CN115823598B - 分流装置、燃烧装置及VOCs气体处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于物理分离装置技术领域，具体公开了一种分流装置、燃烧装置及VOCs气体处理方法。其中，所述分流装置，包含：固定端和活动端，所述活动端相对于所述固定端可移动和/或可转动；所述活动端设置在流体流动的通道内，所述活动端将所述流体流动的通道划分为两部分。将所述分流装置设置在用于VOCs气体燃烧的燃烧室的出口处，燃烧后产生的气体借助所述分流器取其中一部分回收其所携带的热能；所述分流装置在实现热能回收的基础上，实现燃烧室与外环境相通，解决封闭燃烧的情况下VOCs气体浓度波动导致的安全隐患问题。

Description

分流装置、燃烧装置及VOCs气体处理方法

技术领域

本发明属于物理分离装置技术领域，尤其涉及分流装置、燃烧装置及VOCs气体处理方法。

背景技术

对于废气燃烧，往往伴随着燃烧后气体热量的回收利用等技术问题。

对于VOCs气体的燃烧，一般将VOCs的浓度降低至安全范围内后再进行燃烧（一般为25%LEL以内）,低浓度VOCs气体燃烧后气体热量的直接通入换热装置即能实现回收利用。但是低浓度VOCs气体燃烧，要解决对高浓度VOCs气体的高稀释比的问题，导致工艺复杂度增加、处理规模增加、安全性不能完全保证等方面的问题。近些年出现了高浓度VOCs气体直接燃烧的处理技术，燃烧腔与换热装置相通使得高浓度VOCs气体在封闭环境内燃烧，容易引发爆炸。而如果直接将VOCs燃烧后的气体与大气连通排放，而不对其不进行热量回用，又存在着较大的能量浪费。因此对高浓度VOCs气体燃烧后排放气体的处理存在着矛盾。本发明意在解决上述问题。

发明内容

为了解决VOCs气体燃烧后排放气体直接排放其携带的热能被浪费而直接回收又存在安全隐患的问题，本发明提供分流装置、燃烧装置及VOCs气体处理方法，在解决废气直接燃烧安全性的问题基础上，实现热量的回用。

本发明是通过以下技术方案实现的发明目的。

提供一种分流装置，包含：

固定端和活动端，所述活动端相对于所述固定端可移动和/或可转动；

所述活动端设置在流体流动的通道内，所述活动端将所述流体流动的通道划分为两部分。

在一种优选的实施方式中，所述活动端具有折角，折角的角度范围为0到180度，所述活动端在其折角处与所述固定端移动连接和/或铰接。

在一种优选的实施方式中，所述活动端包含两个板体，两个所述板体在一端连接形成所述折角，两个所述板体之间的夹角不小于0度且不大于180度。

在一种优选的实施方式中，所述分流装置的材质为耐高温材质。

本申请还提供一种燃烧装置，包含上述分流装置，包括：

燃烧室，所述燃烧室的一端设置燃烧室入口，在所述燃烧室上与所述燃烧室入口相对的一端设置燃烧室第一出口和燃烧室第二出口；所述分流装置设于所述燃烧室第一出口和燃烧室第二出口之间，所述燃烧室出口处的流体通道被所述分流装置划分成的两部分其中之一与所述燃烧室第一出口连通，其中另一与所述燃烧室第二出口连通；

余热回收室，其内部被分成若干互不联通的通道，所述余热回收室内的每个通道的两端均与所述余热回收室的外部连通；

所述燃烧室第一出口和燃烧室第二出口其中之一与外界连通，其中另一与所述余热回收室的至少一个通道的一端连通；

所述余热回收室的至少一个通道与冷媒连通。

在一种优选的实施方式中，所述分流装置的固定端与所述燃烧室的内壁连接。

在一种优选的实施方式中，将所述余热回收室的内部分成若干互不联通的通道的结构为折流板或扁管。

在一种优选的实施方式中，所述折流板为若干薄层金属波纹板。

在一种优选的实施方式中，所述燃烧室第一出口和燃烧室第二出口指向的方向无交点。

本申请还提供一种VOCs气体处理方法，包含：将VOCs气体通入所述燃烧室入口进行燃烧，并将燃尽VOCs气体后的部分气体进入余热回收室实现热量回用。

本发明公开的分流装置，包含：固定端和活动端，所述活动端相对于所述固定端可移动和/或可转动；所述活动端设置在流体流动的通道内，所述活动端将所述流体流动的通道划分为两部分。将所述分流装置设置在用于VOCs气体燃烧的燃烧室的出口处，燃烧后产生的气体借助所述分流器取其中一部分回收其所携带的热能；所述分流装置在实现热能回收的基础上，实现燃烧室与外环境相通，解决封闭燃烧的情况下VOCs气体浓度波动存在安全隐患问题。

本申请还提供包含所述分流装置的燃烧装置，所述燃烧装置通过使用所述分流装置既能实现热能回收利用，又实现了非封闭燃烧解决了VOCs气体燃烧后排放气体直接排放其携带的热能被浪费的问题的同时，消除了封闭燃烧的情况下VOCs气体浓度波动存在的安全隐患。

利用所述燃烧装置，本申请还提供一种VOCs气体处理方法，将高浓度的VOCs气体通入所述燃烧室入口进行燃烧，所述VOCs气体处理方法开放式燃烧VOCs气体，不存在封闭环境下VOCs气体浓度波动存在安全隐患，并且能够实现处理VOCs气体过程中产生的热量的回收利用，安全且环保。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的分流装置及燃烧装置的结构示意图；

图2a和图2b为本发明实施例1提供的分流装置的两种实施方式的结构示意图；

图3a至图3c为本发明实施例1提供的燃烧装置的三种实施方式的结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的燃烧装置中余热回收室的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例提供一种分流装置，可以放置于气体或液体流动的通道内，对气体或液体进行分流，即将进入所述分流装置的气体分成两部分、三部分或更多，每部分的气体或液体经过所述分流装置后流向不同，可以流向不通的空间、容器或装置。

具体地，参照图1，分流装置110，包含：

固定端112和活动端111，活动端111相对于固定端112可移动和/或可转动；

活动端111设置在流体流动的通道内，活动端111将所述流体流动的通道划分为两部分。

在一种具体实施方式中，活动端111可以通过相对于固定端112转动改变所述流体流动的通道被划分成的左右两部分的大小。活动端111可以是板体，活动端111的一端通过枢轴连接在固定端112上，通过活动端111绕枢轴的转动改变其在所述流体流动的通道内的角度，从而改变所述流体流动的通道被划分成的两部分的大小。活动端111为具有棱的结构，例如三棱柱体，四棱柱体等，活动端111的一条棱与所述流体流动的方向垂直，活动端111与固定端112之间的转轴与这条棱垂直并且活动端111可以绕这条棱转动（图1中这条棱可以是垂直于纸面的一条直线，这条直线与纸面的垂足为固定端112所示的点）。

在一种具体实施方式中，参照图1，活动端111包含第一板体1111和第二板体1112，第一板体1111和第二板体1112在一端连接形成折角, 第一板体1111和第二板体1112之间有不小于0度且不大于180度的夹角，第一板体1111和第二板体1112连接在一起的一端与固定端112铰接。

对于放置于燃烧室内的分流装置110,材质优选为耐高温材质，例如陶瓷。

改变活动端111的角度可以通过人工改变也可以跟随所述流体的流量或流速自动改变。本实施例提供一种实现自动调节所述流体流动的通道被划分成的两部分的大小的分流装置110的具体实施方式：参照图2a,活动端111包含第一板体1111和第二板体1112，第一板体1111和第二板体1112在一端连接并且二者之间有不小于0度且不大于180度的夹角。其中，第一板体1111通过弹性件1113和固定端112连接。弹性件1113可以是橡胶材质制成的板状结构，为了适应高温环境，可以在弹性件1113外设置隔热结构。当所述流体的流量变大时，所述流体施加在第一板体1111上的力变大，由于通过弹性件1113连接在固定端112，第一板体1111会向第二板体1112靠近，第一板体1111一侧的通道扩大。

本实施例提供另一种实现自动调节所述流体流动的通道被划分成的两部分的大小的分流装置110的具体实施方式：参照图2b,活动端111包含第一板体1111和第二板体1112，第一板体1111和第二板体1112在一端连接并且二者之间有大于0度的夹角。其中，第一板体1111上与第二板体1112连接在一起的一端与固定端112铰接，并且第一板体1111通过弹簧1114和分流装置110所安装的结构连接，例如和燃烧室1的内壁连接。当所述流体的流量变大时，所述流体施加在第一板体1111上的力变大，由于通过弹簧1114连接在燃烧室1的内壁上，第一板体1111会向第二板体1112靠近，第一板体1111一侧的通道扩大。

通过自动调节所述流体流动的通道被划分成的两部分的大小，使本实施例提供的分流装置110尤其使用于燃烧室等不方便调节位置或角度的场景。

本实施例提供了通过改变活动端111的第一侧板体相对于第二板体的位置以改变所述流体流动的通道的被划分成的两部分的大小的具体实施结构。此外，调节所述流体流动的通道被划分成的两部分的大小，还包括改变活动端111整体相对于所述流体流动的通道的角度的具体实施结构。

在将高浓度VOCs气体直接燃烧的处理技术中，若燃烧腔与换热装置相通使得高浓度VOCs气体在封闭环境内燃烧，容易引发爆炸。而如果直接将VOCs燃烧后的气体与大气连通排放，而不对其不进行热量回用，又存在着较大的能量浪费。可见，对高浓度VOCs气体燃烧后排放气体的处理存在着矛盾。

为了解决上述矛盾，本实施例还提供一种燃烧装置，利用分流装置110，将燃烧后产生的气体的一部分回收，其所携带的热能可以就近用于VOCs气体的预热；分流装置110创造的另一流体流动的通道使燃烧室与外环境相通，解决封闭燃烧的情况下VOCs气体浓度波动存在安全隐患问题。

具体地，参照图1，所述燃烧装置。包含：

燃烧室1，燃烧室1的一端设置燃烧室入口120，在燃烧室1上与燃烧室入口120相对的一端设置燃烧室第一出口130和燃烧室第二出口140；分流装置110设于燃烧室第一出口130和燃烧室第二出口140之间，燃烧室1出口处的流体通道被分流装置110划分成的两部分其中左部与燃烧室第一出口130连通，右部与燃烧室第二出口140连通。

余热回收室2，其内部被分成若干互不联通的通道，如图4所示，余热回收室2内的每个通道的两端均与余热回收室2的外部连通；

燃烧室第一出口130与外界连通，燃烧室第二出口140与余热回收室2的热侧通道入口端210连通；可以在热侧通道出口端240配置引风机300，增强余热回收的热侧气体流动。

余热回收室2的冷侧通道与冷媒连通，所述冷媒从冷侧通道入口端230进入，从冷侧通道出口端220排出。所述冷媒为在所述通道内流动的介质，可以是水、导热油或空气。

在一种优选的实施方式中，热侧通道和冷侧通道内流体的流向相反，有助于提高换热效率。

在一种优选的实施方式中，分流装置110的固定端112与燃烧室1的内壁连接。分流装置110固定在燃烧室1内，留有燃烧室1与外界大气直接相通的途径，才能避免封闭燃烧。

在一种优选的实施方式中，将余热回收室2的内部分成若干互不联通的通道的结构为折流板或扁管。所述折流板可以为若干薄层金属波纹板，提高换热效率。

本实施例还给出所述燃烧室第一出口和燃烧室第二出口的布置位置的具体实施方式，燃烧室第一出口130和燃烧室第二出口140指向的方向无交点。具体布置方式可以如图3a中所示，燃烧室第一出口130、燃烧室第二出口140平行设置，也可以如图3b所示，燃烧室第一出口130、燃烧室第二出口140和燃烧室入口120呈T形设置，或者如图3c所示，燃烧室第一出口130、燃烧室第二出口140和燃烧室入口120呈Y形设置。

对于本实施例提供的可以自动调节所述流体流动的通道被划分成的两部分的大小，的分流装置110，第一板体1111左侧的通道与外界大气相同，第二板体1112右侧的通道与余热回收室2相通。当燃烧室1内的燃烧功率高燃烧后的气体的流量变大时，第一板体1111左侧的通道扩大时，第二板体1112右侧的通道变小，通入余热回收室2的热量变少；当燃烧室1内的燃烧功率降低燃烧后的气体的流量变小时，第一板体1111左侧的通道变小时，第二板体1112右侧的通道变大，通入余热回收室2的热量变多，实现根据燃烧室的燃烧量控制与外界大气连通的通道的大小。

在一种优选的实施方式中，待处理的VOCs气体与其他补充气体提前混合后，通过燃烧室入口120进入燃烧室1；其中，混合后的气体，通过预混式表面燃烧器将预混区与燃烧室1进行隔离。

本实施例还提供一种VOCs气体处理方法，包含：将VOCs气体通入上述燃烧室入口120进行燃烧，并将燃尽的气体的部分进入余热回收室2实现热量回用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.燃烧装置，其特征在于，包含：

燃烧室，所述燃烧室的一端设置燃烧室入口，在所述燃烧室上与所述燃烧室入口相对的一端设置燃烧室第一出口和燃烧室第二出口；有分流装置设于所述燃烧室第一出口和燃烧室第二出口之间，所述燃烧室出口处的流体通道被所述分流装置划分成的两部分，其中之一与所述燃烧室第一出口连通，其中另一与所述燃烧室第二出口连通；

余热回收室，其内部被分成若干互不联通的通道，所述余热回收室内的每个通道的两端均与所述余热回收室的外部连通；

所述燃烧室第一出口和燃烧室第二出口其中之一与外界连通，其中另一与所述余热回收室的至少一个通道的一端连通；

所述余热回收室的至少一个通道与冷媒连通；

其中，所述分流装置，包含：

固定端和活动端，所述活动端相对于所述固定端可转动；

所述活动端设置在流体流动的通道内，所述活动端将所述流体流动的通道划分为两部分；利用所述分流装置，将燃烧后产生的气体的一部分回收，所述分流装置创造的另一流体流动的通道使燃烧室与外环境相通；

所述活动端是板体，所述活动端的一端通过枢轴连接在固定端上，通过所述活动端绕枢轴的转动改变其在所述流体流动的通道内的角度，从而改变所述流体流动的通道被划分成的两部分的大小；或

所述分流装置的活动端为具有棱的结构，所述活动端的一条棱与所述流体流动的方向垂直，所述活动端与所述固定端之间的转轴与这条棱重合并且所述活动端绕这条棱转动。

2.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，混合后的气体，通过预混式表面燃烧器将预混区与燃烧室进行隔离。

3.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述分流装置的固定端与所述燃烧室的内壁连接。

4.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，将所述余热回收室的内部分成若干互不联通的通道的结构为折流板或扁管。

5.根据权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于，所述折流板为若干薄层金属波纹板。

6.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述燃烧室第一出口和燃烧室第二出口指向的方向无交点。

7.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述活动端包含第一板体和第二板体，所述第一板体和所述第二板体在一端连接并且二者之间有不小于0度且不大于180度的夹角；

其中，所述第一板体通过弹性件和所述固定端连接；或者，

所述活动端包含第一板体和第二板体，所述第一板体和第二板体在一端连接并且二者之间有大于0度的夹角；

其中，所述第一板体上与所述第二板体连接在一起的一端与所述固定端铰接，并且所述第一板体通过弹簧和所述燃烧室的内壁连接。

8.VOCs气体处理方法，其特征在于，包含：将VOCs气体通入权利要求1至7任一项所述的燃烧装置的燃烧室入口进行燃烧，并将燃尽VOCs气体后的部分气体进入余热回收室实现热量回用。

9.根据权利要求8所述的VOCs气体处理方法，其特征在于，待处理的VOCs气体与其他补充气体提前混合后，通过燃烧室入口进入燃烧室；其中，混合后的气体，通过预混式表面燃烧器将预混区与燃烧室进行隔离。

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