CN116557868A - 焚烧炉及其焚烧热量回收系统 - Google Patents
焚烧炉及其焚烧热量回收系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116557868A CN116557868A CN202310605149.1A CN202310605149A CN116557868A CN 116557868 A CN116557868 A CN 116557868A CN 202310605149 A CN202310605149 A CN 202310605149A CN 116557868 A CN116557868 A CN 116557868A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- incinerator
- temperature
- interlayer
- heat
- 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
Links
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 29
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 22
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 17
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical group [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims description 15
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 15
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 30
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 29
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract description 12
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 abstract description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 8
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 213
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 8
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 4
- PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N aluminium silicate Chemical compound O=[Al]O[Si](=O)O[Al]=O PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000009421 internal insulation Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F23G5/44—Details; Accessories
-
- 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
- F23G5/44—Details; Accessories
- F23G5/46—Recuperation of heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J13/00—Fittings for chimneys or flues
- F23J13/02—Linings; Jackets; Casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Abstract
本发明公开了焚烧炉及其焚烧热量回收系统,包括由内向外依次设置的内保温组件、壳体以及空气夹套组件,所述空气夹套组件包括由内向外依次设置的空气夹层、空气保温层和防护层,所述空气夹层连接有冷风机和引风组件,所述冷风机将冷风送入空气夹层,所述引风组件将热风引出空气夹层,以使空气夹层内空气的温度介于壳体外壁温度和防护层温度之间。空气夹层内空气与壳体之间为空气自然或强制对流传热,能保证焚烧炉壳体温度高于可能渗入内保温层与壳体接触的焚烧烟气的露点温度,避免低温腐蚀。同时,为了避免烫伤维护及巡检人员,通过冷风机和引风组件加速空气流动,使空气夹层内的温度呈梯度降低,确保使用安全。
Description
技术领域
本发明涉及焚烧设备技术领域,具体涉及焚烧炉及其焚烧热量回收系统。
背景技术
化工行业在生成终端产品的同时会产生大量废气和废液,日益严格的环保标准要求废气和废液必须进行处理才能达标排放,焚烧工艺是处理废气和废液的重要手段,焚烧炉作为焚烧工艺的重要设备,必须考虑其在恶劣工况下的安全稳定生产,避免影响化工主工艺的正常运行。焚烧炉多采用绝热焚烧的形式去除废气和废液中的有害物质,燃烧温度必须达到足够的温度以充分燃尽有害物质,因而焚烧炉的内保温材料需承受高温和废气废液氛围的双重考验,因而对于对内保温材料提出更高的要求。同时焚烧炉钢筒体的热阻不高,筒体的内表面温度接近外表面温度,内表面可能与腐蚀性的废液废气接触,在一定的温度区间会加速腐蚀,威胁筒体的安全。
低温腐蚀是发生在锅炉尾部受热面的硫酸腐蚀,因为尾部受热面区段的烟气和管壁温度较低,所以称为低温腐蚀。空预器和省煤器管也有可能发生低温腐蚀。造成低温腐蚀的主要因素包括以下几点:(1)烟气中的含硫量:含硫量越高,可能转化为SO3就越多,酸露点就越高;(2)过量空气系数α:过量空气系数越高,O2量越多,氧化反应生产SO3就越多;(3)受热面的表面金属温度:在锅炉的常见尾部受热面壁温范围内,壁温与腐蚀速度并不是线性关系。但壁温越低,腐蚀越严重,当烟温低于某一临界温度时,腐蚀速度将快速增长。
焚烧炉同样易受到低温腐蚀的影响,鉴于化工工艺产品的复杂性和多样性,低温腐蚀的影响因素更为复杂,因而在焚烧炉设计时须格外关注内壁温的高低。焚烧炉的焚烧温度远高于可能发生低温腐蚀的温度,但内保温材料的设置使焚烧炉筒体的温度接近环境温度。高温烟气通过内保温材料的空隙和安装的缝隙,与内侧筒体相接触,受冷后凝结为液体,可能造成筒体的低温腐蚀。
此外,外壁温通常是项目业主的关注点,温度不可超出业主的要求,以保证维护和检修的需要。如果仅依靠设置内保温材料以控制外壁温,内保温的厚度有可能很厚,高要求的内保温材料成本上升很快,外壁温越接近环境温度,成本上升越快。筒体同时需要承担内保温材料和重量和荷载,内保温的增加对于筒体的强度也提出更高的挑战,有时不得不增加筒体的厚度。筒体的热阻相较其他环节较小,筒体内侧温度接近于筒体的外壁温,外壁温的降低,使内部气体遇冷后筒体腐蚀的可能性增加。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
针对上述技术问题,本发明提供了焚烧炉及其焚烧热量回收系统,空气夹层内空气与壳体之间为空气自然或强制对流传热,能保证焚烧炉壳体温度高于可能渗入内保温层与壳体接触的焚烧烟气的露点温度,避免低温腐蚀。燃烧的热量经空气夹层换热后,由引风机送至空气预热器,空气预热器预热后经风箱由回热管道重新输送至焚烧炉的燃烧器进行燃烧,有利于提高焚烧温度,降低燃气消耗。
2、技术方案
为解决上述问题,本发明提供的技术方案为:一种焚烧炉,包括由内向外依次设置的内保温组件、壳体以及空气夹套组件,所述空气夹套组件包括由内向外依次设置的空气夹层、空气保温层和防护层,所述空气夹层连接有冷风机和引风组件,所述冷风机将冷风送入空气夹层,所述引风组件将热风引出空气夹层,以使空气夹层内空气的温度介于壳体外壁温度和防护层温度之间。
可选的,所述内保温组件包括由内向外依次设置的低硅高铝耐火砖层、隔热轻质保温砖层和硅酸铝陶瓷纤维毯层,所述硅酸铝陶瓷纤维毯层设置在壳体内侧壁。
可选的,所述低硅高铝耐火砖层采用铬刚玉、刚玉或高铬砖。
可选的,所述引风组件包括热风管道和引风机,所述热风管道的进风口与空气夹层连接,热风管道的出风口与引风机的进风口连接,引风机的出风口用于与回热组件连接。
可选的,所述壳体内侧壁涂覆有耐酸涂料,所述耐酸涂料的厚度为0.5~3mm。
本发明还公开了一种焚烧炉焚烧热量回收系统,包括回热组件和上文所述的焚烧炉,所述回热组件包括依次连接的空气预热器、风箱和回热管道,所述引风机的出风口与空气预热器的进风口连接,所述回热管道的出风口与焚烧炉的壳体连接。
可选的,所述引风组件还包括冷风管道,所述冷风管道与热风管道连通,所述冷风管道上设有调节阀门。
可选的,还包括连接烟道和余热锅炉,所述连接烟道一端与壳体连通,连接烟道另一端与余热锅炉连通,所述壳体底部设有出渣口。
可选的,所述壳体底部的高度高于连接烟道底部的高度,所述连接烟道底部的高度高于余热锅炉底部的高度,且壳体的底部、连接烟道的底部、余热锅炉的底部向着壳体所在的方向向下倾斜设置。
可选的,所述连接烟道内侧壁设有烟道保温层,所述烟道保温层由内向外依次设置低硅高铝耐火砖层、隔热轻质保温砖层和硅酸铝陶瓷纤维毯层,所述硅酸铝陶瓷纤维毯层设置在连接烟道内侧壁。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
(1)本申请实施例提出的焚烧炉,由于空气夹层内的空气与壳体之间为空气自然对流传热或强制对流传热,空气被加热后明显高于空气夹层外的环境温度,提高焚烧炉壳体内壁温与环境温度的温度差,能保证焚烧炉壳体温度高于可能渗入内保温层与壳体接触的焚烧烟气的露点温度,避免低温腐蚀,同时,为了避免烫伤维护及巡检人员,通过冷风机和引风组件加速空气流动,使空气夹层内的温度呈梯度降低,使防护层的外壁温不超过工程要求的温度范围,确保使用安全。壳体内保温和空气夹层优势互补,可有效抑制酸性物质及盐类的腐蚀、热震与冲刷,在保证内保温使用寿命的同时,能保证壳体外壁温为150-180℃,从而杜绝了炉内壳体低温腐蚀问题。本方案减少了壳体内部保温材料的使用量,有效降低了成本。壳体的内保温材料和外部空气夹套组件的重量和其他荷载,均由焚烧炉的炉壳体支撑,故有效降低内保温重量可减轻壳体的荷载,使壳体厚度减少。
(2)本申请实施例提出的焚烧炉焚烧热量回收系统,浓缩液和天然气从壳体上部的入口进入炉膛内燃烧,燃烧的热量经空气夹层换热后,由引风机送至空气预热器,经空气预热器预热后经风箱由回热管道重新输送至焚烧炉的燃烧器进行燃烧,有利于提高焚烧温度,降低有害物质的排放,同时所需焚烧煤气相应减少,减少外来输入热量。
附图说明
图1为本发明的焚烧炉和余热锅炉连接示意图。
图2为本发明焚烧炉内保温组件和空气夹套组件的结构示意图。
图3为本发明焚烧炉内温度从炉膛经内保温组件、壳体、空气夹套组件,最后到周围环境的温度梯度示意图。
图4为未设置空气夹套组件的焚烧炉温度梯度示意图。
图5是本发明的焚烧炉焚烧热量回收系统示意图。
各附图中的标记为:1、壳体;2、内保温组件;201、低硅高铝耐火砖层;202、隔热轻质保温砖层;203、硅酸铝陶瓷纤维毯层;3、空气夹套组件;301、空气夹层;302、空气保温层;303、防护层;4、引风组件;401、热风管道;402、引风机;403、冷风管道;404、调节阀门;5、空气预热器;6、膨胀节;7、风箱;8、回热管道;9、连接烟道;10、余热锅炉;11、炉膛;12、一次风调节风门;13、二次风调节风门;14、去二级天然气燃烧器调节风门;15、一次风环形风道;16、二次风环形风道;17、一级天然气燃烧器;18、二级天然气燃烧器;19、一次风喷口;20、二次风喷口。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,结合附图及实施例对本发明作详细描述。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语,是为了描述本发明的技术方案方便而设置,并没有特定的限定作用,均为泛指,对本发明的技术方案不构成限定作用。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。在本发明的描述中,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”、“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。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发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案,以及不同实施例的多个技术方案之间,可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案,均在本发明要求保护的范围内。
本发明公开了一种焚烧炉,包括由内向外依次设置的内保温组件2、壳体1以及空气夹套组件3,所述空气夹套组件3包括由内向外依次设置的空气夹层301、空气保温层302和防护层303,所述空气夹层301连接有冷风机和引风组件4,所述冷风机将冷风送入空气夹层301,所述引风组件4将热风引出空气夹层301,以使空气夹层301内空气的温度介于壳体1外壁温度和防护层303温度之间。由于空气夹层301内的空气与壳体1之间为空气自然对流传热或强制对流传热,空气被加热后明显高于空气夹层外的环境温度,提高焚烧炉壳体内壁温与环境温度的温度差,能保证焚烧炉壳体温度高于可能渗入内保温层与壳体接触的焚烧烟气的露点温度,避免低温腐蚀,同时,为了避免烫伤维护及巡检人员,通过冷风机和引风组件4加速空气流动,使空气夹层301内的温度呈梯度降低,使防护层303的外壁温不超过工程要求的温度范围,确保使用安全。壳体1内保温和空气夹层301优势互补,可有效抑制酸性物质及盐类的腐蚀、热震与冲刷,在保证内保温使用寿命的同时,能保证壳体1外壁温为150-180℃,从而杜绝了炉内钢壳体1低温腐蚀问题。本方案减少了壳体1内部保温材料的使用量,有效降低了成本。壳体1的内保温材料和外部空气夹套组件3的重量和其他荷载,均由焚烧炉的炉壳体1支撑,故有效降低内保温重量可减轻壳体1的荷载,使壳体1厚度减少。
所述内保温组件2包括由内向外依次设置的低硅高铝耐火砖层201、隔热轻质保温砖层202和硅酸铝陶瓷纤维毯层203,其厚度分别为低硅高铝耐火砖层200mm、隔热轻质保温砖层100mm和硅酸铝陶瓷纤维毯层100mm。所述硅酸铝陶瓷纤维毯层203设置在壳体1内侧壁。
从图3可以看出,从炉内的焚烧温度到炉外的环境温度,温度梯度变化示意图。靠近壳体1的硅酸铝陶瓷纤维毯层203热阻最大,温度下降最快。壳体1的热阻最小,壳体1的内表面温度和壳体1外壁温度相差不大。空气夹层301与环境空气的换热热阻较大,因而空气夹层301的流动空气与壳体1外壁有显著温差,正是这个温差使壳体1内壁保持在稳定高于发生低温腐蚀的烟气温度区间。
作为对比,图4是不设置空气夹层301的壳体1温度示意图,为达到同样的外壁温度,隔热轻质保温砖层202和硅酸铝陶瓷纤维毯层203明显更厚,焚烧炉壳体1内壁温度接近环境空气温度,在不利烟气工况下有发生低温腐蚀的风险。
根据燃烧的废液废气性质和温度高低的不同,内保温组件2向火侧的低硅高铝耐火砖层可采用铬刚玉、刚玉或高铬砖。本实施例采用铬刚玉砖层,其含铬量大于8%,厚度200mm,铬刚玉有效抑制酸性物质及盐类的腐蚀、热震与冲刷,在结构不规则区域或承受较大荷载的位置可采取铬刚玉浇注料和轻质保温浇注料。所述引风组件4包括热风管道401和引风机402,所述热风管道401的进风口与空气夹层301连接,热风管道401的出风口与引风机402的进风口连接,引风机402的出风口用于与回热组件连接。
所述壳体1内侧壁涂覆有耐酸涂料,所述耐酸涂料的厚度为0.5~3mm。
本发明还公开了一种焚烧炉焚烧热量回收系统,包括上文所述的焚烧炉和回热组件,所述回热组件包括依次连接的空气预热器5、风箱7和回热管道8,所述引风机402的出风口与空气预热器5的进风口连接,所述回热管道8的出风口与焚烧炉的壳体1连接。浓缩液和天然气从壳体1上部的入口进入炉膛11内燃烧,燃烧的热量经空气夹层301换热后,由引风机402送至空气预热器5,经空气预热器5预热后经风箱7由回热管道8重新输送至焚烧炉的燃烧器进行燃烧,有利于提高焚烧温度,降低有害物质的排放。同时所需焚烧煤气相应减少,减少外来输入热量。
所述引风组件4还包括冷风管道403,所述冷风管道403与热风管道401连通,所述冷风管道403上设有调节阀门404。冷风管道403和热风管道401形成混合风,混合风通过引风机402进入空气预热器5再次加热,冷风管道403里的冷风中和热风管道401内的热风,防止热风温度过高而损坏引风机402的内部结构。
还包括连接烟道9和余热锅炉10,所述连接烟道9一端与壳体1连通,连接烟道9另一端与余热锅炉10连通,所述壳体1底部设有出渣口。废液燃烧产生的灰渣,主要是碳酸钠、溴化钠以及少量的金属氧化物,在焚烧炉的出渣口排出后,经冷却和破碎设备装袋外运。焚烧炉壳体1底部设置二级天然气燃烧器17,本焚烧炉的保温方案可使焚烧炉维持较高温度,使液态排渣成为可能。余热锅炉10回收高温烟气的余热,生成有一定压力的蒸汽,或者供应蒸汽,或者通过汽轮机发电。
所述壳体1底部的高度高于连接烟道9底部的高度,所述连接烟道9底部的高度高于余热锅炉10底部的高度,且壳体1的底部、连接烟道9的底部、余热锅炉10的底部向着壳体1所在的方向向下倾斜设置。壳体1的底部、连接烟道9的底部、余热锅炉10的底部的倾斜角度为3~6°倾斜,以利于熔渣的流动和排出。
所述连接烟道9内侧壁设有连接烟道9保温层,所述保温层氧化铝大于80%,厚度为100~180mm。
所述连接烟道内侧壁设有烟道保温层,所述烟道保温层由内向外依次设置低硅高铝耐火砖层、隔热轻质保温砖层和硅酸铝陶瓷纤维毯层,所述硅酸铝陶瓷纤维毯层设置在连接烟道内侧壁。连接烟道9外设置空气夹层,空气夹层的空气被加热后与焚烧炉空气夹层的空气一起被引风组件送往回热组件以回收热量。
实施例1
焚烧炉进料为污水蒸发残渣浓缩液,附属于碱回收炉装置的焚烧系统配制1台焚烧炉,单台设计进料流量为15t/h,正常进料固浓度为50%~70%,操作弹性50%~110%。
为保持焚烧炉有足够的温度,辅助燃料采用天然气,天然气热值介于6600kcal/Nm3~9600kcal/Nm3之间。
浓缩液中含有较高的Na+和Br-离子,燃烧烟气含有大量NaBr和Na2CO3的混合盐,耐火保温材料采用抗熔盐腐蚀和耐高温的炉衬材料。
焚烧炉的耐火保温结构设计与余热锅炉10的连接配合,与浓缩液燃烧器、天然气燃烧器、人孔、观火孔和测点的等布置相配合。
焚烧炉壳体1合围形成炉膛11。浓缩液和天然气从壳体1上部进入炉膛11燃烧,产生的烟气从下部后墙排出,通过连接烟道9进入余热锅炉10以回收热量。上部封头处设置浓缩液燃烧器、天然气燃烧器,焚烧炉上部设计二次风入口。余热锅炉10的排渣和上游的焚烧炉炉膛11综合考虑,下部设置二级天然气燃烧器17以提高烟气和灰渣温度,为焚烧炉炉膛11下部液态排渣创造条件。废液燃烧产生的灰渣,主要是碳酸钠、溴化钠以及少量的金属氧化物,在焚烧炉炉膛11下部排出后,经冷却和破碎设备装袋外运。
在焚烧炉膛11前墙下部沿宽度方向布置2个排渣口,将焚烧炉熔渣、余热锅炉10内的高温熔渣排出炉外。焚烧炉膛11、余热锅炉10和连接连接烟道9的下部呈5°倾斜,以利于熔渣的流动和排出。
参见图1,连接连接烟道9和余热锅炉10因热膨胀的方向和大小不同,在二者连接处设置膨胀节6。焚烧炉和连接连接烟道9采用内保温和空气夹层301的方案,余热锅炉10采用外保温结构。
参见图2,本实施例防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构包括焚烧炉内保温和空气夹层301,所述空气夹层301位于焚烧炉壳体1外侧,所述铬刚玉砖层位于焚烧炉内保温组件2的向火侧,直接与焚烧炉炉膛11接触。铬刚玉砖热振稳定性和高温蠕变性能优良,铬刚玉砖以Cr2O3为主要抗腐蚀原料,Cr2O3的含量越高,抗腐蚀性能越好。但高铬量的铬刚玉砖成本高昂,控制铬刚玉砖的使用量是降低成本的客观要求。
焚烧炉壳体1的内保温组件2总厚度400mm:向火侧用铬刚玉砖,其含铬量大于8%,厚度200mm;耐火保温层用莫来石轻质浇注料厚度100mm;绝热层用陶瓷纤维板或纤维毯,厚度100mm。
在壳体1上焊接好保温材料抓钉后,在壳体1内表面涂刷一层约1mm厚的耐酸涂料,进一步降低壳体1发生低温腐蚀的风险。
设置引风机402将空气夹层301的热空气向下抽出,加速空气的流动,壳体1向外散发的热量更多通过空气的传热被带走,使绝热炉膛11筒体和空气夹层301外壁保持较低的温度,满足客户的要求。引风机402的压头既要克服系统烟风道摩擦阻力和局部阻力,也要满足空气夹层301的阻力以及空气自生通风的要求。
图5中空气夹层301的空气采用强制对流的方式,在空气夹层301的下部出口位置设置引风机402,冷空气由冷风机从夹层上部导入,在和壳体1进行对流换热后从空气夹层301的下部抽出,作为助燃风的一部风送入绝热炉膛11燃烧,一方面减少了加热空气所需热量,另一方面焚烧炉炉膛11的引风机402可兼做空气夹层301风机,不必增加额外的风机。送风机的参数基本不变,不会增加成本。空气夹层301间隙厚度为100mm。采用空气强制对流的方式空气夹层301外钢板层的壁温不高于50℃,满足业主和用户的高标准要求。其流程为:
焚烧炉和连接烟道9外空气夹层301的空气吸热后,通过集中设置的空气夹层301热空气引出口,经过热风管道401汇入冷风管道403内的冷风进入引风机402,冷风道上设置调节阀门404,运行时可通过调整热风管道401和冷风管道403的风量控制混合风的温度。通过引风机402的混合风,经引风机402至空气预热器5入口风道,进入空气预热器5,吸热后经空气预热器5出口进入风配风箱7,而后进入回热管道8,通过一次风调节风门12进入炉顶一次风环形风道15的热风量,通过二次风调节风门13进入二次风环形风道16的热风量,通过去二级天然气燃烧器18的调节风门14进入二级天然气燃烧器18的热风量。炉顶一次风环形风道15的一次风依次通过一级天然气燃烧器17和数个一次风喷口19,进入焚烧炉与废气废液混合燃烧。二次风环形风道16的二次风通过数个二次风喷口20喷入焚烧炉,补充所需要的氧气。进入二级天然气燃烧器18的热风在焚烧炉下部燃烧以维持液态排渣所需要的温度。
实施例2
此实施例中空气夹层301的空气采用自然对流的方式,不需要设置冷风机和引风机402。尽量扩大吸入的冷空气量。空气夹层301外不设置防护层303,冷空气从空气夹层301的下部和空气夹层301外层的开孔进入,热空气从上部离开,空气间隙为100mm,其自然对流的上升流速约4m/s。钢壳体1与空气夹层301中气流的传热系数较小,同样的散热量需较大的温差,筒体的壁温较高,相同钢壳体1温度情况下,其内保温厚度少于强制对流方式的内保温厚度。自然对流的空气向上排入大气,其热量无法回收利用。
防护层303材质为不锈钢薄钢板或波纹板,安装在炉墙结构的最外层。形成一个相对封闭的空间,通过设立雨棚和迷宫通道等措施,避免焚烧炉钢壳体1层直接与雨水接触,弱化外腐蚀。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种焚烧炉,其特征在于,包括由内向外依次设置的内保温组件、壳体以及空气夹套组件,所述空气夹套组件包括由内向外依次设置的空气夹层、空气保温层和防护层,所述空气夹层连接有冷风机和引风组件,所述冷风机将冷风送入空气夹层,所述引风组件将热风引出空气夹层,以使空气夹层内空气的温度介于壳体外壁温度和防护层温度之间。
2.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于,所述内保温组件包括由内向外依次设置的低硅高铝耐火砖层、隔热轻质保温砖层和硅酸铝陶瓷纤维毯层,所述硅酸铝陶瓷纤维毯层设置在壳体内侧壁。
3.根据权利要求2所述的焚烧炉,其特征在于,所述低硅高铝耐火砖层采用铬刚玉、刚玉或高铬砖。
4.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于,所述引风组件包括热风管道和引风机,所述热风管道的进风口与空气夹层连接,热风管道的出风口与引风机的进风口连接,引风机的出风口用于与回热组件连接。
5.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于,所述壳体内侧壁涂覆有耐酸涂料,所述耐酸涂料的厚度为0.5~3mm。
6.一种焚烧炉焚烧热量回收系统,其特征在于,包括回热组件和权利要求4所述的焚烧炉,所述回热组件包括依次连接的空气预热器、风箱和回热管道,所述引风机的出风口与空气预热器的进风口连接,所述回热管道的出风口与焚烧炉的壳体连接。
7.根据权利要求6所述的焚烧炉焚烧热量回收系统,其特征在于,所述引风组件还包括冷风管道,所述冷风管道与热风管道连通,所述冷风管道上设有调节阀门。
8.根据权利要求6所述的焚烧炉焚烧热量回收系统,其特征在于,还包括连接烟道和余热锅炉,所述连接烟道一端与壳体连通,连接烟道另一端与余热锅炉连通,所述壳体底部设有出渣口。
9.根据权利要求8所述的焚烧炉焚烧热量回收系统,其特征在于,所述壳体底部的高度高于连接烟道底部的高度,所述连接烟道底部的高度高于余热锅炉底部的高度,且壳体的底部、连接烟道的底部、余热锅炉的底部向着壳体所在的方向向下倾斜设置。
10.根据权利要求8所述的焚烧炉焚烧热量回收系统,其特征在于,所述连接烟道内侧壁设有烟道保温层,所述烟道保温层由内向外依次设置低硅高铝耐火砖层、隔热轻质保温砖层和硅酸铝陶瓷纤维毯层,所述硅酸铝陶瓷纤维毯层设置在连接烟道内侧壁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310605149.1A CN116557868A (zh) | 2023-05-26 | 2023-05-26 | 焚烧炉及其焚烧热量回收系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310605149.1A CN116557868A (zh) | 2023-05-26 | 2023-05-26 | 焚烧炉及其焚烧热量回收系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116557868A true CN116557868A (zh) | 2023-08-08 |
Family
ID=87486061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310605149.1A Pending CN116557868A (zh) | 2023-05-26 | 2023-05-26 | 焚烧炉及其焚烧热量回收系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116557868A (zh) |
-
2023
- 2023-05-26 CN CN202310605149.1A patent/CN116557868A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101334164B (zh) | 一种工业锅炉的燃烧方法 | |
CN109838794A (zh) | 一种处理含盐废液和废气的水冷夹套焚烧装置和方法 | |
CA1049360A (en) | Energy conserving process furnace system and components thereof | |
CN107525090B (zh) | 一种点火时即投用脱硝系统的燃煤电站锅炉装置及其使用方法 | |
CN101063525A (zh) | 一种富氧燃烧辐射管加热器 | |
CN205403139U (zh) | 一种低氮煤粉热水锅炉 | |
CN210291900U (zh) | 一种处理含盐废液和废气的水冷夹套焚烧装置 | |
CN106537037B (zh) | 无烟焚烧炉以及使用该无烟焚烧炉的系统 | |
JPH0313482B2 (zh) | ||
CN101324334B (zh) | 一种低NOx液态排渣双旋流煤粉燃烧器 | |
CN111215011A (zh) | 反应釜体的热风循环加热利用系统 | |
CN204830454U (zh) | 一种多回程生物质热风炉 | |
CN116557868A (zh) | 焚烧炉及其焚烧热量回收系统 | |
CN208253608U (zh) | 一种分体式废气焚烧炉 | |
CN214700737U (zh) | 一种用于处理含盐废液废气的焚烧锅炉 | |
CN2384114Y (zh) | 高风温、长火焰、低热值煤气自身预热烧嘴 | |
CN205332235U (zh) | 硫磺回收余热利用尾气处理联合装置 | |
Nicholson | Recuperative and regenerative techniques at high temperature | |
CN211290021U (zh) | 用于深度调峰的煤粉锅炉的低氮燃烧器 | |
CN209588033U (zh) | 一种高效低氮竖式煤粉燃烧炉 | |
CN112696664A (zh) | 一种烟气发生器及高效烟气再循环系统 | |
US20070119350A1 (en) | Method of cooling coal fired furnace walls | |
CN208074969U (zh) | 一种危险废物焚烧及其助燃系统 | |
CN201293314Y (zh) | 低NOx液态排渣双旋流煤粉燃烧器 | |
CN107120993B (zh) | 一种辐射型多气道式上升管吸热降温器 |
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 |