CN118009329A - 废气处理系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种废气处理系统，包括炉体、混流组件、燃烧器、燃气管路以及阀组。其中，炉体的内腔包括燃烧段，混流组件内具有混流段，混流段连通于燃烧段，废气和助燃空气均通入混流段。燃烧器的燃烧端伸入燃烧段，燃气管路的一端包括第一支路和第二支路，第一支路伸入混流段，第二支路连通于燃烧器的燃气端口。阀组包括辅燃比例阀，辅燃比例阀设置在第一支路上。本发明还提供了一种使用方法，应用于上述的废气处理系统。该使用方法包括准备模式、废气处理模式、紧急处理模式和停机模式，上述的废气处理系统应用该使用方法可实现不同浓度的废气处理作业。

Description

废气处理系统及使用方法

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种废气处理系统及使用方法。

背景技术

燃烧法是目前较成熟、稳定、有效的有机废气末端处理技术，原理是将挥发性有机物(VOCs，也称作有机废气)在高温的情况下燃烧氧化分解成水和二氧化碳。

基于蓄热氧化燃烧法(RTO)的废气焚烧炉只能处理体积浓度范围在0％-0.9％的有机废气，折算成mg/m³，以甲烷计大约是0-6400mg/m³区间；针对石油石化领域或其它领域的高浓度废气，蓄热式废气焚烧炉需要通入大量空气稀释高浓度废气，不仅处理效率非常低，还存在爆炸隐患，且不适用于高燃点有机废气的处理。采用直接燃烧法的废气处理系统，是引入燃料(燃气、燃油等)进行燃烧，形成高温环境，有机废气在高温环境中燃烧分解，最终生成无害的物质，得以排放。该方法的工艺简单、投资小，适用于中、高浓度的废气。但采用上述工艺的废气处理系统一旦处理低浓度废气，就会因废气浓度不足不能正常燃烧，在燃烧过程中容易出现燃烧段温度降低导致废气无法氧化分解的问题，或者需要消耗较大量燃料，运行成本较高。

因此，亟需一种废气处理系统及使用方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种废气处理系统，在处理低浓度废气时能够保证废气正常燃烧分解，且能正常处理中高浓度的废气。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种废气处理系统，包括：

炉体，所述炉体的内腔包括燃烧段；

混流组件，所述混流组件内具有混流段，所述混流段连通于所述燃烧段，废气和助燃空气均通入所述混流段；

燃烧器，所述燃烧器的燃烧端伸入所述燃烧段；

燃气管路，所述燃气管路的一端包括第一支路和第二支路，所述第一支路伸入所述混流段，所述第二支路连通于所述燃烧器的燃气端口；

阀组，包括辅燃比例阀，所述辅燃比例阀设置在所述第一支路上。

作为废气处理系统的一种优选方案，所述混流组件包括混合器，所述废气和所述助燃空气均通入所述混合器。

作为废气处理系统的一种优选方案，所述混流组件还包括导流件，所述导流件设置在所述炉体与所述混合器之间，所述导流件的横截面的直径沿气流的流动方向逐渐增大。

作为废气处理系统的一种优选方案，所述混流组件还包括旋流叶片，所述旋流叶片设置在所述混流段内。

作为废气处理系统的一种优选方案，所述炉体内具有防回火层，所述防回火层设置在所述燃烧段内，且位于所述燃烧端的上游；

和/或，所述炉体内具有氧化铝球层，所述氧化铝球层设置在所述燃烧段内，且位于所述燃烧端的上游；

和/或，所述炉体内具有碳化硅多孔陶瓷层，所述碳化硅多孔陶瓷层设置在所述燃烧段内，且位于所述燃烧端的上游或下游，以使所述碳化硅多孔陶瓷层激发中红外光。

作为废气处理系统的一种优选方案，还包括余热回收管路，换热介质在所述余热回收管路内流动，所述炉体内还具有余热回收段，所述余热回收段位于所述燃烧段的下游，所述余热回收管路设置在所述余热回收段。

作为废气处理系统的一种优选方案，所述阀组包括助燃空气阀，所述助燃空气阀设置在助燃空气管路上，所述助燃空气管路连通于所述混流段，以混入所述助燃空气；

和/或，所述阀组包括废气调节阀，所述废气调节阀设置在废气管路上，所述废气管路连通于所述混流段，以混入所述废气；

和/或，所述阀组包括第二电磁阀，所述第二电磁阀设置在所述第二支路上。

作为废气处理系统的一种优选方案，还包括预热管路，所述预热管路连通于所述炉体的排烟端口，所述预热管路用于对所述废气进行预热。

作为废气处理系统的一种优选方案，所述第一支路上设置有阻火器；

和/或，所述第二支路上设置有所述阻火器；

和/或，废气管路上设置有所述阻火器，所述废气管路连通于所述混流段，以混入所述废气。

本发明的另一个目的在于：提供一种使用方法，能够在处理低浓度废气时能够保证废气正常燃烧分解，且能正常处理中高浓度的废气。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种使用方法，应用于上述的废气处理系统，所述使用方法包括以下步骤：

准备模式：开启助燃空气管路，以使助燃空气通入混流组件和炉体，预设时长t1后，开启第二支路和燃烧器进行点火，在燃烧段的温度达到第七预设温度T7后，开启第一支路，以使部分燃气在所述混流组件与所述助燃空气混合后，进入所述炉体燃烧；

废气处理模式：燃烧段的温度达到第一预设温度T1时，开启废气管路，以使废气在所述混流组件与所述燃气、所述助燃空气混合后，进入所述炉体燃烧，所述燃烧段的温度达到第二预设温度T2时，T2大于T1，逐渐减小所述第一支路的燃气流量，如果所述燃烧段的温度仍超所述第二预设温度T2，调节所述废气管路的废气流量，以使所述燃烧段的温度低于所述第二预设温度T2；

紧急处理模式：当所述燃烧段的温度达到第三预设温度T3，T3大于T2，或防回火层处的温度超过第四预设温度T4时，关闭所述废气管路，直至所述燃烧段的温度降至所述第一预设温度T1，且所述防回火层处的温度降至第五预设温度T5时，开启所述废气管路；

停机模式：先关闭所述废气管路、所述第一支路和所述第二支路，关闭所述燃烧器，持续通入所述助燃空气，直至所述燃烧段的温度降至第六预设温度T6时，关闭全部组件。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种废气处理系统，包括炉体、混流组件、燃烧器、燃气管路以及阀组。其中，炉体的内腔包括燃烧段，混流组件内具有混流段，混流段连通于燃烧段，废气和助燃空气均通入混流段。燃烧器的燃烧端伸入燃烧段，燃气管路的一端包括第一支路和第二支路，第一支路伸入混流段，第二支路连通于燃烧器的燃气端口。阀组包括辅燃比例阀，辅燃比例阀设置在第一支路上。通过设置两个支路分别向燃烧器和混流段输送燃气，通入燃烧器的燃气可在炉体的燃烧段内燃烧，形成高温环境，通入混流段的燃气可与助燃空气和废气混合后进入上述高温环境中，以辅助废气的燃烧分解，避免因废气的浓度不足出现燃烧段温度降低导致废气无法氧化分解等问题。通过设置辅燃比例阀可调节第一支路的燃气流量，以适应不同浓度的废气，以使该废气处理系统不仅在处理低浓度废气时能够保证废气正常燃烧分解，且能正常处理中高浓度的废气。

本发明提供了一种使用方法，应用于上述的废气处理系统。该使用方法包括准备模式、废气处理模式、紧急处理模式和停机模式，上述的废气处理系统应用该使用方法可实现不同浓度的废气处理作业。

附图说明

图1是本发明实施例一所提供的废气处理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一所提供的混合器的侧视图；

图3是本发明实施例一所提供的混合器的俯视图；

图4是本发明实施例二所提供的废气处理系统的结构示意图。

图中：

1、炉体；101、燃烧段；102、余热回收段；

2、混流组件；201、混流段；202、混合器；203、导流件；204、旋流叶片；

3、燃烧器；4、燃气管路；41、第一支路；42、第二支路；

5、第一电磁阀；6、防回火层；7、氧化铝球层；8、碳化硅多孔陶瓷层；9、助燃空气管路；10、废气电磁阀；11、废气管路；12、第二电磁阀；13、阻火器；14、内保温层；15、废气比例阀；16、废气切断阀；17、空气比例阀；18、辅燃比例阀；19、换热介质输入管路；20、换热介质输出管路；21、烟囱帽；22、PLC控制机构；23、底板；24、助燃风机；25、主风机；26、燃气源；27、废气源；28、应急放空管路。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，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；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。

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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1-图3所示，本实施例的废气处理系统可对可燃废气进行处理，即针对有机废气或挥发性有机物。具体地，该废气处理系统包括炉体1、混流组件2、燃烧器3、燃气管路4以及阀组。其中，炉体1的内腔包括燃烧段101，混流组件2内具有混流段201，混流段201连通于燃烧段101，废气和助燃空气均通入混流段201。燃烧器3的燃烧端伸入燃烧段101，燃气管路4一端连通于燃气源26，另一端包括第一支路41和第二支路42，第一支路41伸入混流段201，第二支路42连通于燃烧器3的燃气端口。阀组包括辅燃比例阀18，辅燃比例阀18设置在第一支路41上。通过设置两个支路分别向燃烧器3和混流段201输送燃气，通入燃烧器3的燃气可在炉体1的燃烧段101内燃烧，形成高温环境，通入混流段201的燃气可与助燃空气和废气混合后进入上述高温环境中，以辅助废气的燃烧分解，避免因废气的浓度不足出现燃烧段温度降低导致废气无法氧化分解等问题。通过设置辅燃比例阀18可调节第一支路41的燃气流量，以适应不同浓度的废气，以使该废气处理系统不仅在处理低浓度废气时能够保证废气正常燃烧分解，且能正常处理中高浓度的废气。

可选地，在本实施例中，炉体1竖直设置，混流组件2位于炉体1的下方，废气由下方输入，燃烧生成的烟气从炉体1的顶部输出。

优选地，混流组件2包括混合器202，废气和助燃空气均通入混合器202，以使二者混合更加均匀。如图2和图3所示，本实施例中，混合器202可为蜗壳旋流器，助燃空气从水平设置的偏心管道进入，废气的输入口位于助燃空气输入位置的下游，助燃空气在旋流向上的过程中将废气吸卷进来，以实现良好的混合效果。

可选地，通入混流段201的燃气的输入口可与废气的输入口在一个水平面上，二者可相对设置，助燃空气在旋流向上的过程中同时将废气和燃气吸卷进来，以实现三者的充分混合。

优选地，混流组件2还包括导流件203，导流件203设置在炉体1与混合器202之间，导流件203的横截面的直径沿气流的流动方向逐渐增大，导流件203两端的气压差使混合气流具有向炉体1内流动的趋势。

优选地，混流组件2还包括旋流叶片204，旋流叶片204设置在混流段201内。可选地，在本实施例中，旋流叶片204设置在导流件203与炉体1之间的空腔内，以使混合气体混合更加均匀。

本实施例中，混流组件2利用混合器202的蜗壳结构、导流件203的两端气压差以及旋流叶片204的导流作用，引导助燃空气与有机废气、燃气的混合气体旋流向上进入炉体1，一方面可以使三种气体充分混合，另一方面，旋流向上的混合气体具有足够大的流速，可以有效防止回火到混流组件2。

优选地，炉体1内具有防回火层6，防回火层6设置在燃烧段101内，且位于燃烧端的上游。防回火层6上均匀开设气体通道，采用多孔陶瓷堇青石为主要材料，混合气流流经防回火层6会分布更加均匀，且防回火层6具有良好的耐火隔热性能，能够防回火，有助于保证该废气处理系统的安全性。

优选地，炉体1内具有碳化硅多孔陶瓷层8，碳化硅多孔陶瓷层8设置在燃烧段101内，且位于燃烧端的上游或下游，可选地，在本实施例中，碳化硅多孔陶瓷层8设置在燃烧端的下游。可选地，碳化硅多孔陶瓷层8的层厚可在35mm左右，也可根据实际情况进行调整。燃烧段101内燃烧产生的高温烟气使碳化硅多孔陶瓷层8被加热，碳化硅在750℃以上激发中红外光，高温烟气中残留的或逃逸的废气分子经过碳化硅多孔陶瓷层8被中红外线照射，瞬间发生氧化反应，加速分子化学键断裂，可以提高废气的分解效率。

可选地，炉体1的侧向内壁设置有耐高温的内保温层14，以防止炉体1内的热量耗散，且能保护炉体1外壳。

一方面为了降低排放烟气的温度，另一方面为了对烟气的余热进行回收利用，提高整体的能源利用率，优选地，该废气处理系统还包括余热回收管路。炉体1内还具有余热回收段102，余热回收段102位于燃烧段101的下游，余热回收管路设置在余热回收段102，换热介质在余热回收管路内流动，以使换热介质能够吸收烟气的热量，降低烟气的温度，使其达到排放温度要求。余热回收管路的两端分别连通于换热介质输入管路19和换热介质输出管路20，以使换热介质流入和流出余热回收管路。

优选地，余热回收管路包括空气预热管路，其换热介质为助燃空气，空气预热管路连通于助燃空气管路9，空气预热管路中的助燃空气吸收烟气的热量后升温，进入混合器202与废气、燃气混合，混合气体的温度也随之升高，为后续的充分燃烧做准备，更有利于实现超焓燃烧。由于有机废气成分复杂，预热后容易爆燃，本实施例相比于现有技术对有机废气进行预热，更安全可靠。

可选地，预热后混合气体的温度控制在200℃以内，先获取燃烧段101的温度，如果燃烧段101的温度超过警戒温度，则将空气预热管路的助燃空气外排，采用常温助燃空气与有机废气混合，使较低温度的混合气体进入炉内，以降低燃烧段101的温度。

可选的，余热回收管路包括水/油换热管路，水/油换热管路中的换热介质水或者油吸收烟气的热量升温后，可用于其他加热用途，例如可用于油田水套炉中对原油进行加热。

优选地，阀组包括助燃空气阀，助燃空气阀设置在助燃空气管路9上，助燃空气管路9连通于混流段201，以混入助燃空气。助燃空气阀可调控助燃空气的流量，在本实施例中，助燃空气阀为空气比例阀17，以保证调控精度。

优选地，阀组包括废气调节阀，废气调节阀设置在废气管路11上，废气管路11连通于混流段201，以混入废气。废气调节阀用于调控废气流量，在本实施例中，废气调节阀包括废气电磁阀10和废气比例阀15，废气电磁阀10控制通断保证安全，废气比例阀15控制流量精度。

优选地，阀组还包括第一电磁阀5，第一电磁阀5也设置在第一支路41上，且位于辅燃比例阀18的下游。

优选地，该废气处理系统还包括PLC控制机构22和多个温度传感器，多个温度传感器均与PLC控制机构22通讯连接，以将温度检测结果实时传输至PLC控制机构22。且阀组的各个阀也与PLC控制机构22通讯连接，PLC控制机构22可根据温度检测结果实时调节各个阀，以调控废气、助燃空气以及两股燃气的流量。

优选地，该废气处理系统设置有至少七个温度传感器，分别用于检测炉体1内余热回收段102下游处、碳化硅多孔陶瓷层8处、燃烧端处、防回火层6处以及混流段201内的气流温度，以及换热介质输入管路19和换热介质输出管路20内的换热介质的温度。混合气体的进气温度一般在0-200℃，如果防回火层6的温度传感器检测到防回火区或预混区(可增加温度传感器)的温度超过200℃时，说明废气处理系统有故障，风机的压力和流量太低了，需要加大，同时在燃气管路4和废气管路11上会安装阻火器。优选地，第一支路41上设置有阻火器，第二支路42上也设置有阻火器，防止回火到燃气源。

可选地，该废气处理系统还包括烟囱帽21，烟囱帽21设置在炉体1的排烟端口处。可选地，炉体1采用直筒式设计，可以形成虹吸效应，烟气侧没有采用传统设计蓄热体模块，这样有利于烟气加速排出。

该废气处理系统的启动时间短，运行能耗较低，相比于RTO、催化燃烧法(RCO)等工艺2-4h左右的预热时间，本废气处理系统不需要进行长时间的预热，随时可以开启和停机。可以适应间断运行的工况，在炉温达到一定程度时，废气可稳定燃烧，不需要通过燃烧器3持续运行来维持炉内高温环境。

上述的废气处理系统可实现不同浓度的废气处理作业。例如可以处理0％-100％浓度的挥发性有机废气，传统蓄热式废气焚烧炉只能烧0％-0.9％浓度的有机废气，折算成mg/m³，以甲烷计大约是0-6400mg/m³区间。本实施例的废气处理系统对废气的浓度没有限制，因为它燃烧后产生的热量随时可以排出到余热回收模块或者直接通过烟囱排向大气，所以处理高浓度有机废气反而更节能，不用额外补充燃气。传统直燃式焚烧炉中VOCs废气是通过管道单独进入炉膛，瞬间降低了进气位置的区域温度，同时因废气到炉膛内才开始与空气混合，由于停留时间较短，因此一般无法达到比较高的燃烧处理效率，容易燃烧不完全，达不到排放标准。本装置采用预混合方式，VOCs废气与空气混合均匀，进入炉膛高温后即时反应，使燃烧更加充分。

实施例二

如图4所示，本实施例公开了一种废气处理系统，本实施例中的废气处理系统与实施例一中的废气处理系统的不同之处在于：炉体1内具有氧化铝球层7，氧化铝球层7设置在燃烧段101内，且位于燃烧端的上游。可选地，氧化铝小球选用Al₂O₃含量≥70％的原料制作，确保耐高温性能。

如图4所示，在其他实施例中，混合器202为环向进气管，环向进气管包括内层管道和外层管道，助燃空气通入内层管道，内层管道的管壁上沿周向设置多个通孔，有机废气通入外层管道中，并通过内层管道管壁上的通孔进入内层管道，与助燃空气混合；由于有机废气是从四周进入内层管道，且助燃空气具有较高的流速，根据引射原理，助燃空气会带动有机废气流入内层管道，一方面使有机废气与助燃空气的混合更均匀，另一方面能更好的防止回火。

在本实施例中，防回火层6为多孔陶瓷堇青石，其底部夹设有带孔的底板23。可选地，底板23采用碳钢材料，多孔陶瓷堇青石具有排列均匀的小孔(2.5mm×2.5mm)。

可选地，在本实施例中，碳化硅多孔陶瓷层8设置在燃烧端的上游处，待炉膛温度升至750℃以上时，SiC已被加热至红外状态，可激发中红外光，表现出较强的辐射能力。因SiC已被加热至红外状态，VOCs废气经过碳化硅多孔陶瓷层8时，燃烧氧化分解反应在SiC材料表面发生，多孔陶瓷SiC极大的增加了反应接触的比表面积，燃烧产物中几乎没有CO及炭黑颗粒，最大限度的将VOCs中可燃成分燃烧完全。

SiC红外状态下，热量除了向气流下游传递外，还会向上游进行辐射传热，实现“超焓燃烧”状态。“超焓燃烧”指的是在原有混合气具有的焓值基础上，再增加一部分焓之后的状态，通过在高温烟气通道中放置多孔介质SiC材料，利用其强大热传导能力实现热反馈，将燃烧产生的热量用于加热反应区上游的混合气，从而使燃烧反应大大增强。在忽略热损失的情况下，火焰温度可超过未经预热的混合气相应的绝热火焰温度，因此又称为“超绝热燃烧”。

在超焓燃烧状态下，部分热流量通过氧化铝球层7的孔隙传递至多孔陶瓷堇青石进行蓄热，当混合气进入堇青石后被预热，这样可以让更低浓度的VOCs气体在碳化硅多孔陶瓷层8进行自维持燃烧，从而降低燃气的补充，降低处理成本。

装置初始运行时，或者当废气不稳定，浓度较低时，需要打开第一电磁阀5，补充高热值燃气提高混合气的热值，达到维持燃烧反应正常进行的目的。当VOCs废气浓度足够高时，燃烧释放热量能够维持炉膛稳定温度(900℃-1000℃)，燃烧器3调节至小功率运行，转换为长明火状态。燃烧释放热量持续激发碳化硅多孔陶瓷层8中红外光(超过750℃)，可有效破坏废气分子间化学键，使低浓度废气也可以在碳化硅空间进行自维持燃烧，从而降低燃料气的补充，降低处理成本。

部分有机废气在碳化硅多孔陶瓷层8未被完全分解的，可在炉膛内被燃烧器3的火焰点燃，进一步燃烧，达到完全分解。

另外优选地，阀组包括第二电磁阀12，第二电磁阀12设置在第二支路42上，以对通入燃烧器3的燃气流量进行控制。

在本实施例中，废气调节阀为废气切断阀16，以保证在具有安全隐患时及时阻断废气。另外，本实施例中还设置有应急放空管路28，连通于废气源27下游的废气管路11。当废气处理系统出现紧急情况时，系统首先开启VOCs管线上的应急排空阀门，切断第一电磁阀5、第二电磁阀12和废气切断阀16，同时风机保持正常运行。当所有的应急排空阀门开启后，风机逐步关闭，保证VOCs废气从应急放空管路28排放，对生产线造成影响程度降低至最小。

优选地，废气管路11上设置有阻火器13，废气管路11连通于混流段201，以混入废气，炉腔回火到混流段201时，该阻火器13可防止进一步向气源回火引发安全问题。

混合气属于可燃性气体，但由于采取良好的防回火安全措施，包括设置防爆轰的阻火器13、高压防爆风机、多孔陶瓷堇青石、温度联锁控制系统等，混合气可直接进入炉内燃烧，不会发生闪爆等安全风险。高压防爆风机在低频运行时，也能保证混合气在多孔陶瓷堇青石小孔出口始终保持较高的流速，远大于火焰传播速度。混合气流量、浓度波动造成火焰面从碳化硅多孔陶瓷层8往氧化铝球层7或多孔介质堇青石层移动时，由于两种材料均具有良好的蓄热能力，能及时分散热量并降低温度，给温度监测留有反应时间，便于PLC控制机构22及时切断VOCs有机废气的进气阀门，待温度下降后再重新开启废气切断阀16。

除此之外，本实施例提供的废气处理系统的其余结构与实施例一中的废气处理系统均相同，在此不再赘述。

作为一种可能的实现方式，可将本实施例与实施例一结合，得到具备两个实施例特征的废气处理系统，同时具备两个实施例的有益效果。

实施例三

本实施例提供一种使用方法，应用于实施例一或实施例二的废气处理系统。该使用方法包括准备模式、废气处理模式、紧急处理模式和停机模式。

准备模式：打开空气比例阀17，通过主风机25吹入助燃空气，以使助燃空气通入混流组件2和炉体1，进行吹扫。

预设时长t1后，调节空气比例阀17，往炉内持续吹入少量助燃空气，开启第二支路42，并且开启助燃风机24向燃烧器3通入适量空气助燃，对燃烧器3进行点火。可通过燃烧器3自带的火焰侦测器检测火焰，确保点火成功。同时开启余热回收管路对烟气的余热进行回收。可选地，预设时长t1可为2min，具体可按照炉体1的尺寸进行调节。

确保点火成功后，燃烧段101的温度达到第七预设温度T7时，开启第一支路41，即开启第一电磁阀5，辅燃比例阀18也按照比例逐渐打开，同时调节空气比例阀17以加大助燃空气量达到设计值，以使部分燃气在混流组件2与助燃空气混合后，进入炉体1燃烧，助燃空气也逐渐加大，炉内温度开始上升。其中，第七预设温度T7的取值范围为300±50℃。

准备完成后，进入废气处理模式；

废气处理模式：燃烧段101的温度达到第一预设温度T1时，开启废气管路11，即废气电磁阀10或废气切断阀16打开，废气比例阀15开始逐渐打开，以使废气在混流组件2与燃气、助燃空气快速预混后，进入炉体1燃烧。可选地，第一预设温度T1为靠近碳化硅多孔陶瓷层8处的温度，第一预设温度T1的取值范围为800℃±25℃。此时，碳化硅多孔陶瓷层8达到750℃以上并进入红外状态，气流流经碳化硅多孔陶瓷层8后再进入余热回收段102。

燃烧状态稳定后，可以将第二支路42的燃气量调小，使燃烧器3维持长明火状态。

燃烧段101的温度达到第二预设温度T2时，T2大于T1，逐渐减小第一支路41的燃气流量，即逐渐关小辅燃比例阀18，一段时间后，如果燃烧段101的温度仍超第二预设温度T2，则关闭辅燃比例阀18和第一电磁阀5，同时调小废气管路11的废气流量，以使燃烧段101的温度低于第二预设温度T2。可选地，第二预设温度T2为靠近碳化硅多孔陶瓷层8处的温度，第二预设温度T2为950-1050℃，即炉体1内的高温烟气温度需要控制在850-1000℃左右，最高不超过1100℃。同时不再使用空气预热管路中的助燃空气进行助燃(可另设管道和阀组，在此情况下将预热后的助燃空气排放到其他安全位置)，使用常温助燃空气能降低炉温，保留水/油换热管路可以带走烟气的热量，更有利于炉内降温。必要时，可关闭燃烧器3，此时炉内温度已经能使废气维持燃烧，不需要燃烧器3来提供炉内高温环境或者作为长明火引燃废气。

紧急处理模式：当燃烧段101的温度达到第三预设温度T3，T3大于T2，或防回火层6处的温度超过第四预设温度T4时，关闭废气管路11，直至燃烧段101的温度降至第一预设温度T1，且防回火层6处的温度降至第五预设温度T5时，开启废气管路11。

具体地，紧急情况包括两种，一种是当炉内的最高温度超过1200℃时，需要紧急切断废气输入，炉内最高温度降低到T1即可重新通废气。另一种紧急情况是当防回火层6接近超温会导致预混区爆燃回火，一般要控制在200℃以下，稳定在150℃以下是较安全的；防回火层6的温度降到150℃以下时，可以重新输入废气。因此，第三预设温度T3为1200℃，第四预设温度T4为200℃，第五预设温度T5为150℃。

停机模式：先关闭废气管路11、第一支路41和第二支路42，即关闭第一电磁阀5、辅燃比例阀18，同时关闭废气电磁阀10、废气比例阀15，关闭燃烧器3，持续通入助燃空气，直至燃烧段101的温度降至第六预设温度T6时，关闭全部组件。可选地，第六预设温度T6为燃烧段101内靠近燃烧端和靠近碳化硅多孔陶瓷层8两处温度中较高的温度，第六预设温度T6为100℃。即燃烧段101内靠近燃烧端和靠近碳化硅多孔陶瓷层8两处温度均降至100℃时，即可关闭全部组件，停机时所有阀门保持常闭。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.废气处理系统，其特征在于，包括：

炉体(1)，所述炉体(1)的内腔包括燃烧段(101)；

混流组件(2)，所述混流组件(2)内具有混流段(201)，所述混流段(201)连通于所述燃烧段(101)，废气和助燃空气均通入所述混流段(201)；

燃烧器(3)，所述燃烧器(3)的燃烧端伸入所述燃烧段(101)；

燃气管路(4)，所述燃气管路(4)的一端包括第一支路(41)和第二支路(42)，所述第一支路(41)伸入所述混流段(201)，所述第二支路(42)连通于所述燃烧器(3)的燃气端口；

阀组，包括辅燃比例阀(18)，所述辅燃比例阀(18)设置在所述第一支路(41)上。

2.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述混流组件(2)包括混合器(202)，所述废气和所述助燃空气均通入所述混合器(202)。

3.根据权利要求2所述的废气处理系统，其特征在于，所述混流组件(2)还包括导流件(203)，所述导流件(203)设置在所述炉体(1)与所述混合器(202)之间，所述导流件(203)的横截面的直径沿气流的流动方向逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述混流组件(2)还包括旋流叶片(204)，所述旋流叶片(204)设置在所述混流段(201)内。

5.根据权利要求1所述的废气处理系统，其特征在于，所述炉体(1)内具有防回火层(6)，所述防回火层(6)设置在所述燃烧段(101)内，且位于所述燃烧端的上游；

和/或，所述炉体(1)内具有氧化铝球层(7)，所述氧化铝球层(7)设置在所述燃烧段(101)内，且位于所述燃烧端的上游；

和/或，所述炉体(1)内具有碳化硅多孔陶瓷层(8)，所述碳化硅多孔陶瓷层(8)设置在所述燃烧段(101)内，且位于所述燃烧端的上游或下游，以使所述碳化硅多孔陶瓷层(8)激发中红外光。

6.根据权利要求1-5任一项所述的废气处理系统，其特征在于，还包括余热回收管路，换热介质在所述余热回收管路内流动，所述炉体(1)内还具有余热回收段(102)，所述余热回收段(102)位于所述燃烧段(101)的下游，所述余热回收管路设置在所述余热回收段(102)。

7.根据权利要求1-5任一项所述的废气处理系统，其特征在于，所述阀组包括助燃空气阀，所述助燃空气阀设置在助燃空气管路(9)上，所述助燃空气管路(9)连通于所述混流段(201)，以混入所述助燃空气；

和/或，所述阀组包括废气调节阀，所述废气调节阀设置在废气管路(11)上，所述废气管路(11)连通于所述混流段(201)，以混入所述废气；

和/或，所述阀组包括第二电磁阀(12)，所述第二电磁阀(12)设置在所述第二支路(42)上。

8.根据权利要求1-5任一项所述的废气处理系统，其特征在于，还包括预热管路，所述预热管路连通于所述炉体(1)的排烟端口，所述预热管路用于对所述废气进行预热。

9.根据权利要求1-5任一项所述的废气处理系统，其特征在于，所述第一支路(41)上设置有阻火器(13)；

和/或，所述第二支路(42)上设置有所述阻火器(13)；

和/或，废气管路(11)上设置有所述阻火器(13)，所述废气管路(11)连通于所述混流段(201)，以混入所述废气。

10.使用方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一项所述的废气处理系统，所述使用方法包括以下步骤：

准备模式：开启助燃空气管路(9)，以使助燃空气通入混流组件(2)和炉体(1)，预设时长t1后，开启第二支路(42)和燃烧器(3)进行点火，在燃烧段(101)的温度达到第七预设温度T7后，开启第一支路(41)，以使部分燃气在所述混流组件(2)与所述助燃空气混合后，进入所述炉体(1)燃烧；

废气处理模式：燃烧段(101)的温度达到第一预设温度T1时，开启废气管路(11)，以使废气在所述混流组件(2)与所述燃气、所述助燃空气混合后，进入所述炉体(1)燃烧，所述燃烧段(101)的温度达到第二预设温度T2时，T2大于T1，逐渐减小所述第一支路(41)的燃气流量直至关闭所述第一支路(41)，如果关闭所述第一支路(41)后，所述燃烧段(101)的温度仍超所述第二预设温度T2，调节所述废气管路(11)的废气流量，以使所述燃烧段(101)的温度低于所述第二预设温度T2；

紧急处理模式：当所述燃烧段(101)的温度达到第三预设温度T3，T3大于T2，或防回火层(6)处的温度超过第四预设温度T4时，关闭所述废气管路(11)，直至所述燃烧段(101)的温度降至所述第一预设温度T1，且所述防回火层(6)处的温度降至第五预设温度T5时，开启所述废气管路(11)；

停机模式：先关闭所述废气管路(11)、所述第一支路(41)和所述第二支路(42)，关闭所述燃烧器(3)，持续通入所述助燃空气，直至所述燃烧段(101)的温度降至第六预设温度T6时，关闭全部组件。