CN205137480U - 节能型蓄热式热力氧化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能型蓄热式热力氧化器，包括燃烧室、燃烧器以及第一助燃管道，所述燃烧器设置在所述燃烧室上且与所述燃烧室相连通，所述第一助燃管道的一端与所述燃烧室相连通，所述第一助燃管道的另一端与所述燃烧器相连通。通过在燃烧室上设第一助燃管道，将燃烧室中的高温烟气引出作为燃烧器的助燃气，既能够满足与燃料混合进行助燃的功能，也能够省去加热助燃空气的能量消耗，降低运行燃料费用。

Description

节能型蓄热式热力氧化器

技术领域

本实用新型涉及废气处理装置技术领域，尤其涉及一种节能型蓄热式热力氧化器。

背景技术

挥发性有机化合物(VOC)如苯、甲苯、二甲苯、甲烷等挥发至大气中形成有机废气，给大气造成了严重的污染。传统的，工业上主要采用吸附法、吸收法和燃烧法等对有机废气进行净化。其中，在燃烧法处理有机废气的方法中，应用最多的是利用蓄热式热力氧化器(RTO)来处理VOC废气。

RTO处理VOC废气的思路为利用高温，将VOC氧化为二氧化碳和水，从而达到净化废气的目的。传统的，RTO装置主要由蓄热体、与蓄热体顶部相连通的燃烧室以及燃烧器组成。燃烧器的作用主要是为了在开工时将蓄热体加热到一定温度，或当废气中可燃物的浓度较低时，补充燃料来维持燃烧室所要求达到的反应温度。一般的，VOC的处理场合都是大风量且低浓度的工况，VOC的浓度远远达不到使得RTO实现自供热操作的水平，即为满足燃烧室内的反应温度，燃烧器几乎一直在工作、一直在消耗燃料。燃料燃烧进入RTO中的热量大致可分为三部分：一部分用来加热VOC废气，一部分用于补充系统散失的热量，还有一部分用来加热工艺气体如助燃气等。

传统的，燃烧器一般以空气作为助燃气，空气中的含氧量仅为21％左右，助燃空气通过助燃风机补入燃烧器中与燃料混合燃烧，燃烧过程中，空气中的氮气、二氧化碳不仅不助于发热，还会带走大量热量，影响燃烧发热效率。此外，助燃空气从外部进入燃烧室中，处于常温下的助燃空气需要消耗额外燃料将其自身加热至燃烧室的室内温度，从而造成了热量损耗，增加了RTO的运行燃料费用。

发明内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够减少加热工艺气体能量消耗、降低运行燃料费用的节能型蓄热式热力氧化器。

其技术方案如下：

一种节能型蓄热式热力氧化器，包括燃烧室、燃烧器以及第一助燃管道，所述燃烧器设置在所述燃烧室上且与所述燃烧室相连通，所述第一助燃管道的一端与所述燃烧室相连通，所述第一助燃管道的另一端与所述燃烧器相连通。

在其中一个实施例中，所述第一助燃管道上设有第一控制阀。

在其中一个实施例中，所述节能型蓄热式热力氧化器还包括第二助燃管道以及助燃风机，所述第二助燃管道的一端与助燃风机相连通，所述第二助燃管道的另一端与所述燃烧器相连通，所述助燃风机与助燃空气相连通。

在其中一个实施例中，所述第二助燃管道上设有第二控制阀。

在其中一个实施例中，所述节能型蓄热式热力氧化器还包括蓄热室、多个蓄热体以及切换阀，多个所述蓄热体位于所述蓄热室内，所述蓄热体的上部与所述燃烧室相连通，所述蓄热体的下部与所述切换阀连接。

在其中一个实施例中，多个所述蓄热体分为两组，所述切换阀包括第一出入口、第二出入口、第三出入口、第四出入口以及开关，所述第一出入口与废气管道连接，所述废气管道上设有新风切换口，所述第二出入口、第三出入口分别与每组所述蓄热体连接，所述第四出入口与净化气管道连接，所述切换阀上设有四个控制位，所述开关通过所述控制位控制各出入口的进气与出气情况。

在其中一个实施例中，所述燃烧室上设有便于检修的人孔。

本实用新型的有益效果在于：

一般的，进入燃烧室中的有机废气中的含氧量与空气中的含氧量相当，在燃烧室中有机废气的浓度相对较低时，有机废气经燃烧后的高温烟气中含氧量仍然很高，且高温烟气的温度与燃烧室内温度相当。通过在燃烧室上设第一助燃管道，将燃烧室中的高温烟气引出作为燃烧器的助燃气，既能够满足与燃料混合进行助燃的功能，也能够省去加热助燃空气的能量消耗，从而降低所述节能型蓄热式热力氧化器的运行燃料费用。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的节能型蓄热式热力氧化器的结构示意图。

附图标记说明：

10、燃烧室，20、燃烧器，30、第一助燃管道，310、第一控制阀，40、燃料管道，50、第二助燃管道，510、第二控制阀，60、助燃风机，70、蓄热室，80、蓄热体，90、切换阀，910、第一出入口，920、第二出入口，930、第三出入口，940、第四出入口，950、开关，100、废气管道，110、净化气管道，120、新风切换口。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明：

如图1所示，一种节能型蓄热式热力氧化器，包括燃烧室10、燃烧器20以及第一助燃管道30，所述燃烧器20设置在所述燃烧室10上且与所述燃烧室10相连通，所述第一助燃管道30的一端与所述燃烧室10相连通，所述第一助燃管道30的另一端与所述燃烧器20相连通。一般的，进入燃烧室10中的有机废气中的含氧量与空气中的含氧量相当，在燃烧室10中有机废气的浓度相对较低时，有机废气经燃烧后的高温烟气中含氧量仍然很高，且高温烟气的温度与燃烧室10内温度相当。例如，常见VOC的工况浓度范围大约在100-800mg/Nm³之间，假设VOC类型为苯、含量为500mg/Nm³，则将苯完全氧化后，燃烧室10内氧气含量仍有约20％，与空气中的含氧量相当。通过在燃烧室10上设第一助燃管道30，将燃烧室10中的高温烟气引出作为燃烧器20的助燃气，既能够满足与燃料管道40中燃料混合进行助燃的功能，也能够省去加热助燃空气的能量消耗，从而降低所述节能型蓄热式热力氧化器运行燃料的费用。例如，空气的密度ρ＝1.29kg/Nm³，助燃空气(气)流量约为P＝720Nm³/h，天然气的热值约为q＝33.6MJ/Nm³；在25℃(t1)时空气比热容C1为1.007KJ/kg.℃，则助燃空气所含热量Q1＝C1×t1×P×ρ＝1.007KJ/kg.℃×25℃×720Nm³/h×1.29kg/m³＝23382.54KJ；在燃烧室10燃烧温度约为850℃(t2)时，空气比热容C2为1.168KJ/kg.℃，此时助燃空气所含热量Q2＝C2×t2×P×ρ＝1.168KJ/kg.℃×850℃×720Nm³/h×1.29kg/m³＝922112.64KJ；则助燃空气从室温(以25℃计算)升高至RTO燃烧室10的850℃时，需要耗能Q＝Q2-Q1＝898730.1KJ；则Q需消耗的天然气量F＝Q/q＝26.7Nm³/h。即本实施例所述的节能型蓄热式热力氧化器通过采用第一助燃管道30引出高温烟气作为助燃气，能够节省大量的燃料。优选的，所述第一助燃管道30上设有第一控制阀310。所述第一控制阀310用于调节高温烟气的流量，使高温烟气与燃烧器20所需助燃气的流量相当。

进一步的，所述节能型蓄热式热力氧化器还包括第二助燃管道50以及助燃风机60，所述第二助燃管道50的一端与助燃风机60相连通，所述第二助燃管道50的另一端与所述燃烧器20相连通，所述助燃风机60与助燃空气相连通。优选的，所述第二助燃管道50上设有第二控制阀510。通过设置第二助燃管道50以及助燃风机60，是为了在紧急情况下作为备用助燃管道使用。例如，当第一助燃管道30或/和第一控制阀310出现故障时，助燃空气能够通过第二助燃管道50进入燃烧器20作为燃料的助燃气，从而保证所述节能型蓄热式热力氧化器能够正常工作。通过设置第二控制阀510，用于调节助燃空气的流量，使助燃空气与燃烧器20所需助燃气的流量相当。

进一步的，所述节能型蓄热式热力氧化器还包括蓄热室70、多个蓄热体80以及切换阀90，多个所述蓄热体80位于所述蓄热室70内，所述蓄热体80的上部与所述燃烧室10相连通，所述蓄热体80的下部与所述切换阀90连接。通过设置多个蓄热体80，能够提高蓄热体80的换热效率，进而降低运行燃料消耗、提高所述节能型蓄热式热力氧化器的工作效率。

进一步的，多个所述蓄热体80分为两组，所述切换阀90包括第一出入口910、第二出入口920、第三出入口930、第四出入口940以及开关950，所述第一出入口910与废气管道100连接，所述废气管道100上设有新风切换口120，所述第二出入口920、第三出入口930分别与每组所述蓄热体80连接，所述第四出入口940与净化气管道110连接，所述切换阀90上设有四个控制位，如图1所示标号为A、B、C、D，所述开关950通过所述控制位控制各出入口的进气与出气情况。通过在废气管道100上设置新风切换口120，在所述节能型蓄热式热力氧化器开始工作时，先通过新风切换口120通入新鲜空气来代替废气，从而借助燃烧器20将燃烧室10加热至工作所需的温度，为后续的废气处理准备条件。当开关950位于AD位时，新鲜空气或废气通过第一出入口910及第二出入口920依次进入一组蓄热体80、燃烧室10中开始反应，处理后的净化气体通过第三出入口930及第四出入口940排出。当开关950位于BC位时，废气通过第一出入口910及第三出入口930依次进入另一组蓄热体80、燃烧室10中开始反应，处理后的净化气体通过第二出入口920及第四出入口940排出。

进一步的，所述燃烧室10上设有便于检修的人孔(图中未示出)。进一步的，所述蓄热室70及燃烧室10内均砌有耐火砖，并通过陶瓷纤维进行保温。所述切换阀90上设有特殊的隔热措施。所述蓄热体80为具有良好耐高温性能的陶瓷材料。本实施例所述的节能型蓄热式热力氧化器性能稳定、工作可靠。

本实施例的工作过程如下：开始工作时，控制切换阀90的开关950使开关950位于AD位，通过新风切换口120通入新鲜空气，燃烧器20将燃烧室10加热至工作所需温度。正常操作时，通入废气，废气通过第一出入口910及第二出入口920进入左边的第一组蓄热体80并通过第一组蓄热体80被预热到接近燃烧室10温度，而该组蓄热体80同时逐渐被冷却。经预热后的废气进入燃烧室10中燃烧并被氧化，此时，废气燃烧产生的一部分高温烟气通过第一助燃管道30流至燃烧器20处作为燃料管道40中燃料的助燃气，另一部分净化气体进入右边的第二组蓄热体80。净化气体将热量传给第二组蓄热体80，该组蓄热体80床层逐渐被加热，而净化气体则被冷却后通过第三出入口930及第四出入口940排出，完成第一个循环。当第一组蓄热体80冷却到允许温度水平时，切换开关950使开关950位于BC位，进而废气进入已被加热过的第二组蓄热体80，高温烟气作为助燃气输入至燃烧器20处，净化气体则再将热量传给已冷却的第一组蓄热体80，如上所述完成第2个循环。这样，通过不断反复循环操作来实现废气的净化和热量的充分利用。本实施例所述的节能型蓄热式热力氧化器利用燃烧室10中高温烟气作为助燃气，能够减少加热工艺气体能量消耗、节省能源、降低运行燃料费用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种节能型蓄热式热力氧化器，其特征在于，包括燃烧室、燃烧器以及第一助燃管道，所述燃烧器设置在所述燃烧室上且与所述燃烧室相连通，所述第一助燃管道的一端与所述燃烧室相连通，所述第一助燃管道的另一端与所述燃烧器相连通。

2.根据权利要求1所述的节能型蓄热式热力氧化器，其特征在于，所述第一助燃管道上设有第一控制阀。

3.根据权利要求2所述的节能型蓄热式热力氧化器，其特征在于，还包括第二助燃管道以及助燃风机，所述第二助燃管道的一端与助燃风机相连通，所述第二助燃管道的另一端与所述燃烧器相连通，所述助燃风机与助燃空气相连通。

4.根据权利要求3所述的节能型蓄热式热力氧化器，其特征在于，所述第二助燃管道上设有第二控制阀。

5.根据权利要求4所述的节能型蓄热式热力氧化器，其特征在于，还包括蓄热室、多个蓄热体以及切换阀，多个所述蓄热体位于所述蓄热室内，所述蓄热体的上部与所述燃烧室相连通，所述蓄热体的下部与所述切换阀连接。

6.根据权利要求5所述的节能型蓄热式热力氧化器，其特征在于，多个所述蓄热体分为两组，所述切换阀包括第一出入口、第二出入口、第三出入口、第四出入口以及开关，所述第一出入口与废气管道连接，所述废气管道上设有新风切换口，所述第二出入口、第三出入口分别与每组所述蓄热体连接，所述第四出入口与净化气管道连接，所述切换阀上设有四个控制位，所述开关通过所述控制位控制各出入口的进气与出气情况。

7.根据权利要求1-6任一项所述的节能型蓄热式热力氧化器，其特征在于，所述燃烧室上设有便于检修的人孔。