CN116576465A - 一种电磁加热废气装置及电磁加热废气处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁加热废气装置及电磁加热废气处理工艺，涉及废气处理工业领域。本发明包括电磁加热废气装置和利用电磁加热废气装置处理废气的工艺，电磁加热废气装置包括进气管、通气口、电磁加热管、蓄热体和出气管，蓄热体的数量为两个且对称连接在电磁加热管两端；通气口与蓄热体远离电磁加热管的端部连接；进气管上设置有用于控制废气进入方向的换向阀；第一通气口和第二通气口上均设置有分流阀。与传统加热方式相比，本发明利用电磁加热线圈的方式对废气进行加热，利于环保且能保证热转换效率及操作人员的安全性，同时还能有效提升热能的利用率；同时，切换式气体加热方式也能有效提高热量利用率，提升气体加热效率。
Description
技术领域
本发明专利涉及废气处理工业领域，特别是涉及一种电磁加热废气装置及电磁加热废气处理工艺。
背景技术
在轻化工、冶炼、提炼等工业领域，生产过程中会产生不同种类的有机废气，这种气体中含有许多环境有害物质，需要对这种气体进行加热，使其二次燃烧，并对二次燃烧后的气体进行进一步处理、达到环境友好标准后才能排放至大气中。
在对气体进行加热、使气体二次燃烧这一工艺步骤中，传统的加热方式为天然气燃烧加热、电阻加热或微波加热方式，这些方式都存在一些明显问题或不足：天然气燃烧会产生氨气、氮气，污染环境，同时该方式温度过高、不易控制，极易发生爆炸等安全事故，安全系数低；电阻加热能耗过高，热转化率过低，且电阻电路经过长时间使用易损坏，造成短路；微波加热虽然热转换率高、速度快，但因为微波对人体有害，只能在空间密闭情况下进行，在管道空间的状态下不适用。
另外，现有技术中多采用气体单向传输加热方式，即气体在经过加热后直接排放，这样的输送方式在气体加热后无法回收已加热气体中储存的热量，排出的已加热气体中存在大量仍可利用的热量，热量利用率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电磁加热废气装置及电磁加热废气处理工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电磁加热废气装置，包括进气管、第一通气口、第二通气口、电磁加热管、蓄热体和出气管，所述蓄热体包括对称连接在电磁加热管两端的第一蓄热体和第二蓄热体；所述第一通气口与第一蓄热体连接、第二通气口与第二蓄热体连接；
所述进气管上设置有用于控制废气从第一通气口或第二通气口进入的换向阀；
所述第一通气口和第二通气口上均设置有用于切换进气管、出气管与蓄热体的连通状态的分流阀，所述分流阀包括与第一通气口连通的第一分流阀和与第二通气口连通的第二分流阀；
所述进气管包括与第一分流阀连通的第一进气管和与第二分流阀连通的第二进气管；所述出气管包括与第一分流阀连通的第一出气管和与第二分流阀连通的第二出气管。
所述电磁加热管包括通气管道和电磁加热线圈，所述电磁加热线圈绕设在通气管道上。
所述通气管道为陶瓷管道或不锈钢管道，所述通气管道内设置有金属导热载体。
所述蓄热体包括隔热层和吸热体，所述吸热体被隔热层封闭包裹；所述吸热体中设置有贯穿吸热体的通气孔，所述通气孔的数量为至少两个，所述通气孔一端与电磁加热管的管口连通，另一端与第一通气口或第二通气口连通。
一种电磁加热废气的处理工艺，利用电磁加热废气装置进行废气处理，具体包括以下步骤：
S1.正向通气：调整换向阀，使待加热气体进入第一进气管，同时调整第一分流阀使待加热气体从第一通气口进入第一蓄热体、同时第一出气管截止；调整第二分流阀使已加热气体从第二通气口处的第二出气管排出、第二通气口与第二进气管之间截止；
S2.正向加热燃烧：待加热气体从第一通气口进入到第一蓄热体中，再从第一蓄热体到达电磁加热管并在电磁加热管中被加热燃烧；已加热的气体从电磁加热管进入到第二蓄热体中，被第二蓄热体吸收热量后，气体从第二出气管排出；
S3.反向通气：调整换向阀使第二进气管与第二通气口连通，同时调整第二分流阀使待加热气体从第二通气口进入第二蓄热体、第二通气口处的第二出气管截止；调整第一通气口处的第一分流阀使已加热气体从第一通气口处的第一出气管排出、第一通气口与第一进气管之间截止；
S4.反向预加热燃烧：待加热气体从第二通气口进入到第二蓄热体中，在吸收步骤S2中第二蓄热体中储存的热量完成预先加热后，再从第二蓄热体到达电磁加热管并被加热燃烧；已加热的气体从电磁加热管进入到第一蓄热体中，被第一蓄热体吸收热量后，气体从第一出气管排出；
S5.重复S1~S4步骤直至待加热气体全部加热完毕；在S1~S4的重复步骤中，所述S2步骤中第一蓄热体在前序步骤S4中会储存部分热量，当待加热气体经过第一蓄热体时，会吸收这部分热量并完成预先加热。
本发明的有益效果是：
① 、与传统加热方式相比，本装置利用电磁加热线圈的方式对废气进行加热，既不会产生有害气体、利于保护环境，又能通过金属导热载体在不过于损耗管道部件的前提下保证热转化效率，同时电磁加热不会产生对人体有害的微波，适用于开放的管道空间。
② 、利用蓄热体内部的结构特性及本装置两端切换进出气体的方式，利用蓄热体吸收已加热气体散发的热量，并利用这部分热量对下一次待加热气体进行预加热，可以提高电磁加热线圈产生的热量的利用率，在进一步增加废气加热处理效率的同时，降低了电磁线圈第一次加热之后的后续加热所需能耗，提升了电磁线圈的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中蓄热体的剖面结构示意图；
图3为图1中A-A方向剖面示意图；
图4为本发明的电磁加热废气处理工艺的S2步骤中气体流向示意图；
图5为本发明的电磁加热废气处理工艺的S4步骤中气体流向示意图。
图中:1、第一通气口；2、第二通气口；3、电磁加热管； 4.1、第一蓄热体；4.2、第二蓄热体；5、通气管道；6、电磁加热线圈；7、隔热层；8、吸热体；9、通气孔； 10.1、第一分流阀；10.2、第二分流阀； 11.1、第一进气管；11.2、第二进气管； 12.1、第一出气管；12.2、第二出气管；13、换向阀。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
请参阅图1～图5，本发明实施例中提供一种电磁加热废气装置及电磁加热废气处理工艺。
如图1所示，一种电磁加热废气装置，包括进气管、第一通气口1、第二通气口2、电磁加热管3、蓄热体和出气管，所述蓄热体4包括对称连接在电磁加热管3两端的第一蓄热体4.1和第二蓄热体4.2；所述第一通气口1与第一蓄热体4.1连接、第二通气口2与第二蓄热体4.2连接；
所述进气管上设置有用于控制废气从第一通气口1或第二通气口2进入的换向阀13；
所述第一通气口1和第二通气口2上均设置有用于切换进气管、出气管与蓄热体的连通状态的分流阀，所述分流阀包括与第一通气口1连通的第一分流阀10.1和与第二通气口2连通的第二分流阀10.2；
所述进气管包括与第一分流阀10.1连通的第一进气管11.1和与第二分流阀10.2连通的第二进气管11.2；所述出气管包括与第一分流阀10.1连通的第一出气管12.1和与第二分流阀10.2连通的第二出气管12.2。
所述电磁加热管3包括通气管道5和电磁加热线圈6，所述电磁加热线圈6绕设在通气管道5上；通过电磁加热线圈6加热通气管道5，相比于传统的微波加热方式，在保证了高热转换率的同时，不会产生对人体有害的微波辐射，在开放的管道空间下也可使用，增加了工作人员使用本装置的安全性。
所述通气管道5为陶瓷管道或不锈钢管道，所述通气管道5内设置有金属导热载体；陶瓷或不锈钢材质的管道在保证了良导热性的同时具有耐高温的特点，避免加热途中过高温度使通气管道5发生损坏；同时，通气管道5内的金属导热载体也能增加导热效率，保证本装置对废气的热转换率。
如图2~图3所示，所述蓄热体4包括隔热层7和吸热体8，所述吸热体8被隔热层7封闭包裹；所述吸热体8中设置有贯穿吸热体8的通气孔9，所述通气孔9的数量为至少两个，所述通气孔9一端与电磁加热管3的管口连通，另一端与第一通气口1或第二通气口2连通。
吸热体8需要使用具有良好吸热性能的材料，如岩棉板、玻璃棉、膨胀聚苯板（EPS板）或挤塑聚苯板（XPS板），用于在已加热燃烧的废气通过吸热体8时，吸热体8能够尽可能多地吸收已加热燃烧的废气释放的热量；而隔热层7则需要使用具有良好隔热性能的材料，如玻璃纤维、石棉、岩棉或硅酸盐，用于隔绝吸热体8与外界，防止吸热体8吸收的热量逸散；上述吸热材料或隔热材料均为市面常见材料，这里不再赘述。
在吸热体8中加入多个贯穿吸热体8的通气孔9，一是确保废气能够顺利通过蓄热体4，二是多个通气孔9能够增加已加热燃烧的废气与吸热体8的接触面积，进一步增加吸热体8吸收已加热燃烧的废气释放出的热量的效率，从已加热燃烧的废气中吸收尽可能多的热量，这部分热量在后续切换第一通气口1或第二通气口2输送进待加热废气后，会被用于初步加热待加热废气，从而减轻电磁加热管3的工作负担，延长电磁加热管3的使用寿命。
如图4~图5所示，本发明还包含利用电磁加热废气装置进行的电磁加热废气处理工艺：
在加热气体前，可先将电磁加热线圈6的电源打开，让电磁加热线圈6对通气管道5及通气管道5内的金属导热载体进行预热；预热完毕后，即可开始电磁加热废气处理工作；
S1.正向通气：调整换向阀13，使待加热气体进入第一进气管11.1，同时调整第一分流阀10.1使待加热气体从第一通气口1进入第一蓄热体4.1、同时第一出气管12.1截止；调整第二分流阀10.2使已加热气体从第二通气口2处的第二出气管12.2排出、第二通气口2与第二进气管11.2之间截止；
S2.正向加热燃烧：待加热气体从第一通气口1进入到第一蓄热体4.1中，再从第一蓄热体4.1到达电磁加热管3并在电磁加热管3中被加热燃烧；已加热的气体从电磁加热管3进入到第二蓄热体4.2中，被第二蓄热体4.2吸收热量后，气体从第二出气管12.2排出；
S3.反向通气：调整换向阀13使第二进气管11.2与第二通气口2连通，同时调整第二分流阀10.2使待加热气体从第二通气口2进入第二蓄热体4.2、第二通气口2处的第二出气管12.2截止；调整第一通气口1处的第一分流阀10.1使已加热气体从第一通气口1处的第一出气管12.1排出、第一通气口1与第一进气管11.1之间截止；
S4.反向预加热燃烧：待加热气体从第二通气口2进入到第二蓄热体4.2中，在吸收步骤S2中第二蓄热体4.2中储存的热量完成预先加热后，再从第二蓄热体4.2到达电磁加热管3并被加热燃烧；已加热的气体从电磁加热管3进入到第一蓄热体4.1中，被第一蓄热体4.1吸收热量后，气体从第一出气管12.1排出；
S5.重复S1~S4步骤直至待加热气体全部加热完毕；在S1~S4的重复步骤中，所述S2步骤中第一蓄热体4.1在前序步骤S4中会储存部分热量，当待加热气体经过第一蓄热体4.1时，会吸收这部分热量并完成预先加热。
因本装置加热废气时会来回切换换向阀13，使第一通气口1或第二通气口2作为进气管的废气进气口，所以本装置废气切换加热的过程，其实就是废气从第一进气管11.1进入、依次经过第一蓄热体4.1、电磁加热管3以及第二蓄热体4.2、然后从第二出气管12.2排出，再到废气从第二进气管11.2进入、依次经过第二蓄热体4.2、电磁加热管3以及第一蓄热体4.1、然后从第一出气管12.1排出的往复循环过程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种电磁加热废气装置，其特征在于：包括进气管、第一通气口（1）、第二通气口（2）、电磁加热管（3）、蓄热体和出气管，所述蓄热体（4）包括对称连接在电磁加热管（3）两端的第一蓄热体（4.1）和第二蓄热体（4.2）；所述第一通气口（1）与第一蓄热体（4.1）连接、第二通气口（2）与第二蓄热体（4.2）连接；
所述进气管上设置有用于控制废气从第一通气口（1）或第二通气口（2）进入的换向阀（13）；
所述第一通气口（1）和第二通气口（2）上均设置有用于切换进气管、出气管与蓄热体的连通状态的分流阀，所述分流阀包括与第一通气口（1）连通的第一分流阀（10.1）和与第二通气口（2）连通的第二分流阀（10.2）；
所述进气管包括与第一分流阀（10.1）连通的第一进气管（11.1）和与第二分流阀（10.2）连通的第二进气管（11.2）；所述出气管包括与第一分流阀（10.1）连通的第一出气管（12.1）和与第二分流阀（10.2）连通的第二出气管（12.2）。
2.根据权利要求1所述的一种电磁加热废气装置，其特征在于：所述电磁加热管（3）包括通气管道（5）和电磁加热线圈（6），所述电磁加热线圈（6）绕设在通气管道（5）上。
3.根据权利要求2所述的一种电磁加热废气装置，其特征在于：所述通气管道（5）为陶瓷管道或不锈钢管道，所述通气管道（5）内设置有金属导热载体。
4.根据权利要求1所述的一种电磁加热废气装置，其特征在于：所述蓄热体包括隔热层（7）和吸热体（8），所述吸热体（8）被隔热层（7）封闭包裹；所述吸热体（8）中设置有贯穿吸热体（8）的通气孔（9），所述通气孔（9）的数量为至少两个，所述通气孔（9）一端与电磁加热管（3）的管口连通，另一端与第一通气口（1）或第二通气口（2）连通。
5.一种电磁加热废气的处理工艺，其特征在于，根据如权利要求1中所述的电磁加热废气装置进行废气处理，具体包括以下步骤：
S1.正向通气：调整换向阀（13），使待加热气体进入第一进气管（11.1），同时调整第一分流阀（10.1）使待加热气体从第一通气口（1）进入第一蓄热体（4.1）、同时第一出气管（12.1）截止；调整第二分流阀（10.2）使已加热气体从第二通气口（2）处的第二出气管（12.2）排出、第二通气口（2）与第二进气管（11.2）之间截止；
S2.正向加热燃烧：待加热气体从第一通气口（1）进入到第一蓄热体（4.1）中，再从第一蓄热体（4.1）到达电磁加热管（3）并在电磁加热管（3）中被加热燃烧；已加热的气体从电磁加热管（3）进入到第二蓄热体（4.2）中，被第二蓄热体（4.2）吸收热量后，气体从第二出气管（12.2）排出；
S3.反向通气：调整换向阀（13）使第二进气管（11.2）与第二通气口（2）连通，同时调整第二分流阀（10.2）使待加热气体从第二通气口（2）进入第二蓄热体（4.2）、第二通气口（2）处的第二出气管（12.2）截止；调整第一通气口（1）处的第一分流阀（10.1）使已加热气体从第一通气口（1）处的第一出气管（12.1）排出、第一通气口（1）与第一进气管（11.1）之间截止；
S4.反向预加热燃烧：待加热气体从第二通气口（2）进入到第二蓄热体（4.2）中，在吸收步骤S2中第二蓄热体（4.2）中储存的热量完成预先加热后，再从第二蓄热体（4.2）到达电磁加热管（3）并被加热燃烧；已加热的气体从电磁加热管（3）进入到第一蓄热体（4.1）中，被第一蓄热体（4.1）吸收热量后，气体从第一出气管（12.1）排出；
S5.重复S1~S4步骤直至待加热气体全部加热完毕；在S1~S4的重复步骤中，所述S2步骤中第一蓄热体（4.1）在前序步骤S4中会储存部分热量，当待加热气体经过第一蓄热体（4.1）时，会吸收这部分热量并完成预先加热。
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2023
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