CN114941855A - 一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法 - Google Patents

一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114941855A
CN114941855A CN202210650843.0A CN202210650843A CN114941855A CN 114941855 A CN114941855 A CN 114941855A CN 202210650843 A CN202210650843 A CN 202210650843A CN 114941855 A CN114941855 A CN 114941855A
Authority
CN
China
Prior art keywords
waste gas
air inlet
combustion
pipeline
way valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210650843.0A
Other languages
English (en)
Inventor
陆朝阳
徐遵主
金小贤
张纪文
刘�东
李明
蒋海涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanda Enjieyou Environmental Technology Jiangsu Co ltd
Nanjing University Environmental Planning And Design Institute Group Co ltd
Original Assignee
Nanda Enjieyou Environmental Technology Jiangsu Co ltd
Nanjing University Environmental Planning And Design Institute Group Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanda Enjieyou Environmental Technology Jiangsu Co ltd, Nanjing University Environmental Planning And Design Institute Group Co ltd filed Critical Nanda Enjieyou Environmental Technology Jiangsu Co ltd
Priority to CN202210650843.0A priority Critical patent/CN114941855A/zh
Publication of CN114941855A publication Critical patent/CN114941855A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C4/00—Flame traps allowing passage of gas but not of flame or explosion wave
    • A62C4/02—Flame traps allowing passage of gas but not of flame or explosion wave in gas-pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/50—Control or safety arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N7/00—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour
    • G01N7/02—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by absorption, adsorption, or combustion of components and measurement of the change in pressure or volume of the remainder
    • G01N7/06—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by absorption, adsorption, or combustion of components and measurement of the change in pressure or volume of the remainder by combustion alone
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法，系统包括进气管路、预燃烧单元、三通阀、废气净化单元和应急处理单元；应急处理单元包括应急排放管路；进气管路与三通阀的进口连接，三通阀的第一出口与废气净化单元连接，三通阀的第二出口与应急排放管路连接；所述预燃烧系统包括预燃进气管路、采样泵和预燃室；预燃室为可加热的压力容器；预燃室的进气口通过预燃进气管路与进气管路连通，按废气流经方向，预燃进气管路与进气管路的连通位置位于三通阀前；采样泵设置在预燃进气管路上。本发明具有响应速度快、系统能耗低、本质安全等优点。

Description

一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法
技术领域
本发明属于废气处理领域，涉及一种废气净化系统，尤其涉及一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法。
背景技术
VOCs作为PM2.5和O3的重要前体物，已成为改善空气质量的重要制约因素。据统计，医药、石化等重点行业，因有机气体燃爆造成的事故占事故总数的40％以上。VOCs处理的安全性已成为制约相关行业发展的重大问题，有机废气处理装置爆炸事故时有发生，现有防爆安全检测系统难以保证完全安全运行。
蓄热燃烧及蓄热催化燃烧是VOCs治理领域应用最广泛、净化效果最好的技术之一，由于涉及高温燃烧，其安全性一直是VOCs治理需要突破的难点，常规做法是确保峰值进气浓度低于25％LEL。目前最常用的手段是采用PID、FID、FAT、LEL等检测仪器监测废气进口浓度，当废气浓度过高时，采用稀释、缓冲等措施避免燃烧爆炸事故的产生。检测VOCs浓度的准确性及稳定性至关重要，但VOCs废气种类复杂，尤其是医药、化工等行业，VOCs组分复杂且浓度波动较大，单一检测原理的仪器对于不同物质响应因子差别较大，检测仪器对于部分物质不响应或对于某些物质响应过高等导致系统误判。检测浓度高于实际浓度，过度稀释会使废气浓度过低，导致燃烧装置无法维持自供热燃烧，需要额外补充大量天然气等化石燃料，能耗较高；检测浓度低于实际浓度则无法保证系统安全性。
废气燃烧装置爆炸的本质原因是VOCs浓度过高(达到爆炸下限时)，VOCs在燃烧室内分解释放大量的热量，导致系统温度及压力急剧上升，进而引起爆炸事故发生。
发明内容
本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法，以克服现有技术的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统，具有这样的特征：包括进气管路、预燃烧单元、三通阀、废气净化单元和应急处理单元；应急处理单元包括应急排放管路；进气管路与三通阀的进口连接，三通阀的第一出口与废气净化单元连接，三通阀的第二出口与应急排放管路连接；所述预燃烧系统包括预燃进气管路、采样泵和预燃室；预燃室为可加热的压力容器；预燃室的进气口通过预燃进气管路与进气管路连通，按废气流经方向，预燃进气管路与进气管路的连通位置位于三通阀前；采样泵设置在预燃进气管路上。
进一步，本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统，还可以具有这样的特征：其中，所述预燃室配有压力传感器和温度传感器。
进一步，本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统，还可以具有这样的特征：其中，所述预燃烧系统还包括设置在预燃进气管路上的进气单向阀、预燃单元阻火器和质量流量计。
进一步，本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统，还可以具有这样的特征：其中，所述预燃室由外向内依次包括外箱体、保温层和内箱体，保温层和内箱体之间设有电加热器；所述预燃烧系统还包括与预燃室的出气口连接的预燃排气管路，预燃排气管路上设有排气单向阀；
预燃室装配有安全阀和爆破片；当压力超过内箱体最高可承受压力的1/4、1/3或1/2(优选的为1/2)时，开启安全阀泄压，同时关闭采样泵及进气单向阀；当压力超过内箱体压力的2/3时，爆破片爆破泄压。
进一步，本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统，还可以具有这样的特征：其中，所述应急处理单元还包括设置在应急排放管路上的应急风机。
进一步，本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统，还可以具有这样的特征：其中，所述废气净化单元包括净化管路、废气处理设备和净化排气管路；废气处理设备的进气口通过净化管路与三通阀的第一出口连通；废气处理设备的出气口通过净化排气管路与应急排放管路连通；废气处理设备为RTO设备或RCO设备；废气处理设备为RTO设备时，预燃室内的温度控制在760～850℃；废气处理设备为RCO设备时，预燃室内的温度控制在300～450℃。
进一步，本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统，还可以具有这样的特征：其中，所述废气净化单元还包括设置在净化管路上的主风机和净化单元阻火器。
进一步，本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统，还可以具有这样的特征：还包括设置在进气管路上的预处理器，按废气流经方向，预处理器位于预燃进气管路前。
本发明还提供一种新型有机气体防爆安全检测系统的使用方法，具有这样的特征：废气通过进气管路进入系统，经过三通阀进入废气净化单元进行处理；在废气进入废气净化单元处理前，采样泵从废气中抽取固定流量的气流，进入预燃室内箱体发生燃烧；当预燃室内的温度和压力发生急剧变化时(压力增加速率超过1～10MPa/s)，应急切换三通阀，废气通过应急排放管路安全排放。
压力传感器和温度传感器与三通阀、采样泵及进气单向阀进行联锁控制，采样、反应及联锁控制响应时间为1～3s，预燃烧单元至三通阀前的管路长度满足有燃爆风险的废气在进入废气净化单元之前被切换至应急处理单元。
进一步，本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统的使用方法，还可以具有这样的特征：其中，当废气组分确定时，通过实验获得不同浓度废气进入预燃室时的压力变化情况，直接设定低于压力急剧变化前的压力值作为应急排放压力，当预燃室中废气的压力达到应急排放压力时，应急切换三通阀，使废气通过应急排放管路安全排放。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法，通过监控VOCs焚烧过程温度及压力的变化来判断VOCs爆炸的风险。具体的，本发明通过抽取一小股废气进行预焚烧，通过监测预燃室内温度及压力的变化，可精准预测废气在废气处理设备(RTO设备或RCO设备)中是否有燃爆风险，具备本质安全的特点，从根本上避免由于浓度监测浓度偏低带来的燃爆风险。同时也解决了因检测浓度过高带来的能源浪费问题。
本发明采用预燃烧单元替代废气在线浓度监测仪表，可精准预测进入废气处理设备(RTO设备或RCO设备)的废气是否有爆炸风险，同时避免了由于在线监测仪表对于不同污染物组分响应因子的差异导致实测浓度远高于实际浓度时带来的能源浪费。现有技术中，浓度检测类仪表为确保系统安全，往往采用25％爆炸下限(LEL)作为浓度控制点，而本系统可在高于25％LEL低于LEL时运行，即废气浓度高于25％爆炸下限低于爆炸下限无燃爆风险时，废气无需进行对冲稀释也可保证系统安全，进一步降低了由对冲稀释降低废气浓度造成的能源浪费。
预燃室采用压力容器，设置安全阀和爆破片，可应对预燃气体的多次燃爆，进气单向阀和预燃单元阻火器等可将预燃室与废气进气管路完全隔开，防止已燃爆的废气对主系统的影响。
本发明具有响应速度快、系统能耗低、本质安全的特点。
附图说明
图1是新型有机气体防爆安全检测系统的示意图；
图2是预燃室内废气的压力/温度随浓度变化曲线图。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供一种新型有机气体防爆安全检测系统，包括进气管路1、预燃烧单元、三通阀3、废气净化单元和应急处理单元。
进气管路1与三通阀3的进口连接，三通阀3的第一出口与废气净化单元连接，三通阀3的第二出口与应急处理单元连接。
废气净化单元包括净化管路41、废气处理设备42和净化排气管路43。废气处理设备42的进气口通过净化管路41与三通阀3的第一出口连通。废气处理设备42的出气口通过净化排气管路43与应急排放管路51连通。废气处理设备42为RTO设备或RCO设备。
在一优选的实施例中，废气净化单元还包括设置在净化管路41上的主风机44和净化单元阻火器45。
应急处理单元包括与三通阀3第二出口连接的应急排放管路51，以及设置在应急排放管路51上的应急风机52。
预燃烧系统包括预燃进气管路21、采样泵22和预燃室23。预燃室23为可加热的压力容器，由外向内依次包括外箱体、保温层和内箱体，保温层和内箱体之间设有电加热器。预燃室23的进气口通过预燃进气管路21与进气管路1连通，按废气流经方向，预燃进气管路21与进气管路1的连通位置位于三通阀3前。采样泵22设置在预燃进气管路21上。
预燃烧系统还包括与预燃室23的出气口连接的预燃排气管路28，预燃排气管路28上设有排气单向阀。
预燃室23配有压力传感器24和温度传感器25，检测预燃室23内的压力和温度。
废气处理设备42为RTO设备时，预燃室23内的温度控制在760～850℃。废气处理设备42为RCO设备时，预燃室23内的温度控制在300～450℃。
在一优选的实施例中，预燃烧系统还包括设置在预燃进气管路21上的进气单向阀26和预燃单元阻火器27。预燃室23装配有安全阀和爆破片。当压力超过内箱体最高可承受压力的1/4、1/3或1/2(优选的为1/2)时，开启安全阀泄压，同时关闭采样泵22及进气单向阀26，防止废气在预燃室23内燃爆对废气净化单元的冲击。当压力超过内箱体压力的2/3时，爆破片爆破泄压，爆破片可实现快速泄压，进一步提高系统安全性。
在一优选的实施例中，预燃烧系统还包括设置在预燃进气管路21上的质量流量计，检测采样流量29。
系统还包括设置在进气管路1上的预处理器6，按废气流经方向，预处理器6位于预燃进气管路21前。预处理器6对废气进行过滤等燃烧前的处理。
新型有机气体防爆安全检测系统的使用方法为：废气通过进气管路1进入系统，经过三通阀3进入废气净化单元进行处理。在废气进入废气净化单元处理前，采样泵22从废气中抽取固定流量的气流，通过质量流量计控制气量，进入预燃室23内箱体发生燃烧。废气在预燃室23内燃烧，预燃室23内箱体的温度和压力会发生变化，变化幅度与废气中可燃组分的性质和浓度有关。具体的，废气浓度低于爆炸限时，温度压力随废气浓度的变化较小，达到爆炸下限时，温度、压力会发生急剧变化，如图2所示，A点位废气中可燃气体浓度为0，C点接近可燃气体的爆炸下限点，废气浓度在A到C点之间的B点时，废气净化系统处于相对安全的状态，废气浓度位于D点时，高于爆炸限，废气净化系统有燃爆风险。当预燃室23内的温度和压力发生急剧变化时(压力增加速率超过1～10MPa/s)，应急切换三通阀3，废气通过应急排放管路51安全排放。
压力传感器24和温度传感器25与三通阀3、采样泵22及进气单向阀26进行联锁控制，采样、反应及联锁控制响应时间为1～3s，预燃烧单元至三通阀3前的管路长度满足有燃爆风险的废气在进入废气净化单元之前被切换至应急处理单元。
当废气组分确定时，通过实验获得不同浓度废气进入预燃室23时的压力变化情况，直接设定低于压力急剧变化前(即C点)的压力值作为应急排放压力，当预燃室23中废气的压力达到应急排放压力时，应急切换三通阀3，使废气通过应急排放管路51安全排放。这种对于确定组分的方式可以减少废气在预燃室23内的燃爆反应，增加预燃室23的使用寿命。

Claims (10)

1.一种新型有机气体防爆安全检测系统，其特征在于：
包括进气管路、预燃烧单元、三通阀、废气净化单元和应急处理单元；
应急处理单元包括应急排放管路；
进气管路与三通阀的进口连接，三通阀的第一出口与废气净化单元连接，三通阀的第二出口与应急排放管路连接；
所述预燃烧系统包括预燃进气管路、采样泵和预燃室；
预燃室为可加热的压力容器；预燃室的进气口通过预燃进气管路与进气管路连通，按废气流经方向，预燃进气管路与进气管路的连通位置位于三通阀前；
采样泵设置在预燃进气管路上。
2.根据权利要求1所述的新型有机气体防爆安全检测系统，其特征在于：
其中，所述预燃室配有压力传感器和温度传感器。
3.根据权利要求1所述的新型有机气体防爆安全检测系统，其特征在于：
其中，所述预燃烧系统还包括设置在预燃进气管路上的进气单向阀、预燃单元阻火器和质量流量计。
4.根据权利要求3所述的新型有机气体防爆安全检测系统，其特征在于：
其中，所述预燃室由外向内依次包括外箱体、保温层和内箱体，保温层和内箱体之间设有电加热器；
所述预燃烧系统还包括与预燃室的出气口连接的预燃排气管路，预燃排气管路上设有排气单向阀；
预燃室装配有安全阀和爆破片；
当压力超过内箱体最高可承受压力的1/4、1/3或1/2时，开启安全阀泄压，同时关闭采样泵及进气单向阀；
当压力超过内箱体压力的2/3时，爆破片爆破泄压。
5.根据权利要求1所述的新型有机气体防爆安全检测系统，其特征在于：
其中，所述应急处理单元还包括设置在应急排放管路上的应急风机。
6.根据权利要求1所述的新型有机气体防爆安全检测系统，其特征在于：
其中，所述废气净化单元包括净化管路、废气处理设备和净化排气管路；
废气处理设备的进气口通过净化管路与三通阀的第一出口连通；废气处理设备的出气口通过净化排气管路与应急排放管路连通；
废气处理设备为RTO设备或RCO设备；
废气处理设备为RTO设备时，预燃室内的温度控制在760～850℃；
废气处理设备为RCO设备时，预燃室内的温度控制在300～450℃。
7.根据权利要求6所述的新型有机气体防爆安全检测系统，其特征在于：
其中，所述废气净化单元还包括设置在净化管路上的主风机和净化单元阻火器。
8.根据权利要求1所述的新型有机气体防爆安全检测系统，其特征在于：
还包括设置在进气管路上的预处理器，按废气流经方向，预处理器位于预燃进气管路前。
9.如权利要求1-8任意一项所述的新型有机气体防爆安全检测系统的使用方法，其特征在于：
废气通过进气管路进入系统，经过三通阀进入废气净化单元进行处理；
在废气进入废气净化单元处理前，采样泵从废气中抽取固定流量的气流，进入预燃室内箱体发生燃烧；
当预燃室内的温度和压力发生急剧变化时，应急切换三通阀，废气通过应急排放管路安全排放。
10.根据权利要求9所述的新型有机气体防爆安全检测系统的使用方法，其特征在于：
其中，当废气组分确定时，通过实验获得不同浓度废气进入预燃室时的压力变化情况，直接设定低于压力急剧变化前的压力值作为应急排放压力，当预燃室中废气的压力达到应急排放压力时，应急切换三通阀，使废气通过应急排放管路安全排放。
CN202210650843.0A 2022-06-10 2022-06-10 一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法 Pending CN114941855A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210650843.0A CN114941855A (zh) 2022-06-10 2022-06-10 一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210650843.0A CN114941855A (zh) 2022-06-10 2022-06-10 一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114941855A true CN114941855A (zh) 2022-08-26

Family

ID=82908298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210650843.0A Pending CN114941855A (zh) 2022-06-10 2022-06-10 一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114941855A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206696256U (zh) 一种锅炉排烟在线连续监测调节装置
US20160061685A1 (en) Gas internal combustion engine gas leak checking device and method for same
CN105137030B (zh) 汽车涂装车间焚烧炉中的可燃气体检测装置及其处理方法
CN104990103B (zh) 自动点火装置及其控制方法
US8333573B2 (en) Apparatus for detecting a flammable atmosphere within a compressor, in particular a vacuum pump
CN111780138A (zh) 高效节能型rto回转焚烧废气处理装置及其处理工艺
CN106871139A (zh) 一种废气焚烧输送防爆防回火安全系统
CN217604122U (zh) 一种新型有机气体防爆安全检测系统
CN114941855A (zh) 一种新型有机气体防爆安全检测系统及其使用方法
CN106168591A (zh) 一种炉内可燃气体检测装置
CN111157477A (zh) 总烃浓度检测仪及总烃浓度检测方法
CN211475964U (zh) 一种罐区高浓度苯乙烯废气处理系统
CN109308082A (zh) 低温等离子体处理污水收集、储存、处理环节释放气中VOCs的安全控制方法
CN208382182U (zh) 一种蓄热式热力燃烧炉
CN110864311A (zh) 一种罐区高浓度苯乙烯废气处理系统及方法
CN110208321A (zh) 一种可燃气体爆炸极限分析系统
CN204574843U (zh) 一种工业窑炉安全检测装置
CN216619379U (zh) 一种气体燃料泄漏自动检测系统
CN112034088B (zh) 变压器故障气体监测设备
CN205003146U (zh) 汽车涂装车间焚烧炉中的可燃气体检测装置
CN212252652U (zh) 高效节能型rto回转焚烧废气处理装置
CN104833235B (zh) 一种工业窑炉安全检测装置及方法
CN109308042B (zh) 低温等离子体处理污水收集、储存、处理环节释放气中VOCs的安全控制装置
CN117450523A (zh) 一种用于控制rto前端安全进气的方法
RU2426946C2 (ru) Устройство автоматического контроля и управления газовой горелкой

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination