管内，并在所述射流器的吸入室内形成负压。由于吸入室与所述燃烧室连通，所述燃烧室内生成的烟气在负压作用下即可排入吸入室，所述烟气与所述循环液体形成混合物，并从所述扩压管出口端流出，所述混合物经气液分离后形成液体和气体，液体经所述循环液入口端流入所述储液罐内，气体被排入至所述输送管线内，从而实现烟气的零排放。同时，由于烟气中含有较高的余热，可与所述储液罐内流出的循环液体和输送管线内的待加热介质进行热量交换，从而提高热量的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的加热炉的一个实施例的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的射流器的一个实施例的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的烟气治理方法的一个实施例的工艺流程图。

附图标记：加热炉100、燃烧室110、加热盘管111、火管112、烟道113、单向阀114、储液罐120、循环液出口端121、循环液入口端122、动力泵130、射流器140、喷嘴141、吸入室142、吸入口1421、扩压管143、管线组150、连接管线151、第一管线1511、第二管线1512、输送管线152、主管线1521、分支管线1522、第一控制阀161、第二单向阀162、第三控制阀163、第四控制阀164、烟气净化单元700。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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作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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

请参阅图1和图2，图1是本申请实施例提供的加热炉一个实施例的结构示意图，图2是本申请实施例提供的射流器一个实施例的结构示意图。本申请实施例提供一种加热炉100，包括燃烧室110、储液罐120、动力泵130、射流器140、以及管线组150。所述储液罐120设有循环液出口端121和循环液入口端122。所述管线组150包括连接管线151和用于传输待加热介质的输送管线152；所述连接管线151连通所述燃烧室110、所述储液罐120、所述动力泵130、以及所述射流器140。其中，所述动力泵130的入口端与所述循环液出口端121连通，所述动力泵130的出口端与所述射流器的喷嘴141连通；所述射流器的吸入室142与所述燃烧室110连通，所述射流器扩压管143的出口端分别与所述循环液入口端122和所述输送管线152的入口端连通。

可以理解的是，烟气是气体和烟尘的混合物，其成分很复杂。气体中包括水蒸汽、二氧化硫、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物以及氮氧化合物等。烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。烟气中的二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、灰分、煤粒、油滴等对环境有很大的污染，若将烟气直接排放至空气中势必对环境造成极大的污染。

随着环保意识的加强，需要对燃烧室内生成的烟气进行治理，也即对烟气进行物理或化学处理，以降低烟气中的有害物质的浓度。一般情况下，经处理后的烟气中，有害物质的浓度满足烟气排放标准才能直接排放至空气中。一方面，目前具有烟气治理功能的加热炉至少包括除尘单元、脱硫单元以及检测单元，加热炉的结构复杂、治理工艺繁琐、且占地面积大，导致烟气治理成本高的问题。另一方面，现有的加热炉在对烟气进行处理后，经烟气经检测单元检测达到排放标准后会被排放至空气中。然而，即使经治理后的烟气满足排放标准，但其中仍存在一些有害的成分，直接排放至空气中仍会污染环境，不能实现零排放，且未能有效利用烟气中的余热。

本申请提供的加热炉100通过将所述动力泵130的入口端与所述循环液出口端121连通，所述动力泵130的出口端与所述射流器的喷嘴141连通。在加热炉100工作时，储液罐120中存储有液体，例如油水混合物。在启动所述动力泵130后，储液罐120内的液体可被吸入所述动力泵130内，并经所述动力泵130的出口端泵送至所述射流器的喷嘴141，再经喷嘴141高速喷射至所述射流器的扩压管143内，并在所述射流器的吸入室142内形成负压。由于吸入室142与所述燃烧室110连通，吸入室142与燃烧室110之间存在压差，所述燃烧室110内生成的烟气能够在负压作用下，经吸入口1421即可排入吸入室142内，并在所述动力泵130和流动的液体作用下被增压排入所述输送管线152内，从而实现烟气的零排放，具有更优异的环保性。同时，被排入所述输送管线152内的烟气可与输送管线152内的待加热介质进行热量交换，能够有效利用烟气中的余热对待加热介质加热(例如对油水混合物加热)，从而提高热量的利用率。

需要说明的是，在本申请实施例中输送管线152内的待加热介质与储液罐120中存储的液体可以相同，例如均为油水混合物。当然，在本申请的另一些实施例中待加热介质与储液罐120中存储的液体也可以不同，例如待加热介质为油，储液罐120中存储的液体为水。如无特殊说明，下面以待加热介质与储液罐120中存储的液体均为油水混合物为例进行说明。

在本申请一些实施例中，所述燃烧室110包括加热盘管111，所述加热盘管111的两端分别与所述输送管线152连通。需要说明的是，本申请中的燃烧室包括各种采用燃料燃烧对物品进行加热的设备，例如工业炉。

可以理解的是，在燃烧室110内设置加热盘管111，加热盘管111的两端分别与所述输送管线152连通。该结构设计可使待加热介质经所述输送管线152流入加热盘管111内，从而使待加热介质在燃烧室110内进行加热，进一步提高加热效率，有利于提高油水混合物的流动速度。

在本申请一些实施例中，加热盘管111为螺旋形、S形、或锯齿形结构，该结构设计有利于增加待加热介质的受热面积，有利于提高加热效率。

具体地，加热盘管111为S形结构，且具有两个连接端。所述输送管线152包括主管线1521和与所述主管线1521连通的分支管线1522。两条分支管线1522远离主管线1521的一端分别与加热盘管111的两个连接端连通。两条分支管线1522的另一端分别与主管线1521连通。两条分支管线1522上分别设有1个第三控制阀163，主管线1521上设有2个第四控制阀164。其中第三控制阀163和第四控制阀164用于控制其所在管线的开启或关闭。

可以理解的是，该结构设计可以使位于主管线1521内的待加热介质经一条分支管线1522，再经加热盘管111的入口端流入加热盘管111内，待加热介质在加热盘管111内被加热。经加热后的待加热介质经加热盘管111的出口端流出，进入另一条分支管线1522，再流入主管线1521中，从而使待加热介质在燃烧室110内进行加热。

在本申请一些实施例中，所述燃烧室110包括火管112和与所述火管112连通的烟道113。所述火管112靠近所述烟道113的一端与所述吸入室142连通。该结构设置可使烟道113与所述吸入室142之间的距离更近，有利于烟道113内的烟气快速排入吸入室142内。

在本申请一些实施例中，所述烟道113内设有单向阀114。可以理解的是，在烟道113内设置单向阀114可以使燃烧室110内生成的烟气按预设的方向流动，有利于提高烟气的处理效率。本申请可以是在现有的烟道113中设置单向阀114，有利于降低加热炉100的制造成本。

在本申请一些实施例中，所述连接管线151包括第一管线1511和第二管线1522。所述第一管线1511连通所述吸入室142和所述燃烧室110。所述第二管线1522连通所述循环液出口端121、所述动力泵130的入口端、所述动力泵130的出口端、所述喷嘴141的入口端、所述扩压管143的出口端、所述循环液入口端122以及所述流体输送管线152的入口端。

可以理解的是，第二管线1511包括多个管线段。所述第二管线1522依次连通所述循环液出口端121、所述动力泵130的入口端、所述动力泵130的出口端、所述喷嘴141的入口端、所述扩压管143的出口端、所述循环液入口端122。位于储液罐120内的液体在动力泵130的作用下，从所述循环液出口端121流出，依次经动力泵130、射流器140后，经所述循环液入口端122流入储液罐120内，从而可实现储液罐内液体的循环重复利用。同时，所述第一管线1511连通所述吸入室142和所述燃烧室110。所述燃烧室110内生成的烟气在负压作用下被吸入所述吸入室142内，并在射流器140的扩压管143内与循环流动的液体混合，并在循环流动的液体的驱动作用下流入输送管线152。

具体地，第二管线1511包括第一管线段、第二连接段、第三连接段以及第四连接段。其中，第一连接段的两端分别连通所述循环液出口端121和所述动力泵130的入口端，第二连接段的两端分别连通所述动力泵130的出口端和所述喷嘴141的入口端，第三连接段的两端分别连通所述扩压管143的出口端和第四连接段，第四连接段的两端分别与循环液入口端122和输送管线152连通。第一管线1511的两端分别与燃烧室110和吸入室142的入口端连通。

在本申请一些实施例中，第一管线1511上设有1个第一控制阀161。第一连接段、第三连接段、第四连接段上均设有1个第二控制阀162。从而使第一连接管线1511和第二管线1512中液体的流动方向更加可控。第一控制阀161和第二控制阀162可以是单向阀，在此不作限定。

在本申请一些实施例中，储液罐120上还设有进料管线(图中未标示)。进料管线连通储液罐120和主管线1521。主管线1521内的待加热介质可通过进料管线流入至储液罐120内，从而向储液罐120内补充循环液体。进一步地，进料管线上设有控制阀(图中未标示)，该结构设置有利于灵活控制向储液罐120内补充循环液体。

在本申请一些实施例中，储液罐120的底部还设有排料口123，排料口123与循环液出口端121相对设置。储液罐120内的废弃物可通过排料口123排出。

在本申请一些实施例中，所述加热炉还包括烟气净化单元700，所述烟气净化单元700与所述第一管线1511连通。所述烟气净化单元700的出口端设有控制阀。其中，烟气净化单元700中存储有用于去除烟气中有害物质的物理或化学试剂。可以理解的是，该结构设计可将烟气净化单元700中的物理或化学试剂排入第一管线1511内，用于去除位于第一管线1511内烟气中的有害物质。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的烟气治理方法的一个实施例的工艺流程图，包括以下步骤：

S10驱动待加热介质沿输送管线流动。

需要说明的是，输送管线也即工业设备中供流体介质传输的管道。其中一种可能的实施方式是将动力设备与输送管线连通，动力设备工作时即可驱动输送管线内的待加热介质沿输送管线流动。其中，动力设备可以是动力泵，在此不作限定。

S20驱动循环液体流经射流器，并在所述射流器的吸入室内形成负压。

其中一种可能的实现方式是，射流器包括喷嘴、吸入室以及扩压管。喷嘴的入口形成射流器的进液口，扩压管的出口形成射流器的出液口，吸入室的侧壁上设有开孔形成射流器的吸入口。

提供储存有循环液体的罐体，将罐体的出液口与射流器的进液口连通，在动力设备的作用下即可驱动循环液体经进液口流入喷嘴。流入喷嘴内的循环液体经喷嘴的出口喷射至扩压管内。由于循环液体的喷射速度高，可在喷嘴的出口处附近形成负压，也即在所述射流器的吸入室内形成负压。

S30燃烧室内生成的烟气在负压作用下排入所述吸入室内，位于所述射流器内的液体和位于所述吸入室内的烟气混合形成混合物。

可以理解的是，燃烧室在工作时会持续形成烟气，并向外扩散。在本申请一些实施例中，通过将燃烧室与射流器的吸入口连通。同时，由于吸入室与燃烧室之间存在压力差，也即在负压作用下，烟气可从燃烧室排入所述吸入室内。由于烟气中含有余热，烟气与射流器内的液体可发生热交换，有利于提高热量的利用率。

S40将所述混合物排入至储液罐内，其中，所述混合物在所述储液罐内经气液分离形成气体。

其中一种可能的实施方式是通过连接管线连通射流器扩压管的出口端与储液罐的循环液出口端，在动力设备的驱动下，混合物可沿连接管线排入至储液罐内。混合物排入储液罐后可发生气液分离。由于气体的密度远远低于液体的密度，气体自发地汇集在储液罐的顶部。

S50将所述气体排入所述输送管线内。

可以理解的是，由于储液罐与输送管线连通，通过使储液罐内液位上升，位于储液罐的顶部的气体可被不断上升的液面挤压，从而使气体被压入输送管线内。

可以理解的是，由于燃烧室内生成的烟气能够被排入吸入室内，并与射流器内的液体发生热交换，有利于提高热量的利用率。同时，混合物排入储液罐后可发生气液分离，气体可以全部排入输送管线内，从而实现烟气的零排放。

在本申请一些实施例中，所述将所述气体排入所述输送管线内的步骤之前还包括：驱动所述待加热介质流入所述燃烧室内加热。可以理解的是，该结构设计有利于提高待加热介质的加热效率。

其中一种可能的实施方式是在燃烧室内设置加热盘管，并将加热盘管的两端与输送管线连通，待加热介质即可经输送管线流入加热盘管内，从而在燃烧室内对待加热介质加热。

在本申请一些实施例中，所述驱动循环液体流经射流器的步骤包括：启动动力泵使储液罐中的循环液体在预设压力条件下流入所述射流器的喷嘴。具体地，预设压力可以为动力泵的工作压力。

以上对本申请实施例所提供的一种加热炉及烟气治理方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种加热炉，其特征在于，包括燃烧室、储液罐、动力泵、射流器以及管线组；

所述储液罐设有循环液出口端和循环液入口端；

所述管线组包括连接管线和传输待加热介质的输送管线，所述连接管线连通所述燃烧室、所述储液罐、所述动力泵、所述射流器以及所述输送管线；其中，所述动力泵的入口端与所述循环液出口端连通，所述动力泵的出口端与所述射流器的喷嘴连通；所述射流器的吸入室与所述燃烧室连通，所述射流器的扩压管出口端分别与所述循环液入口端和所述输送管线连通；

所述动力泵驱动所述储液罐内的循环液体经所述循环液出口端流入至所述射流器内，并于所述吸入室内形成负压；所述吸入室在负压条件下吸入所述燃烧室内生成的烟气，所述烟气与所述循环液体形成混合物，并从所述扩压管出口端流出，所述混合物内的气体经分离后被排入至所述输送管线内。

2.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，所述连接管线包括第一管线，所述第一管线连通所述吸入室和所述燃烧室，所述第一管线上设有第一控制阀。

3.如权利要求2所述的加热炉，其特征在于，所述连接管线还包括第二管线；所述第二管线连通所述循环液出口端、所述动力泵的入口端、所述动力泵的出口端、所述喷嘴的入口端、所述扩压管的出口端、所述循环液入口端以及所述流体输送管线；所述第二管线上设有多个第二控制阀；

所述混合物经所述循环液入口端流入至所述储液罐内，所述混合物在所述储液罐内经气液分离形成所述气体。

4.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，所述燃烧室包括加热盘管，所述加热盘管的两端分别与所述输送管线连通。

5.如权利要求4所述的加热炉，其特征在于，所述输送管线包括主管线和与所述主管线连通的分支管线，所述分支管线与所述加热盘管的两端连通，所述分支管线上设有第三控制阀，所述主管线上设有第四控制阀。

6.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，所述燃烧室包括火管和与所述火管连通的烟道，所述火管靠近所述烟道的一端与所述吸入室连通。

7.如权利要求6所述的加热炉，其特征在于，所述烟道内设有单向阀。

8.如权利要求2所述的加热炉，其特征在于，所述加热炉还包括烟气净化单元，所述烟气净化单元与所述第一管线连通。

9.一种烟气治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

驱动待加热介质沿输送管线流动；

驱动循环液体流经射流器，并在所述射流器的吸入室内形成负压；

燃烧室内生成的烟气在负压作用下排入所述吸入室内，位于所述射流器内的液体和位于所述吸入室内的烟气混合形成混合物；

将所述混合物排入至储液罐内，其中，所述混合物在所述储液罐内经气液分离形成气体；

将所述气体排入所述输送管线内。

10.如权利要求9所述的烟气治理方法，其特征在于，所述将所述气体排入所述输送管线内的步骤之前还包括：

驱动所述待加热介质流入所述燃烧室内加热。

11.如权利要求9所述的烟气治理方法，其特征在于，所述驱动循环液体流经射流器的步骤包括：

启动动力泵使所述储液罐中的循环液体在预设压力条件下流入所述射流器的喷嘴。

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