CN114427687B - 高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机化合物废气热氧化处理技术领域，是高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，包括蓄热式氧化炉，蓄热式氧化炉的蓄热室通往氧化室的出口上均匀间隔布置有多个异位注入废气喷嘴；VOCs废气管路连接至异位注入废气喷嘴，使部分VOCs废气经异位注入废气喷嘴进入氧化室；VOCs废气管路与混合箱连接，混合箱连接至分配室，使部分VOCs废气经分配室、蓄热室进入氧化室；本发明使高浓度VOCs低氧废气易使取热系统与蓄热系统使炉膛热平衡建立在最佳的氧化温度；在炉内氧化后温度场均匀，氮氧化物的生成低，VOCs的有机化合物废气氧化完全。
Description
技术领域
本发明属于有机化合物废气热氧化处理技术领域，具体为高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置。
背景技术
随着国民经济不断发展，环境污染日益突出，各种工艺对高浓度VOCs低氧的有机化合物废气治理也得到应用，其中热氧化分解工艺是其中治理最有效的一种工艺，主要为废气焚烧炉。由于受到有机化合物废气热值低无法自燃，需要用燃气焚烧或者高温空气换热实现氧化。用燃气焚烧不仅耗能高而且会产生大量氮氧化物，造成后续工艺路线复杂。
用高温空气换热法受到材料耐温限制，高温换热器寿命低，造价高，很难长周期运行。采用蓄热式焚烧炉出现蓄热室超温，取热后又出现蓄热室温度低从而在氧化室出现熄火现象，热平衡很难建立，从而无法运行。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，避免了上述采用废气焚烧炉或者蓄热式焚烧炉的弊端，从而使高浓度VOCs低氧废气经过取热系统与蓄热系统使炉膛热平衡建立在最佳的氧化温度。在炉内氧化后温度场均匀，氮氧化物的生成低，VOCs的有机化合物废气氧化完全。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，包括蓄热式氧化炉、弥散式废气喷射系统、取热系统；所述蓄热式氧化炉设置有氧化室、蓄热室和分配室；弥散式废气喷射系统包括多个异位注入废气喷嘴；所述蓄热室通往氧化室的出口上均匀间隔布置有多个异位注入废气喷嘴；VOCs废气管路经两路进入氧化室，一路是VOCs废气管路连接至异位注入废气喷嘴，使部分VOCs废气经异位注入废气喷嘴进入氧化室；另一路是VOCs废气管路经混合箱连接至分配室，使部分VOCs废气经分配室、蓄热室进入氧化室；氧化室产生的高温烟气进入取热系统；取热系统分两路，一路是高温烟气经氧化室通过取热装置被利用，另一路是通过第二组蓄热室进行蓄热，并经第二组蓄热室的分配室排出。
优选的，所述的异位注入废气喷嘴设置有控制阀门。
优选的，所述混合箱连接有废气助燃空气风机。
优选的，所述氧化室的高温烟气出口通过余热锅炉连接至烟囱。
更优的，第二组蓄热室的分配室通过烟气管路连接至烟囱。
更优的，余热锅炉通过分支管路与烟气管路相连接。
优选的，蓄热式氧化炉还设置有第三组蓄热室和分配室，第三组蓄热室和分配室连接有反吹风机。
更优的，VOCs废气管路分别连接至第二组蓄热室出口的异位注入废气喷嘴和第三组蓄热室出口的异位注入废气喷嘴；混合箱分别连接至第二组和第三组的分配室；第一组和第三组的分配室分别通过管路连接至烟囱；第一组和第二组的分配室通过管路与反吹风机相连接；各管路上均设置有控制阀。
优选的，氧化室顶部设置有燃烧器。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：
本发明应用于大型有机化工行业、石油炼化行业、天然气行业、冶金行业、制药等含有高浓度VOCs低氧的有机化合物废气热氧化处理；高温低氧蓄热式弥散热氧化处理工艺具有低的氧含量使氧化反应减缓，达到弥散条件，高浓度VOCs废气在炉内氧化后温度场均匀，无局部特别高温，从而减小了氮氧化物的生成，足够的停留时间使含有VOCs的有机化合物废气完全氧化，取热系统与蓄热系统使炉膛热平衡建立在最佳的氧化温度。
本发明大大避免了上述采用废气焚烧炉或者蓄热式焚烧炉的弊端，从而使高浓度VOCs低氧废气很容易使取热系统与蓄热系统使炉膛热平衡建立在最佳的氧化温度。在炉内氧化后温度场均匀，氮氧化物的生成低，VOCs的有机化合物废气氧化完全。
附图说明
图1为本发明所述高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置的结构示意图；
图中，1-第一阀，2-第二阀，3-第三阀，4-第四阀，5-第五阀，6-第六阀，7-第七阀，8-第八阀，9-第九阀，10-第十阀，11-第十一阀，12-第十二阀，13-第十三阀，14-第十四阀，15-氧化室，16-燃烧器，17-余热锅炉，18-烟囱，19-异位注入废气喷嘴，20-分配室，21-蓄热室，22-混合箱，23-废气助燃空气风机，24-反吹风机。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
如图1所示，本实施例提供了一种高温低氧蓄热式弥散热氧化处理设备，该设备配置为：一套三室的蓄热式氧化炉系统、三套弥散式废气喷射系统和一套取热系统；蓄热式氧化炉系统包含一个氧化室15，三组分配室20和蓄热室21，在氧化室15的顶部设置有燃烧器16及控制阀门；弥散式废气喷射系统包含多个异位注入废气喷嘴19及控制阀门；取热系统包含余热锅炉17及控制阀门还有烟囱18。
其中，异位注入废气喷嘴19设置在蓄热室出口的氧化室内部。异位注入废气喷嘴19进气阀门随所在蓄热室进气的切换而切换，异位注入废气喷嘴19进气与蓄热室进气一致。
VOCs废气管路通过两路进入氧化室15；第一路是连接至三组蓄热室21出口的异位注入废气喷嘴19上，使部分VOCs废气经异位注入废气喷嘴进入氧化室15；第二路是VOCs废气管路与混合箱22连接，混合箱22通过连接至分配室20，使部分VOCs废气经分配室20、蓄热室21进入氧化室15。异位注入废气喷嘴19为分段设置在蓄热室21出口的氧化室上，使含有高浓度的VOCs的有机化合物废气逐步在氧化室15氧化，出现弥散特性从而使氧化室高温环境偏差小，无局部特别高温，从而减小氮氧化物产生，氧化室足够的停留时间使含有VOCs的有机化合物废气完全氧化。其中，混合箱22通过废气助燃空气风机23控制氧化室15的氧含量在5%以内，从而使氧化室15高温环境中氧气即满足氧化需要的富裕量，又不过量，从而减小氮氧化物产生。
在氧化室15内氧化后的高温烟气分两路进入烟气管路，一路通过余热锅炉，一路通过蓄热室蓄热。具体的，氧化室15的高温烟气出口通过余热锅炉17连接至烟囱18。另一路是各个分配室20通过管路连接至烟囱18，且分配室20还连接有反吹风机24；各个管路上设置有控制阀来调控。
图1中，高温低氧蓄热式弥散热氧化处理工艺为：当含有高浓度的VOCs的有机化合物废气进入系统后分成两路，一路通过第二阀2进入混合箱22，与废气助燃空气风机23供风的空气混合，充分混合后通过第三阀3进入第一个分配室20，然后进入第一个蓄热室21蓄热使废气温度达到氧化温度，然后进入氧化室15。另一路含有高浓度的VOCs的有机化合物废气通过第一阀1、第十二阀12进入第一个蓄热室21出口的异位注入废气喷嘴19，高浓度的VOCs的有机化合物废气通过喷嘴在氧化室15内氧化分解。两路VOCs的有机化合物废气氧化后的合并的高温烟气又分两路，一路高温烟气通过余热锅炉17热能利用后的烟气进入烟气管路，另一路高温烟气通过第二个蓄热室21进行蓄热，热能利用后通过第二个分配室20，第十阀10进入烟气管路与另一路烟气混合进入烟囱18。反吹风机24空气通过第八阀8进入第三个分配室20、第三个蓄热室21进行吹扫，将上一时段残留在第三个分配室20、第三个蓄热室21内的VOCs的有机化合物废气吹入氧化室15。其余阀门关闭。
下一阶段通过打开第一阀1、第二阀2、第四阀4、第十三阀13，第十一阀11，第六阀6，其余阀门关闭，使VOCs的有机化合物废气在第二个蓄热室21进入氧化室15，在第三个蓄热室21进行蓄热，第一个蓄热室21反吹。
下一阶段通过打开第一阀1、第二阀2、第五阀5、第十四阀14，第九阀9，第七阀7，其余阀门关闭，使VOCs的有机化合物废气在第三个蓄热室21进入氧化室15，在第一个蓄热室21进行蓄热，第二个蓄热室21反吹。依次循环。
本实施例中高温低氧蓄热式弥散热氧化处理工艺具有低的氧含量使氧化反应减缓，达到弥散条件，高浓度VOCs废气在炉内氧化后温度场均匀，无局部特别高温，从而减小了氮氧化物的生成，足够的停留时间使含有VOCs的有机化合物废气完全氧化，取热系统与蓄热系统使炉膛热平衡建立在最佳的氧化温度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (8)
1.高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，其特征在于，包括蓄热式氧化炉、弥散式废气喷射系统、取热系统；所述蓄热式氧化炉设置有氧化室、蓄热室和分配室；弥散式废气喷射系统包括多个异位注入废气喷嘴；所述蓄热室通往氧化室的出口上均匀间隔布置有多个异位注入废气喷嘴；VOCs废气管路经两路进入氧化室，一路是VOCs废气管路连接至异位注入废气喷嘴，使部分VOCs废气经异位注入废气喷嘴进入氧化室；另一路是VOCs废气管路经混合箱连接至分配室，使部分VOCs废气经分配室、蓄热室进入氧化室；所述混合箱连接有废气助燃空气风机；
异位注入废气喷嘴为分段设置在蓄热室出口的氧化室上，使含有高浓度的VOCs的有机化合物废气逐步在氧化室氧化，出现弥散特性从而使氧化室高温环境偏差小，无局部特别高温，从而减小氮氧化物产生，氧化室足够的停留时间使含有VOCs的有机化合物废气完全氧化；其中，混合箱通过废气助燃空气风机控制氧化室的氧含量在5%以内，从而使氧化室高温环境中氧气即满足氧化需要的富裕量，又不过量，从而减小氮氧化物产生；
氧化室产生的高温烟气进入取热系统；取热系统分两路，一路是高温烟气经氧化室通过取热装置被利用，另一路是通过第二组蓄热室进行蓄热，并经第二组蓄热室的分配室排出。
2.根据权利要求1所述的高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，其特征在于，所述的异位注入废气喷嘴设置有控制阀门。
3.根据权利要求1所述的高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，其特征在于，所述氧化室的高温烟气出口通过余热锅炉连接至烟囱。
4.根据权利要求3所述的高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，其特征在于，第二组蓄热室的分配室通过烟气管路连接至烟囱。
5.根据权利要求4所述的高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，其特征在于，余热锅炉通过分支管路与烟气管路相连接。
6.根据权利要求3所述的高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，其特征在于，蓄热式氧化炉还设置有第三组蓄热室和分配室，第三组蓄热室和分配室连接有反吹风机。
7.根据权利要求6所述的高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，其特征在于，VOCs废气管路分别连接至第二组蓄热室出口的异位注入废气喷嘴和第三组蓄热室出口的异位注入废气喷嘴；混合箱分别连接至第二组和第三组的分配室；第一组和第三组的分配室分别通过管路连接至烟囱；第一组和第二组的分配室通过管路与反吹风机相连接；各管路上均设置有控制阀。
8.根据权利要求1所述的高温低氧蓄热式弥散热氧化处理装置，其特征在于，氧化室顶部设置有燃烧器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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