CN201429086Y

CN201429086Y - 有机废气处理装置

Info

Publication number: CN201429086Y
Application number: CN2009201553482U
Authority: CN
Inventors: 黄炳潮; 熊鸿; 陈伟龙
Original assignee: YUANDONG LIGHT CHEMICAL EQUIPMENT CO Ltd SHANTOU CITY
Current assignee: YUANDONG LIGHT CHEMICAL EQUIPMENT CO Ltd SHANTOU CITY
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2019-05-14

Abstract

一种有机废气处理装置，其特征在于包括预热室、燃烧室、热回收室和热管换热器；预热室、燃烧室和热回收室依次相连通，预热室上设有气体进口，热回收室上设有气体出口；热管换热器包括至少一根热管，热管两端分别处于预热室内和热回收室内，热管处于热回收室内的一端位置低于热管处于预热室内的一端；燃烧室上安装有燃烧器。本实用新型既能充分分解有机废气，又能高效回收有机废气燃烧时产生的热能，集环保与节能于一体；运行故障率低，运行稳定可靠；结构紧凑，运行费用低。本实用新型应用范围广泛，凡有有机废气排出的生产工艺均能使用；对于印刷、涂布等废气量大而有机废气浓度低的生产工艺，使用本实用新型更能显示出优越性。

Description

有机废气处理装置

技术领域

本实用新型涉及处理废气的设备，具体地说，涉及一种有机废气处理装置。

背景技术

目前，普遍采用燃烧方式处理有机废气，通过高温氧化将有机废气分解成无害物质(如二氧化碳和水)，传统的有机废气处理装置有直接焚烧设备、催化式燃烧设备和蓄热式燃烧设备等。

直接焚烧设备不能利用燃烧产生的热能对有机废气进行预热，能耗较高。

催化式燃烧设备需要使用催化剂，运行费用较高，并且不能适用于所有种类的有机废气，应用场合存在局限性。

蓄热式燃烧设备的常见结构是，包括两个蓄热槽和一个燃烧室，燃烧室设于两个蓄热槽之间；蓄热槽内安装有蓄热材料，两个蓄热槽各设有废气进口和废气出口，废气进口和废气出口各设有切换阀门；燃烧室内设有燃烧器。处理有机废气时，两个蓄热槽交互使用，四个切换阀门则用于控制气体的流向。首先，有机废气从第一个蓄热槽进入，在燃烧室燃烧分解后，产生的热气流通过第二个蓄热槽后再排出；热气流通过第二个蓄热槽时，第二个蓄热槽内的蓄热材料被热气流加热而升温，同时热气流被冷却。当第二个蓄热槽内的蓄热材料被加热至一定温度时，切换阀门切换状态，此时有机废气从第二个蓄热槽进入，有机废气流经第二个蓄热槽时被第二个蓄热槽内的蓄热材料预热，然后在燃烧室燃烧分解，产生的热气流通过第一个蓄热槽后再排出；第二个蓄热槽内的蓄热材料在对有机废气进行预热的同时，其自身则逐渐冷却；热气流通过第一个蓄热槽时，第一个蓄热槽内的蓄热材料被热气流加热而升温，同时热气流被冷却。当第一个蓄热槽内的蓄热材料被加热至一定温度时，切换阀门切换状态，此时有机废气从第一个蓄热槽进入，处理后的气流从第二个蓄热槽排出。如上所述，两个蓄热槽轮流吸收燃烧后产生的热能，轮流对进入的有机废气进行预热，实现热回收的目的。蓄热式燃烧设备由于利用有机废气燃烧后产生的热能，因而能耗较低，但是，该设备在运行过程中，氧化区域常漂移至蓄热区域而造成停机；切换阀门切换频繁，以致切换阀门使用寿命短，运行故障率较高；每次切换气体流向时，均会引起气体流量波动，即运行过程中存在气体流量周期性波动的缺点。另外，在蓄热过程的后期，随着蓄热材料温度的升高，蓄热材料吸收热能的能力下降，排出的气流温度较高，因此蓄热式燃烧设备的热回收效率不够高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种运行稳定可靠、能够充分分解有机废气且热回收效率高的有机废气处理装置。采用的技术方案如下：

一种有机废气处理装置，其特征在于包括预热室、燃烧室、热回收室和热管换热器；预热室、燃烧室和热回收室依次相连通，预热室上设有气体进口，热回收室上设有气体出口；热管换热器包括至少一根热管，热管两端分别处于预热室内和热回收室内，热管处于热回收室内的一端位置低于热管处于预热室内的一端；燃烧室上安装有燃烧器。

通常，上述有机废气处理装置还包括有机废气进入管道和排气管道，有机废气进入管道与气体进口连接，排气管道与气体出口连接，这样，气体进口通过有机废气进入管道与产生有机废气的设备连接，处理后的气体则从排气管道排出。为了使有机废气平稳地进入气体进口，并使预热室、燃烧室及热回收室中气体流动平稳，通常在有机废气进入管道上设有风机，该风机能够定向、定量地持续输送有机废气，并驱动气体依次流经气体进口、预热室、燃烧室、热回收室，最后从气体出口、排气管道排出。

优选上述热管处于热回收室内的一端(即受热段)的外壁上安装有导热翅片，这样增大热管的受热面的面积，有利于提高热回收效率。优选上述热管处于预热室内的一端(即放热段)的外壁上安装有导热翅片，这样增大热管的放热面的面积，有利于提高对有机废气进行预热的速度，使热管的热量充分释放。

优选热回收室内，热管换热器中的热管沿燃烧后产生的高温气体的流动方向逐级排列，这样，燃烧后产生的高温气体依次接触各级热管，实现梯级换热，提高热回收率。

通常，有机废气在燃烧室中燃烧后产生的热能较多，在对流经预热室的有机废气进行预热之外，尚有盈余，为了充分利用这些热能，优选上述有机废气处理装置还包括导热油热回收装置，导热油热回收装置包括第二热回收室、导热油箱体和第二热管换热器；第二热回收室上设有第二气体进口和第二气体出口，第二气体进口与燃烧室连通；导热油箱体上设有导热油进口和导热油出口；第二热管换热器包括至少一根第二热管，第二热管两端分别处于导热油箱体内和第二热回收室内，第二热管处于第二热回收室内的一端位置低于第二热管处于导热油箱体内的一端。有机废气在燃烧室燃烧后，产生的高温气体一部分流经热回收室、另一部分流经第二热回收室；流经热回收室的高温气体的热量被热管吸收，吸收热量的热管将热量释放到预热室中，对流经预热室的有机废气进行预热，使有机废气的温度达到燃烧所需温度；流经第二热回收室的高温气体的热量被第二热管吸收，吸收热量的第二热管将热量释放到导热油箱体中，对导热油箱体中的导热油加热，被加热到设定温度的导热油从导热油出口流出，经导热油输送管道输送至耗热设备，而从耗热设备回流的冷导热油则经导热油回流管道、导热油进口进入导热油箱体中，再次被加热，如此循环。

优选第二热管处于第二热回收室内的一端(即受热段)的外壁上安装有导热翅片，这样增大第二热管的受热面的面积，有利于提高热回收效率。

优选第二热回收室内，第二热管换热器中的第二热管沿燃烧后产生的高温气体的流动方向逐级排列，这样，沿燃烧后产生的高温气体依次接触各级第二热管，实现梯级换热，提高热回收率。

为了便于控制进入第二热回收室的高温气体的流量，使有机废气燃烧后产生的高温气体合理分配到热回收室和第二热回收室，优选上述第二气体出口处设有流量调节阀门。当第二气体出口连接有出气管时，上述流量调节阀门可设于该出气管上。

本实用新型既能充分分解有机废气(有机废气分解率可达到99％以上)，又通过热管换热器换热，传热效率高，能高效回收有机废气燃烧时产生的热能(热回收效率可达到97％以上)，排出气体的温度与进入的有机废气的温度相近，集环保与节能于一体；运行过程中，采用直流式工艺流程，气体流动平稳并且流体阻力小，温度稳定，氧化区域稳定，并且热管换热器使用寿命长，因而运行故障率低，运行稳定可靠。另外，本实用新型结构紧凑，运行费用低。本实用新型应用范围广泛，凡有有机废气排出的生产工艺均能使用；对于印刷、涂布等废气量大而有机废气浓度低的生产工艺，使用本实用新型更能显示出优越性。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例2的结构示意图(局部)。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，这种有机废气处理装置包括有机废气进入管道、预热室1、燃烧室RS、热回收室2、排气管道3、热管换热器E1和导热油热回收装置，燃烧室RS上安装有燃烧器RQ。

预热室1、燃烧室RS和热回收室2依次相连通，预热室1上设有气体进口4，热回收室2上设有气体出口5，有机废气进入管道与气体进口4连接，排气管道3与气体出口5连接。本实施例中，预热室1和热回收室2并排设置，预热室1和热回收室2之间设有隔板6；燃烧室RS处于预热室1和热回收室2的上方，并且预热室1和热回收室2的上端均与燃烧室RS连通。

热管换热器E1包括多根热管7，热管7两端分别处于预热室1内和热回收室2内，热管7处于热回收室2内的一端位置低于热管7处于预热室1内的一端。本实施例中，热管7安装在隔板6上，并且相对于水平面倾斜，热管7处于热回收室2内的部分(即受热段)位置低于热管7处于预热室1内的部分(即放热段)。

在热回收室2内，热管7沿燃烧后产生的高温气体的流动方向(即自上至下)逐级排列，相应地，预热室1内，热管7沿有机废气的流动方向(即自下至上)逐级排列。

热管7处于热回收室2内的一端的外壁上安装有导热翅片8；热管7处于预热室1内的一端的外壁上也安装有导热翅片8。

燃烧室RS上设有高温气体排泄口9，高温气体排泄口9通过高温气体排泄管10与排气管道3连接，高温气体排泄管3上设有切换阀门F7。

燃烧室RS上还设有泄爆阀门FB。

燃烧器是本领域常用的装置。本实施例中，燃烧器RQ上连接有燃油供给线路、助燃空气供给线路和液化气供给线路；燃油供给线路包括燃油储罐FQ和燃油泵C3，燃油储罐FQ通过输油管与燃油泵C3连接，燃油泵C3通过输油管与燃烧器RQ连接，输油管上设有阀门；助燃空气供给线路包括助燃风机C2，助燃风机C2通过送风管与燃烧器RQ连接；液化气供给线路包括燃气储罐FG，燃气储罐FG通过输气管与燃烧器RQ连接，输气管上设有阀门。

导热油热回收装置包括第二热回收室11、导热油箱体12和第二热管换热器E2，第二热回收室11和导热油箱体12之间设有第二隔板13，第二隔板13将第二热回收室11与导热油箱体12隔离；第二热回收室11上设有第二气体进口14和第二气体出口15，第二气体进口14与燃烧室RS连通；导热油箱体12上设有导热油进口16和导热油出口17；第二热管换热器E2包括多根第二热管18，第二热管18安装在第二隔板13上，第二热管18两端分别处于导热油箱体12内和第二热回收室11内；本实施例中，导热油箱体12处于第二热回收室11的上方，第二热管18处于第二热回收室11内的一端位置低于第二热管18处于导热油箱体12内的一端。

第二热管18处于第二热回收室11内的部分(即受热段)的外壁上安装有导热翅片19。

在第二热回收室11内，第二热管换热器E2中的第二热管18沿燃烧后产生的高温气体的流动方向(即自左至右)逐级排列。

第二气体出口15连接有出气管20，出气管20上设有流量调节阀门F6；出气管20与排气管道3连接。

导热油出口17连接导热油输送管道21，导热油输送管道21将从导热油出口17流出的导热油输送至耗热设备；导热油进口16连接导热油回流管道，导热油回流管道将从耗热设备回流的冷导热油经导热油进口16送回导热油箱体12中。导热油箱体12、导热油输送管道21和导热油回流管道构成输送导热油的回路。导热油输送管道21和导热油回流管道均是本领域常用的装置。本实施例中，导热油输送管道21上设有阀门；导热油回流管道包括回流管22，回流管22上设有导热油循环泵C4和阀门；导热油回流管道上还连接导热油补给线路，导热油补给线路包括导热油储罐HM和补油管23，补油管23上设有导热油补给泵C5，导热油储罐HM通过补油管23、导热油循环泵C4、回流管22与导热油箱体12连接。

有机废气进入管道包括进气总管24和多条进气分管25，进气分管25的进气口与产生有机废气的设备连接，进气分管25的出气口与进气总管24连接，进气分管25上设有切换阀门(进气分管25的数量根据产生有机废气的设备的数量确定，图1中画出两条进气分管25，其中一进气分管25上设有切换阀门F2，另一进气分管25上设有切换阀门F4)；进气总管24上设有风机C1。

另外，每条进气分管25还连接一泄气管26，泄气管26上设有切换阀门(图1中画出两条泄气管26，其中一泄气管26上设有切换阀门F1，另一泄气管26上设有切换阀门F3)，泄气管26与进气分管25的连接点位于切换阀门F2(F4)的前面。

有机废气进入管道上还连接有空气进管27，空气进管27上设有切换阀门F5，空气进管27与进气总管24的连接点位于风机的前面。

热管(包括热管7和第二热管18)是现有的一种具有高传热性能的传热元件。通常，将密闭管抽成真空，再在真空状态下向密闭管内充入适量工作介质，然后再进行密封，即可制成热管；当热管的下端(即受热段)被加热时，工作介质吸收能量，由液态转变成气态，在微小的压差下上升到热管的上端(即放热段)；在热管的上端，工作介质向外界放出热量，对需要加热的物质(如有机废气、导热油)进行加热，放出热量后工作介质转变成液态；液态工作介质在重力的作用下，沿密闭管的内壁返回到热管的下端，并再次受热气化。

图1中，L1、L2为液位计；T1-T6为热电偶温度计；P1-P5为压力表；P6为真空表。

下面简述一下本有机废气处理装置的工作原理：

本有机废气处理装置工作前的准备状态：1、切换阀门F1、F3处于打开状态，切换阀门F2、F4、F5、F7和流量调节阀门F6处于关闭状态；2、液化气供给线路输气管上的阀门处于打开状态，输出气压适宜；3、燃油供给线路输油管上的阀门处于打开状态；4、导热油输送管道21上的阀门、导热油回流管道中回流管22上设有的阀门处于打开状态。

工作流程如下：

第一步：切换阀门F5、流量调节阀门F6打开，风机C1启动，冷空气经空气进管27、进气总管24、气体进口4、预热室1进入燃烧室RS后，一部分冷空气经热回收室2、气体出口5和排气管道3后排出，另一部分冷空气经第二气体进口14、第二热回收室11、第二气体出口15、出气管20、排气管道3后排出；

第二步：在第一步运行一定时间后，导热油循环泵C4、助燃风机C2、燃油泵C3依次启动；

第三步：第二步运行正常后，燃烧器RQ点燃母火(液化气)；

第四步：通过检测，母火燃烧正常后，点燃子火(燃油)，对流经燃烧室RS的冷空气进行加热；被加热的空气流经热回收室2时，其热量被热管7吸收，吸收热量的热管7将热量释放到预热室1中，对流经预热室1的冷空气进行加热；

第五步：当燃烧室RS及进入燃烧室RS的冷空气已被加热至设定工艺温度时，切换阀门F1、F3和F5关闭，切换阀门F2、F4打开，有机废气送入有机废气处理装置；

自各进气分管25送入的有机废气经进气总管24、气体进口4进入预热室1；有机废气流经预热室1时，被热管换热器E1(热管7的放热段)加热至设定工艺温度；被加热后的有机废气流经燃烧室RS时，在燃烧室RS氧化(无焰燃烧)而释放热量，有机废气被净化；此时，燃烧器RQ子火熄灭；

有机废气在燃烧室RS氧化后，产生的高温气体一部分流经热回收室2、另一部分流经第二热回收室11；

流经热回收室2的高温气体的热量被热管7吸收，吸收热量的热管7将热量释放到预热室1中，对流经预热室1的有机废气进行预热，使有机废气的温度达到氧化(无焰燃烧)所需温度(即上述设定工艺温度)；也就是说，通过热管换热器E1，利用有机废气燃烧后产生的热量对进入预热室1的冷有机废气进行加热，使进入燃烧室RS的有机废气的温度达到氧化(无焰燃烧)所需温度，形成“加热----氧化(无焰燃烧)----加热----氧化-----”的循环，完成有机废气处理过程的废气净化和热量回收；

流经第二热回收室11的高温气体的热量被第二热管18吸收，吸收热量的第二热管18将热量释放到导热油箱体12中，对导热油箱体12中的导热油加热，被加热到设定温度的导热油从导热油出口17流出，经导热油输送管道21输送至耗热设备，而从耗热设备回流的冷导热油则经导热油回流管道、导热油进口16进入导热油箱体12中，再次被加热，如此循环。

在运行过程中，通过控制流量调节阀门F6，可控制进入第二热回收室11的高温气体的流量，使有机废气燃烧后产生的高温气体合理分配到热回收室2和第二热回收室11。当需要向耗热设备提供温度稳定的导热油时，可将流量调节阀门F6的开度设置在某一定值，如果运行过程中有机废气的浓度过低，分配到热回收室2的高温气体较少，以致热管换热器E1不能将进入预热室1的冷有机废气加热至燃烧所需温度，则燃烧器RQ点火，辅助加热。

在运行过程中，当燃烧室RS温度太高时，打开切换阀门F7，释放一部分高温气体，保证有机废气处理装置安全运行。

在运行过程中，如果从各进气分管25进入的有机废气的总量超过有机废气处理装置的处理能力，则可打开切换阀门F1、F3，将一部分有机废气直接排出。

实施例2

如图2，这种有机废气处理装置中，预热室1设于热回收室2的上方，预热室1和热回收室2之间设有隔板6，隔板6沿水平方向设置，燃烧室RS处于预热室1的右方；热管7安装在隔板6上，并且热管7与隔板6相互垂直；在热回收室2内，热管7沿燃烧后产生的高温气体的流动方向(即自右至左)逐级排列，相应地，预热室1内，热管7沿有机废气的流动方向(即自左至右)逐级排列。本有机废气处理装置的其余结构以及工作原理与实施例1相同。

Claims

1、一种有机废气处理装置，其特征在于包括预热室、燃烧室、热回收室和热管换热器；预热室、燃烧室和热回收室依次相连通，预热室上设有气体进口，热回收室上设有气体出口；热管换热器包括至少一根热管，热管两端分别处于预热室内和热回收室内，热管处于热回收室内的一端位置低于热管处于预热室内的一端；燃烧室上安装有燃烧器。

2、根据权利要求1所述的有机废气处理装置，其特征是：所述热管处于热回收室内的一端的外壁上安装有导热翅片。

3、根据权利要求1所述的有机废气处理装置，其特征是：所述热管处于预热室内的一端的外壁上安装有导热翅片。

4、根据权利要求1-3任一项所述的有机废气处理装置，其特征是：所述有机废气处理装置还包括导热油热回收装置，导热油热回收装置包括第二热回收室、导热油箱体和第二热管换热器；第二热回收室上设有第二气体进口和第二气体出口，第二气体进口与燃烧室连通；导热油箱体上设有导热油进口和导热油出口；第二热管换热器包括至少一根第二热管，第二热管两端分别处于导热油箱体内和第二热回收室内，第二热管处于第二热回收室内的一端位置低于第二热管处于导热油箱体内的一端。

5、根据权利要求4所述的有机废气处理装置，其特征是：所述第二热管处于第二热回收室内的一端的外壁上安装有导热翅片。

6、根据权利要求4所述的有机废气处理装置，其特征是：所述第二气体出口处设有流量调节阀门。

7、根据权利要求4所述的有机废气处理装置，其特征是：所述第二气体出口连接有出气管，该出气管上设有流量调节阀门。