CN205079244U - 一种油气热力燃烧与排放控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油气热力燃烧与排放控制装置，其筒体采用双层陶瓷管结构，内层陶瓷筒体上设置有沿径向均匀分布的孔，电热丝通过这些孔穿插分别在陶瓷管径向上呈空间网状分布，相邻两层电热丝的排布方向不同，分别为经向和纬向，构成立体网状，本实用新型具有燃烧温度高，可满足绝大部分有毒、恶臭碳氢化合物的反应要求，废气或油气在有效反应段内的停留时间长、湍流混合充分，反应效率高，安装方便，造价低廉，易于大面积推广，不会对环境造成二次污染的有益效果。

Description

一种油气热力燃烧与排放控制装置

技术领域

本实用新型属于废气处理技术领域，特别涉及一种新型油气热力燃烧装置，可广泛应用于炼油、石化、化工、油品装卸站、加油站等废气处理（油气回收）装置末端低浓度有毒有害可燃烧气体的处理。

背景技术

在石油和天然气的开采、集输、炼制、储运、销售和应用过程中不可避免的会产生气态烃类VOCs，又称油气，对人们的健康、环境、安全以及油品质量等问题带来一系列负面影响。

我国从1997年1月1日起实行《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996），又于2007年6月发布了《储油库大气污染物排放标准》（GB20950-2007）、《汽油运输大气污染物排放标准》（GB20951-2007）、《加油站大气污染物排放标准》（GB20952-2007），并于2007年8月1日开始实施。根据《储油库大气污染物排放标准》的要求，装油时产生的油气应进行密闭收集和回收处理，经过回收处理的油气排放浓度要≤25g/m³(非甲烷烃)，处理效率要≥95%，同时标准规定了油气排放控制标准实施区域和时限要求。《石油炼制工业污染物排放标准（二次征求意见稿）》更是对大气污染物排放限值提出了更为苛刻的要求，其中苯并芘、苯、甲苯、二甲苯的特别排放限值分别达到0.3×10^-3mg/m3、2mg/m3、8mg/m3和10mg/m3。

随着人们环保意识和节约意识的加强，我国将会制定更加严格的环保法规来限制废气排放中有害气体的含量，这就进一步要求废气处理（油气回收）装置处理效率要不断提高。目前，国内废气处理（油气回收）装置采用的方法分为冷凝法、吸收法、吸附法、膜分离法等，处理方法较为单一，处理效率较低，难以满足环保排放的要求。这些处理方法的集成工艺也相继被开发和研究，可在一定程度上满足环保排放要求。

用燃烧的方法将有害气体、蒸汽转化为无害物质的过程称为燃烧净化法，也成为燃烧法。在油气排放污染控制技术领域，该方法将有害气体或蒸汽燃烧产生CO₂、H₂O和空气作为处理后的净化气体直接排放。

CN101798960B介绍了一种催化燃烧体系，包括流体压缩机、预热器、催化燃烧器和涡轮机，压缩机的出口流体经预热器预热后进入催化燃烧器，反应完成后经涡轮机排出。催化燃烧器具有大于99%的燃烧效率。

CN1105869C介绍了一种催化燃烧装置，由使燃气与空气的混合气体燃烧的多个连通孔构成的板状催化体和放置催化体的燃烧板构成。该装置可有效利用来自催化体表面的辐射，提高热交换效率，从而实现排气特性良好的催化燃烧装置。

CN100510532C介绍了一种催化燃烧装置和催化燃烧方法，是一种将含有可燃性有机物的被处理气体进行催化燃烧的反应器的催化燃烧装置，其利用上述反应器进行反应后的气体的一部分冷凝来生成冷凝液，通过测定冷凝液的PH来调节反应器催化剂填充部分的温度。

CN102072495B介绍了一种有机废气催化燃烧装置，包括用于输入废气的废气入口、用于输出净气的净气出口、用于对废气进行催化燃烧的催化净化装置、热启动风循环管以及电器控制装置，废气入口与催化净化装置通过第一管路相连通，净气出口与催化净化装置通过第二管路相连通，热启动风循环管的两端分别与第一管路、第二管路相连通，第二管路连接有风机，第一管路、催化净化装置、第二管路、热启动风循环管以及风机构成循环通路。

以上催化燃烧系统及装置，结构复杂，设备较为庞大，对于含微量有毒有害气体的处理运行费用高，且由于催化剂的选择性，难以对废气（油气）中的所有组分均产生催化氧化效果，处理效果难达到理想状态。常规的热力燃烧炉分为燃烧器和燃烧室两部分，这样的设计一来造价比价高，二来容易造成熄火，使废气排放短时间内超标。

实用新型内容

本实用新型的目的，提供一种高效、安装方便，造价低廉的热力油气热力燃烧与排放控制装置，采用电加热热力燃烧的方式，使废气中的一般碳氢化合物、三苯、一氧化碳等有毒有害或恶臭类气体，在管道中氧化燃烧生成CO₂和H₂O，达到严格的废气排放指标和环保指标。

本实用新型解决所述问题的技术方案是：一种油气热力燃烧与排放控制装置，其筒体采用双层陶瓷管结构，内层陶瓷筒体上设置有沿径向均匀分布的孔，电热丝通过这些孔穿插分别在陶瓷管径向上呈空间网状分布，相邻两层电热丝的排布方向不同，互相垂直，构成立体网状。

所述的电热线为铁铬铝或镍铬电热合金。

每一层电热丝使用一根电热丝，电热丝的进线和出线分别采用一根导线相连，使电热丝之间形成并联分布，导线连接外层陶瓷管上的接线盒，用以对电热丝供电。

所述的筒体外层陶瓷管上设置有防爆接线盒。

所述装置通过法兰与外部管道连接，嵌在管道上。

采用冷凝、吸附、吸收、膜分离等单元或以上单元的集成技术处理后的含少量有毒、恶臭组分的废气或油气，在其放空管道上设置一种油气热力燃烧与排放控制装置。一种油气热力燃烧与排放控制装置以管道管件的形式采用法兰或对夹的方式连接在管道上，一种油气热力燃烧与排放控制装置内布置有若干层经纬相间排布的电阻丝，电阻丝通电发热至1000℃以上，废气或油气中的有毒、恶臭可燃组分在经过灼热的电阻丝构成的热力燃烧器时与混合气中的氧气或辅助通入的空气中的氧气反应，最终生成CO₂、H₂O等无害物质，排入大气，实现无害化。

所述一种油气热力燃烧与排放控制装置，其筒体采用双层陶瓷结构，通过法兰与废气或油气管道连接，嵌在管道上构成管道的一部分，不额外占地。

所述一种油气热力燃烧与排放控制装置，其内筒体上设置有沿径向均匀分布的细孔，用于穿插电热丝。

所述一种油气热力燃烧与排放控制装置，采用铁铬铝或镍铬电热合金，电热合金（电热丝）通过内层上的孔穿插分别在径向上呈经向分布或纬向分布，轴向上相邻两层电热丝的排布方向不同，分别为经向和纬向。

所述一种油气热力燃烧与排放控制装置，轴向上的每一层电热丝使用一根电热丝，电热丝的进线和出线分别采用一根导线相连，使不同层电热丝之间形成并联分布。导线连接布置在外层陶瓷管上的接线盒，对电热丝供电。

所述一种油气热力燃烧与排放控制装置，在外层陶瓷管上设置有防爆接线盒，对陶瓷管内电热器进行供电，满足装置防爆要求。

所述一种油气热力燃烧与排放控制装置，铁铬铝或镍铬电热合金通电后，温度可大于1000℃，满足绝大部分碳氢化合物的燃烧温度要求。

所述一种油气热力燃烧与排放控制装置，沿燃烧器轴向分布的经、纬向分布的电热丝在废气或油气流动空间构成立体网状，可以增加废气或油气与灼热电热丝的接触时间，延长气体在有效反应空间内的停留时间，使其中的有毒、恶臭组分有效反应，最终生成无害的CO₂、H₂O等。

所述一种油气热力燃烧与排放控制装置，沿燃烧器轴向分布的经、纬向分布的电热丝在废气或油气流动空间构成立体网状，可以在不同方向上增强对气体流动的扰动，使其湍流混合更加充分，增强燃烧（氧化反应）效率。

本实用新型的优点是：

（1）氧化反应（燃烧）温度高，可满足绝大部分有毒、恶臭碳氢化合物的反应要求。

（2）废气或油气在有效反应段（高温段）内的停留时间长、湍流混合充分，反应效率高。

（3）安装方便，造价低廉，易于大面积推广。

（4）不会对环境造成二次污染。

附图说明

图1、本实用新型一种油气热力燃烧与排放控制装置侧视图；

图2、电热丝纬向布置示意图；

图3、电热丝经向布置示意图；

图4、燃烧装置外观示意图一；

图5、燃烧装置外观示意图二；

图标1、内层陶瓷管；图标2、电热丝；图标3、导线一；图标4、导线二；图标5、外层陶瓷管；图标6、接线盒；图标7、法兰；图标8、小孔A；图标9、小孔B；图标10、小孔C；图标11、小孔D；图标12、小孔E；图标13、小孔F；图标14、小孔G；图标15、小孔H。

具体实施方式

参考图1-5，取陶瓷管1，在其径向上密集的、均匀的穿若干个细孔，细孔的大小以刚好能穿过铁铬铝或镍铬电热合金（电热丝）为宜。取一根长度足够的电热丝2，从小孔a穿入，从另一侧小孔b穿出，再经小孔c穿入，从小孔d穿出，如此往复，直到在该径向平面上形成横向（纬向）的电热丝分布。

同样，在陶瓷管1上距离上一道小孔约1cm处的径向上也同样密集的穿出同样数量的同样大小的小孔，取电热丝3，从小孔e穿入，从另一侧小孔f穿出，再经小孔g穿入，从小孔h穿出，如此往复，直到在该径向平面上形成纵向（经向）的电热丝分布。

如此往复，电热丝在陶瓷管内形成经、纬相间的空间网状分布。

将电热丝的两端分别采用导线3和导线4连接，使电热丝在陶瓷管内形成并联分布。

将陶瓷管1插入比外径稍大的陶瓷管5，插入后，陶瓷管1和陶瓷管5形成紧密的结合。陶瓷管2上设置防爆接线盒，导线3和导线4穿过陶瓷管5接入接线盒6。通过接线盒6对陶瓷管内电热丝供电。

陶瓷管1和陶瓷管2形成的结合体，通过法兰7连接或者对夹的方式与金属/非金属废气或油气管道连接，连接处采用聚四氟乙烯保证密封。

通电后，电热丝的温度将逐渐升至1000℃以上，能满足大部分有毒、恶臭碳氢化合物的燃烧温度要求，当废气或油气经过管道进入燃烧器后，有毒、恶臭、可燃的碳氢化合物将在1000℃高温下与气体中原本就存在的O₂反应（燃烧），最终生成CO₂和H₂O排放到大气中，从而满足严格的排放指标。

若废气（油气）中不含O₂，可在废气（油气）进入燃烧器之前鼓入空气，形成可以反应（燃烧）的条件。

根据处理要求的不同，通常热力燃烧器对有毒、恶臭、可燃碳氢化合物的净化效率达到99%～99.99%。

热力燃烧用于可燃有机物含量较低的油气净化处理。在供氧充足的前提条件下，氧化反应的程度取决于“三T条件”：反应温度（Temperature）、停留时间（Time）和湍流混合情况（Turbulence）。热力燃烧器一般预先设计的燃烧状态为燃烧温度范围650℃～1000℃，油气停留时间0.5～2.0秒。

燃烧器的操作数据

Claims (4)

1.一种油气热力燃烧与排放控制装置，其筒体采用双层陶瓷管结构,其特征在于内层陶瓷筒体上设置有沿径向均匀分布的孔，电热丝通过这些孔穿插分别在陶瓷管径向上呈空间网状分布，相邻两层电热丝的排布方向不同，互相垂直，构成立体网状。

2.根据权利要求1所述的一种油气热力燃烧与排放控制装置，其特征在于所述的电热线为铁铬铝或镍铬电热合金。

3.根据权利要求1所述的一种油气热力燃烧与排放控制装置，其特征在于所述的筒体外层陶瓷管上设置有防爆接线盒。

4.根据权利要求1所述的一种油气热力燃烧与排放控制装置，其特征在于所述装置通过法兰与外部管道连接，嵌在管道上。