CN114963208A - Co废气处理系统 - Google Patents

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CN114963208A CN202210695321.2A CN202210695321A CN114963208A CN 114963208 A CN114963208 A CN 114963208A CN 202210695321 A CN202210695321 A CN 202210695321A CN 114963208 A CN114963208 A CN 114963208A
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于成如
石垚
董芳芳
吴向伟
芦明喜
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Abstract

本申请涉及废气处理技术领域，尤其是涉及一种CO废气处理系统，包括：燃烧炉以及多个与燃烧炉的炉膛相连通的燃烧器，且多个燃烧器沿着燃烧炉的周向顺次设置；多个燃烧器的喷射方向以炉膛的中心为圆心形成一个虚拟的切圆。基于上述结构可知，废气经过燃烧器混合后从多个方向进入炉内，在炉内形成一定直径的虚拟切圆，以旋转、扰动向上快速流动，在短时间内，使废气中的CO反应完全，进而使尾气达标，满足环保排放要求。

Description

CO废气处理系统
技术领域
本申请涉及废气处理技术领域，尤其是涉及一种CO废气处理系统。
技术背景
目前，在用煤基直接还原生产还原钛的生产运行中，由于要保证窑内还原性气氛，通常加入过量的还原剂，在产生的高温尾气中会含有一部分低浓度的CO，由于CO浓度较低(≤5％，热值较低)，无法直接燃烧，一般是直接排放。相较于废气中的常规污染因子(尘、硫、氮等)已有成熟的处理方法，低浓度的CO尚无成功的处理装置，且由于还原钛生产行业相对小众，业内更无工程先例，还原钛生产过程中的废气 CO排放超标成为亟待解决的难题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种CO废气处理系统，在一定程度上解决了现有技术中存在的还原钛生产过程废气CO排放超标的问题。
本申请提供了一种CO废气处理系统，包括：燃烧炉以及多个与所述燃烧炉的炉膛相连通的燃烧器，且多个所述燃烧器沿着所述燃烧炉的周向顺次设置；
多个所述燃烧器的喷射方向以所述炉膛的中心为圆心形成一个虚拟的切圆。
在上述技术方案中，进一步地，所述燃烧炉的沿其高度方向的截面具有正方形结构，所述燃烧器的数量为四个，且四个所述燃烧器分别设置于所述长方形结构的四个边部的中心位置偏向一侧 10cm-40cm。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述燃烧器包括主体以及沿着所述主体的长度方向顺次设置于所述主体的天然气导入部、第一补风部、废气导入部和第二补风部；
其中，所述主体的沿其中心朝向外部形成有顺次相分隔开的第一输送通道、第二输送通道以及第三输送通道；
所述天然气导入部与所述第一输送通道相连通；所述第一补风部与所述第二输送通道相连通；所述废气导入部以及所述第二补风部均与所述第三输送通道相连通。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二补风部包括导口部、分配部以及多个输送管部；其中，所述分配部呈环状，且沿着所述主体的周向延伸；
多个所述输送管部设置于所述主体和所述分配部之间，且沿着所述主体的周向顺次设置；所述分配部具有环状的输风通道，所述导口部与所述输风通道相连通；
任一所述输送管部的一端均与所述分配部的输送通道相连通，任一所述输送管部的相对的另一端均与所述第三输送通道相连通；
所述输送管部与所述第三输送通道的延伸方向形成钝角。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述主体包括由内向外顺次套设在一起的第一壳体、第二壳体以及第三壳体；其中，所述第一壳体的内部形成所述第一输送通道；所述第二壳体与所述第一壳体之间形成所述第二输送通道；所述第三壳体与所述第二壳体之间形成所述第三输送通道；
所述主体还包括端盖，所述端盖封盖于所述第一壳体、所述第二壳体以及所述第三壳体的位于同一侧的进口端。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述燃烧器还包括旋流构件，所述旋流构件包括安装本体以及沿着所述安装本体的周向设置的旋叶，所述安装本体可移动地套设于所述第二壳体的外部，且所述旋叶位于所述第二壳体和所述第三壳体之间所形成的第三输送通道内。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述燃烧器还包括与所述端盖螺纹转动连接的调节螺杆，所述调节螺杆的一端穿过所述端盖延伸至所述第三输送通道内，并且与所述旋流构件的安装本体螺纹转动连接。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述燃烧器还包括设置于所述第二输送通道内的稳焰盘，所述稳焰盘形成有多个通风孔；
所述燃烧器还包括多个管件，多个所述管件沿着所述稳焰盘的外周顺次设置；任一所述管件的一端均与所述第一输送通道相连通，任一所述管件的另一端均封闭设置，且任一所述管件的侧部均开设有多个通孔。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一补风部和所述第二补风部的内部均设置有第一调节阀；
所述燃烧炉的出口端设置有烟气成分检测仪；
所述CO废气处理系统还包括控制器，所述控制器分别与所述第一调节阀以及所述烟气成分检测仪通信连接。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述CO废气处理系统还包括排烟壳体、测温构件以及降温管件；其中，所述燃烧炉以立式布置；所述排烟壳体的一端与所述燃烧炉的出口端相连通，所述排烟壳体的出口端用于连通锅炉的进口端；
所述测温构件设置于所述排烟壳体的靠近所述锅炉的一端，且所述测温构件的测温部位于所述排烟壳体的内部；
所述降温管件的一端延伸至所述排烟壳体的内部，所述降温管件的另一端延伸至所述排烟壳体的外部；
所述降温管件的远离所述排烟壳体的一端设置有第二调节阀。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供的CO废气处理系统的工作原理如下：废气经过燃烧器混合后，从多个方向进入炉内，在炉内形成一定直径的虚拟切圆，以旋转、扰动向上快速流动，在短时间内，使废气中的CO反应完全，进而使尾气达标，满足环保排放要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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为本申请实施例提供的CO废气处理系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的燃烧炉的又一结构示意图；
图3为图2沿着A-A截面的剖视图；
图4为本申请实施例提供的燃烧器的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的燃烧器的另一结构示意图；
图6为本申请实施例提供的燃烧器的又一结构示意图。
附图标记：
1-燃烧炉，11-接口，2-燃烧器，21-主体，211-第一壳体，212- 第二壳体，213-第三壳体，214-天然气导入部，215-第一补风部，216- 废气导入部，217-第二补风部，2171-导口部，2172-分配部，2173- 输送管部，218-端盖，219-旋流构件，220-调节螺杆，221-稳焰盘，222-第一输送通道，223-第二输送通道，224-第三输送通道，225-辅助安装环，3-排烟壳体，4-测温构件，5-降温管件，6-管件，7-锅炉， 8-气体分配器，9-点火枪。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。
基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。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。
在本申请的描述中，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申请中的具体含义。
下面参照图1至图6描述根据本申请一些实施例所述的CO废气处理系统。
参见图1至图3所示，本申请的实施例提供了一种CO废气处理系统，尤其可适用于较低浓度的CO(例如≤5％)，本CO废气处理系统包括：燃烧炉1以及多个与燃烧炉1的炉膛相连通的燃烧器2，且多个燃烧器2沿着燃烧炉1的周向顺次设置；
多个燃烧器2的喷射方向以炉膛的中心形成一个虚拟的切圆。
基于以上描述的结构可知，废气经过燃烧器2混合后，从多个方向进入炉内，在炉内形成一定直径的虚拟切圆，以旋转、扰动向上快速流动，在短时间内，使废气中的CO反应完全，进而使尾气达标，满足环保排放要求。
进一步，优选地，如图1和图3所示，燃烧炉1的沿其高度方向的截面具有长方形结构，燃烧器2的数量为四个，对应地，燃烧炉1 的沿着垂直其高度方向的同一截面的四个边部的中心位置且偏向右侧一定距离(例如：由四个边部的中心位置同时向右侧偏移 10cm-40cm，或者由四个边部的中心位置同时向左侧偏移 10cm-40cm)也开设有与四个燃烧器2相一一对应的接口11，用于连通上述的燃烧器2。
根据以上描述的结构可知，废气经过燃烧器2混合后，从四个方向进入炉内，在炉内形成一定直径的虚拟切圆，以旋转、扰动向上快速流动，在短时间内使废气中的CO反应完全，可见，在保证废气中的CO反应完全的条件下，采用较少数量的燃烧器2，有助于降低早期的投入成本以及后期的维护成本。
在该实施例中，优选地，如图4所示，燃烧器2包括主体21以及沿着主体21的长度方向顺次设置于主体21的天然气导入部214、第一补风部215、废气导入部216和第二补风部217；
其中，主体21的沿其中心朝向外部形成有顺次相分隔开的第一输送通道222、第二输送通道223以及第三输送通道224；
天然气导入部214与第一输送通道222相连通；第一补风部215 与第二输送通道223相连通；废气导入部216以及第二补风部217 均与第三输送通道224相连通。
根据以上描述的结构可知，本实施例提供的燃烧器2采用3通道以及2次补风的特殊结构形式，较现有技术中各种气体分别从燃烧炉 1的四周的不同方向分别进入到燃烧炉1内而言，提升气体的混合效果，使废气温度瞬间升到650℃以上，达到CO的反应温度。
在该实施例中，优选地，如图4所示，第二补风部217包括导口部2171、分配部2172以及多个输送管部2173；其中，分配部2172 呈环状，且沿着主体21的周向延伸；
多个输送管部2173设置于主体21和分配部2172之间，且沿着主体21的周向顺次设置；分配部2172具有环状的输风通道，导口部 2171与输风通道相连通；
任一输送管部2173的一端均与分配部2172的输送通道相连通，任一输送管部2173的相对的另一端均与第三输送通道224相连通；
输送管部2173与第三输送通道224的延伸方向形成钝角。
根据以上描述的结构可知，补风以一定角度斜切进入第三输送通道224内，补风流向与废气流向相同，使得两者混合更均匀。
在该实施例中，优选地，如图4至图6所示，主体21包括由内向外顺次套设在一起的第一壳体211、第二壳体212以及第三壳体 213；其中，第一壳体211的内部形成第一输送通道222；第二壳体 212与第一壳体211之间形成第二输送通道223；第三壳体213与第二壳体212之间形成第三输送通道224；第一壳体211的外壁形成有辅助安装环225，用于抵靠在燃烧炉1的接口11上的法兰上，两者可通过紧固构件例如螺栓相连接。
主体21还包括端盖218，端盖218封盖于第一壳体211、第二壳体212以及第三壳体213的位于同一侧的进口端，第一壳体211、第二壳体212以及第三壳体213的出口端的位置不同，第三壳体213 与燃烧炉1相连通，第二壳体212的出口端与燃烧炉1之间形成有一定的空间，第一壳体211的出口端与第一壳体211的出口端之间也形成一定的空间，也就是说第三壳体213的长度大于第二壳体212的长度，第二壳体212的长度大于第一壳体211的长度，上述空间可用于废气、天然气以及空气的充分混合；除此之外，端盖218上穿设有点火枪9，点火枪9的点火部位于第二输送通道223内。
进一步，优选地，第一壳体211、第二壳体212以及第三壳体213 均为金属的圆形壳体，尤其是第一壳体211，其可直接采用常规的钢管。
在该实施例中，优选地，如图4和图5所示，燃烧器2还包括旋流构件219，旋流构件219包括安装本体以及沿着安装本体的周向设置的旋叶，安装本体可移动地套设于第二壳体212的外部，且旋叶位于第二壳体212和第三壳体213之间所形成的第三输送通道224内。
根据以上描述的结构可知，废气经过多个旋叶旋转、扰动地进入燃烧炉1内，并且使得废气、天然气和补入的风更加充分地混合。
进一步，优选地，旋叶是由具有倾斜角度的板形成的；旋叶的数量为多个，且多个旋叶沿着安装本体的周向均匀间隔设置。
在该实施例中，优选地，如图4所示，燃烧器2还包括与端盖 218螺纹转动连接的调节螺杆220，调节螺杆220的一端穿过端盖218 延伸至第三输送通道224内，并且与旋流构件219的安装本体螺纹转动连接。
根据以上描述的结构可知，通过旋转调节螺杆220，进而迫使与其螺纹转动连接的旋流构件219沿着第三输送通道224的长度方向移动，尤其旋流构件219朝向燃烧炉1移动时，增大气体的旋转、扰动，远离燃烧炉1时，减小气体的旋转、扰动，满足不同的燃烧需求。
进一步，优选地，调节螺杆220的端部形成有把手，便于操作者握持。
进一步，优选地，调节螺杆220的数量为两个，且在水平面内，对称分布于第二壳体212的相对的两侧部，保证旋流构件219运动过程中的平稳性。
在该实施例中，优选地，如图4和图5所示，燃烧器2还包括设置于第二输送通道223内的稳焰盘221，稳焰盘221形成有多个通风孔；
燃烧器2还包括多个管件6，多个管件6沿着稳焰盘221的外周顺次设置；
任一管件6的一端均与第一壳体211内的第一输送通道222相连通，任一管件6的另一端均封闭设置，且任一管件6的侧部均开设有多个通孔。可见，利用多个管件6将一部分天然气引导至第二输送通道223处，使得各部分的气体混合得更均匀。
根据以上描述的结构可知，稳焰盘221起到稳流的作用，避免第二输送通道223内的空气过大，熄灭火焰。
进一步，优选地，稳焰盘221为圆盘状结构，且其开设有多个圆形的通风孔；稳焰盘221可卡接或者焊接到第一壳体211的外壁。
在该实施例中，优选地，第一补风部215和第二补风部217的内部均设置有第一调节阀(图中未示出)，优选地，此第一调节阀为电动调节阀，无需依靠人力调节；
燃烧炉1的出口端设置有烟气成分检测仪，能够检测废气中CO 的含量；
CO废气处理系统还包括控制器(图中未示出)，控制器分别与第一调节阀以及烟气成分检测仪通信连接，此控制器均为现有技术中常用的设备，在此，不再详述。
根据以上描述的结构可知，第一调节阀与烟气成分检测仪实现联锁工作，可根据出口废气中CO含量自动调节补风量，实现自动控制，从而可保证出口的CO含量在200ppm以下。
在该实施例中，优选地，如图1和图2所示，CO废气处理系统还包括排烟壳体3、测温构件4以及降温管件5；
其中，燃烧炉1以立式布置，使废气中的含碳粉尘呈悬浮姿态，更有利于固体燃料的燃烧；
排烟壳体3的一端与燃烧炉1的出口端相连通，排烟壳体3的出口端用于连通锅炉7的进口端；
测温构件4设置于排烟壳体3的靠近锅炉7的一端，且测温构件 4的测温部位于排烟壳体3的内部，可见，燃烧炉1的出口端通过排烟壳体3与锅炉7相连通，燃烧炉1的进口端与前述的燃烧器2相连通，全部燃烧器2均通过管路连接气体分配器8；
降温管件5的一端延伸至排烟壳体3的内部，降温管件5的另一端延伸至排烟壳体3的外部；
降温管件5的远离排烟壳体3的一端设置有第二调节阀，且优选地，第二调节阀和测温构件4均与前述的控制器通信连接，亦或者是单独配设一个控制器，进行单独控制。
根据以上描述的结构可知，低热值的含CO的废气经过高效的燃烧器2升温后，进入燃烧炉1，经炉内强力扰动、混合，使CO完全燃烧，经过烟道也即排烟壳体3进入后续余热锅炉7中，进行热能回收。
在烟道的后端设置测温点，与降温管件5上的第二调节阀进行联锁工作，可通过温度设定，进行自动调节，也就是说当测量的温度超过预设值时，则增大阀口的开度，加大冷却气流，以满足进入锅炉7 内的气体的温度要求。可见，上述结构形成了降温补风结构，使得排出的气体能够满足锅炉7对温度的要求。
进一步，优选地，测温构件4的数量为两个，且在水平面内对称设置于排烟壳体3的两侧部，以检测到的温度取平均值，提升检测结果的精准性。
进一步，优选地，测温构件4为热电偶，较灵敏。
综上，本申请提供的CO废气处理系统具有如下结构和特点：
本CO废气处理系统包括立式的燃烧炉1也即高效的焚烧炉、多个高效的燃烧器2以及降温补风结构，其中，多个燃烧器2的喷射方向以炉膛的中心形成一个虚拟的切圆，废气经过燃烧器2混合、快速升温后，从多个方向进入炉内，在炉内形成一定直径的虚拟切圆，以旋转、扰动向上快速流动，在短时间内，使废气中的CO反应完全，进而使尾气达标，满足环保排放要求。
高效的燃烧器2采用3通道以及2次补风的特殊结构形式，较现有技术中各种气体分别从燃烧炉1的四周的不同方向分别进入到燃烧炉1内而言，提升气体的混合效果，使废气温度瞬间升到650℃以上，达到CO的反应温度。
采用第一调节阀以及烟气成分检测仪联锁工作，进而调节自动控制，从而使得废气流速稳定在一个合理范围内，保证混合、燃烧效果，从而可保证出口的CO含量在200ppm以下。
在烟道的后端设置测温点，与降温管件5上的第二调节阀进行联锁工作，可通过温度设定进行自动调节，也就是说当测量的温度超过预设值时，则增大阀口的开度，加大冷却气流，以满足进入锅炉7 内的气体的温度要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种CO废气处理系统，其特征在于，包括：燃烧炉以及多个与所述燃烧炉的炉膛相连通的燃烧器，且多个所述燃烧器沿着所述燃烧炉的周向顺次设置；
多个所述燃烧器的喷射方向以所述炉膛的中心为圆心形成一个虚拟的切圆。
2.根据权利要求1所述的CO废气处理系统，其特征在于，所述燃烧炉的沿其高度方向的截面具有长方形结构，所述燃烧器的数量为四个，且四个所述燃烧器分别设置于所述长方形结构的四个边部的中心位置偏向一侧10cm-40cm。
3.根据权利要求1所述的CO废气处理系统，其特征在于，所述燃烧器包括主体以及沿着所述主体的长度方向顺次设置于所述主体的天然气导入部、第一补风部、废气导入部和第二补风部；
其中，所述主体的沿其中心朝向外部形成有顺次相分隔开的第一输送通道、第二输送通道以及第三输送通道；
所述天然气导入部与所述第一输送通道相连通；所述第一补风部与所述第二输送通道相连通；所述废气导入部以及所述第二补风部均与所述第三输送通道相连通。
4.根据权利要求3所述的CO废气处理系统，其特征在于，所述第二补风部包括导口部、分配部以及多个输送管部；其中，所述分配部呈环状，且沿着所述主体的周向延伸；
多个所述输送管部设置于所述主体和所述分配部之间，且沿着所述主体的周向顺次设置；所述分配部具有环状的输风通道，所述导口部与所述输风通道相连通；
任一所述输送管部的一端均与所述分配部的输送通道相连通，任一所述输送管部的相对的另一端均与所述第三输送通道相连通；
所述输送管部与所述第三输送通道的延伸方向形成钝角。
5.根据权利要求3所述的CO废气处理系统，其特征在于，所述主体包括由内向外顺次套设在一起的第一壳体、第二壳体以及第三壳体；其中，所述第一壳体的内部形成所述第一输送通道；所述第二壳体与所述第一壳体之间形成所述第二输送通道；所述第三壳体与所述第二壳体之间形成所述第三输送通道；
所述主体还包括端盖，所述端盖封盖于所述第一壳体、所述第二壳体以及所述第三壳体的位于同一侧的进口端。
6.根据权利要求5所述的CO废气处理系统，其特征在于，所述燃烧器还包括旋流构件，所述旋流构件包括安装本体以及沿着所述安装本体的周向设置的旋叶，所述安装本体可移动地套设于所述第二壳体的外部，且所述旋叶位于所述第二壳体和所述第三壳体之间所形成的第三输送通道内。
7.根据权利要求6所述的CO废气处理系统，其特征在于，所述燃烧器还包括与所述端盖螺纹转动连接的调节螺杆，所述调节螺杆的一端穿过所述端盖延伸至所述第三输送通道内，并且与所述旋流构件的安装本体螺纹转动连接。
8.根据权利要求3所述的CO废气处理系统，其特征在于，所述燃烧器还包括设置于所述第二输送通道内的稳焰盘，所述稳焰盘形成有多个通风孔；
所述燃烧器还包括多个管件，多个所述管件沿着所述稳焰盘的外周顺次设置；任一所述管件的一端均与所述第一输送通道相连通，任一所述管件的另一端均封闭设置，且任一所述管件的侧部均开设有多个通孔。
9.根据权利要求3所述的CO废气处理系统，其特征在于，所述第一补风部和所述第二补风部的内部均设置有第一调节阀；
所述燃烧炉的出口端设置有烟气成分检测仪；
所述CO废气处理系统还包括控制器，所述控制器分别与所述第一调节阀以及所述烟气成分检测仪通信连接。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的CO废气处理系统，其特征在于，所述CO废气处理系统还包括排烟壳体、测温构件以及降温管件；其中，所述燃烧炉以立式布置；所述排烟壳体的一端与所述燃烧炉的出口端相连通，所述排烟壳体的出口端用于连通锅炉的进口端；
所述测温构件设置于所述排烟壳体的靠近所述锅炉的一端，且所述测温构件的测温部位于所述排烟壳体的内部；
所述降温管件的一端延伸至所述排烟壳体的内部，所述降温管件的另一端延伸至所述排烟壳体的外部；
所述降温管件的远离所述排烟壳体的一端设置有第二调节阀。
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