CN205979813U - 一种处理含尘voc废气的蓄热式焚烧装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，以最终实现高含尘VOC废气的高效节能处理。本实用新型装置包括联动阀门组合、蓄热清灰装置、蓄热室、氧化焚烧室、燃烧器、余热锅炉和急冷吸收装置；所述的蓄热室上部为连通的氧化焚烧室，蓄热室下部布置蓄热清灰装置，蓄热室通过联动阀门组合连接废气管道、反吹风管道和烟气管道；氧化焚烧室上布置用于助燃的若干个燃烧器；蓄热室包括若干个蓄热仓，每蓄热仓下方均布有相同的联动阀门组合。本实用新型能够实现含尘、含硫、含卤素等有害VOC废气以及较大工况波动的高效节能处理。本实用新型能够实现95％以上的热回收率，可燃组分和有害组分去除率可达99％以上，生成NOX极少，是处理高含尘VOC废气的理想方案。

Description

一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置
技术领域
本实用新型涉及石油化工、表面涂装等行业高含尘VOC废气处理领域，特别涉及一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置。
背景技术
挥发性有机化合物Volatile Organic Compounds,VOC是石油化工以及各种使用有机溶剂行业排放的常见污染物。VOC废气中含有的二甲苯、甲苯、甲乙酮、卤素化合物等属于有毒气体，该类化合物多数具有刺激性气味，直接接触会对人体健康造成危害，且部分组分已被列为致癌物。VOC有机废气还具有一定的热值，不经过处理直接排放，即污染环境，又浪费能源。
现有技术中，VOC废气最理想的处理方式就是采用RTO，即蓄热式热力氧化炉。其工作原理是将VOC废气通过已在上一循环吸热升温至较高温度的蓄热室，然后在氧化室依靠自身燃烧热或燃烧器助燃升温至800℃以上，使废气中的VOC分解成CO2和水。然后高温烟气再流经蓄热体，使蓄热体升温“蓄热”并用于加热下一个循环进入此蓄热室的VOC废气或VOC废气和空气的混合气，从而使炉膛始终维持在较高工作温度，提高热回收率和焚烧效率。
工业中的VOC废气多含有粉尘或焦油等易吸附或粘结物质，且蓄热室常用的陶瓷蜂窝蓄热体孔径较小，在蓄热过程中，废气中的粉尘或焦油极易使小孔阻塞，进而导致换热恶化，严重的更导致蓄热体超温烧毁，可见废气中的粉尘或焦油等易吸附或粘结物质对RTO的使用寿命影响较大，在废气进入蓄热体之前清除或过滤掉此类物质是延长RTO使用寿命的有效途径。本实用新型的目的就是为了解决此类问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，以 最终实现高含尘VOC废气的高效节能处理。
实现本实用新型目的的技术方案：一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其包括联动阀门组合、蓄热清灰装置、蓄热室、氧化焚烧室、燃烧器、余热锅炉和急冷吸收装置；所述的蓄热室上部为连通的氧化焚烧室，蓄热室下部布置蓄热清灰装置，蓄热室通过联动阀门组合连接废气管道、反吹风管道和烟气管道；氧化焚烧室上布置用于助燃的若干个燃烧器；所述的蓄热室包括若干个蓄热仓，每蓄热仓下方均布有相同的联动阀门组合；所述的阀门联动组合包括废气切断阀、废气阀联动挡板、废气入口、反吹风切断阀、烟气切断阀、烟气阀联动挡板和烟气出口；其中，废气管道上设有废气切断阀和废气阀联动挡板，反吹风管道上设有反吹风切断阀，烟气管道上设有烟气切断阀和烟气阀联动挡板；废气切断阀带动废气阀联动挡板前后周期运动实现废气周期性地通过废气入口进入蓄热仓；反吹风切断阀周期性开关实现反吹风周期性地通过反吹风管道进入蓄热仓，烟气切断阀带动烟气阀联动挡板前后周期运动实现烟气周期性地通过烟气出口排出蓄热仓；所述的蓄热室的每个蓄热仓下方均布有相同的蓄热清灰装置；在氧化焚烧室上设有压力测量仪一，在蓄热清灰装置下方设有压力测量仪二。
如上所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其所述的蓄热清灰装置包括箱体，在箱体内部设置蓄热散料，在箱体侧面设置滑轮，箱体与可移动的机械动力机构连接，通过机械动力机构移动带动带有滑轮的箱体移动。
如上所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其所述的蓄热仓中填充陶瓷蜂窝蓄热体，陶瓷蜂窝蓄热体中间布有蓄热体的温度控制机构；蓄热散料采用马鞍环蓄热散料。
如上所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其所述的每个燃烧器带有燃料入口，燃料入口处设有用于调节燃料流量的控制机构；所述的每个燃烧器还带有助燃风入口，助燃风入口处设有用于调节所述助燃风流量的控制机构。
如上所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其所述的氧化焚 烧室上方左右两侧分别布置有温度控制机构一和温度控制机构二，用来调节燃料流量的控制机构和助燃风流量的控制机构。
如上所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其所述的蓄热室包括若3个、5个或7个蓄热仓；所述的燃烧器(500)包括1个、2个或3个。
如上所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其所述的氧化焚烧室下游连接余热锅炉，余热锅炉用于处理氧化焚烧室超温情况下排出的高温烟气，余热锅炉下游设有低温烟气出口，低温烟气出口处设有用于调节低温烟气流量的控制机构。
如上所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其所述的所述氧化焚烧室和余热锅炉下游连接急冷吸收装置，急冷吸收装置用于处理氧化焚烧室排出的烟气中仍含有的有害组分，急冷吸收装置上设有吸收剂入口，吸收剂入口处设有吸收剂流量的控制机构；急冷吸收装置下游设有净化烟气出口，净化烟气出口连接分析仪，能分析净化烟气中的有害气体浓度，并用于调节吸收剂流量的控制机构。
本实用新型的效果在于：本实用新型所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其采用蓄热式焚烧技术，提供一整套处理高含尘VOC废气的焚烧装置，能够实现含尘、含硫、含卤素等有害VOC废气以及较大工况波动的高效节能处理。本实用新型所提供的蓄热式焚烧装置能够实现95％以上的热回收率，可燃组分和有害组分去除率可达99％以上，生成NOX极少，是处理高含尘VOC废气的理想方案。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置示意图；
图2为本实用新型所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置所涉及的联动阀门组合；
图3为本实用新型所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置所涉及的蓄热清灰装置；
图中：100.联动阀门组合；200.蓄热清灰装置；300.蓄热室；400.氧化焚烧室；500.燃烧器；600.余热锅炉；700.急冷吸收装置；110.废气管道；111.废气切断阀；112.废气阀联动挡板；113.废气入口；120.反吹风管道；121.反吹风切断阀；130.烟气管道；131.烟气切断阀；132.烟气阀联动挡板；133.烟气出口；211.机械动力机构；212.滑轮；213.金属箱体；214.蓄热散料；215.压力测量仪一；216.压力测量仪二；310.蓄热仓一；320.蓄热仓二；330.蓄热仓三；311.蓄热体的温度控制机构一；321.蓄热体的温度控制机构二；331.蓄热体的温度控制机构三；410.RTO和余热锅炉连接管道；401.温度控制机构一；402.温度控制机构二；510.燃料入口；511.燃料流量的控制机构一；512.燃料流量的控制机构二；520.助燃风入口；521.助燃风流量的控制机构一；522.助燃风流量的控制机构二；610.低温烟气出口；611.低温烟气流量的控制机构；710.吸收剂入口；711.吸收剂流量的控制机构；720.净化烟气出口，721.分析仪。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置作进一步描述。
如图1所示，本实用新型所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其包括联动阀门组合100、蓄热清灰装置200、蓄热室300、氧化焚烧室400、燃烧器500、余热锅炉600和急冷吸收装置700。
所述的蓄热室300上部为连通的氧化焚烧室400，蓄热室300下部布置蓄热清灰装置200，蓄热室300通过联动阀门组合100连接废气管道110、反吹风管道120和烟气管道130；氧化焚烧室400上布置用于助燃的2个燃烧器500。
所述的蓄热室300包括蓄热仓一310、蓄热仓二320和蓄热仓三330，每个蓄热仓下方均布有相同的联动阀门组合100；如图2所示，以蓄热仓310下方的联动阀门组合110为例：所述的阀门联动组合100包括废气切断阀111、废气阀联动挡板112、废气入口113、反吹风切断阀121、烟气切断阀131、 烟气阀联动挡板132和烟气出口133；其中，废气管道110上设有废气切断阀111和废气阀联动挡板112，反吹风管道120上设有反吹风切断阀121，烟气管道130上设有烟气切断阀131和烟气阀联动挡板132；废气切断阀111带动废气阀联动挡板112前后周期运动实现废气周期性地通过废气入口113进入蓄热仓；反吹风切断阀121周期性开关实现反吹风周期性地通过反吹风管道120进入蓄热仓，烟气切断阀131带动烟气阀联动挡板132前后周期运动实现烟气周期性地通过烟气出口133排出蓄热仓。
所述的蓄热室300的每个蓄热仓下方均布有相同的蓄热清灰装置；在氧化焚烧室400上设有压力测量仪一215，在蓄热清灰装置下方设有压力测量仪二216。如图3所示，以蓄热仓310下方的蓄热清灰装置210为例，所述的蓄热清灰装置包括箱体213，在箱体213内部设置蓄热散料214，在箱体侧面设置滑轮212，箱体213与可移动的机械动力机构211连接，通过机械动力机构211带动带有滑轮212的箱体213移动。
所述的蓄热仓310、320、330中填充陶瓷蜂窝蓄热体，陶瓷蜂窝蓄热体中间布有蓄热体的温度控制机构311、321、331；所述的蓄热散料214采用马鞍环蓄热散料，可以截流高含尘VOC废气中的粉尘。这样蓄热清灰装置200既起到了蓄热作用，又可以过滤粉尘。
所述的每个燃烧器带有燃料入口510，燃料入口510处设有用于调节燃料流量的控制机构511、512；所述的每个燃烧器还带有助燃风入口520，助燃风入口520处设有用于调节所述助燃风流量的控制机构521、522。所述的氧化焚烧室400上方左右两侧分别布置有温度控制机构一401和温度控制机构一402，温度控制机构一401用来调节燃料流量的控制机构511和助燃风流量的控制机构521，温度控制机构二402用来调节燃料流量的控制机构512、助燃风流量的控制机构522和低温烟气流量的控制机构611。所述的氧化焚烧室400下游连接余热锅炉600，余热锅炉600用于处理氧化焚烧室400超温情况下排出的高温烟气，余热锅炉600下游设有低温烟气出口610，低温烟气出口610处设有用于调节低温烟气流量的控制机构611。
所述的氧化焚烧室400和余热锅炉600下游连接急冷吸收装置700，急 冷吸收装置700用于处理氧化焚烧室400排出的烟气中仍含有的有害组分，急冷吸收装置700上设有吸收剂入口710，吸收剂入口710处设有吸收剂流量的控制机构711；急冷吸收装置700下游设有净化烟气出口720，净化烟气出口720连接分析仪721，能分析净化烟气中的有害气体浓度，并用于调节吸收剂流量的控制机构711。
如上所述装置的处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧方法，其包括如下步骤：此VOC废气中含有甲苯、二甲苯、含硫化合物等有害气体以及大量粉尘，且运行工况中组分和流量波动较大，带来热值波动也较大，设计废气处理量30000Nm3/h。
首先新鲜风风机启动对蓄热体300及氧化焚烧室400进行预吹扫三分钟，将焚烧装置内的残留废气排出；启动燃烧器500点火升温，升温至850-950℃(例如：850℃、900℃或950℃)，切换进入工作模式：
第一步，废气通过蓄热仓一310被预热至较高温度800-900℃(例如：800℃、850℃或900℃)，然后进入氧化焚烧室400燃烧，同时蓄热仓三330中残留未处理废气被干净的气体反吹回氧化焚烧室400进行焚烧处理，氧化焚烧室400内燃烧温度在850℃-950℃(例如：850℃、900℃或950℃)之间，分解后的净化烟气平均温度在230℃左右，然后经过蓄热仓二320排出，同时蓄热仓二320被加热；第二步，废气通过蓄热仓二320被预热至较高温度800-900℃，然后进入氧化焚烧室400燃烧，同时蓄热仓一310中残留未处理废气被净化后的气体反吹回氧化焚烧室400进行焚烧处理，氧化焚烧室400内燃烧温度在850℃-950℃之间(例如：850℃、900℃或950℃)，分解后的净化烟气平均温度在230℃左右，然后经过蓄热仓三330排出，同时蓄热仓三330被加热；第三步，废气通过蓄热仓三330被预热至较高温度800-900℃(例如：800℃、850℃或900℃)，然后进入氧化焚烧室400燃烧，蓄热仓320中残留未处理废气被净化后的气体反吹回氧化焚烧室400进行焚烧处理，氧化焚烧室400内燃烧温度在850℃-950℃之间(例如：850℃、900℃或950℃)，分解后的净化烟气平均温度在230℃左右，然后经过蓄热仓一310排出，同时蓄热仓一310被加热；通过控制联动阀门组合100的周期性运动，实现 上述一、二、三步工作模式的轮回。
当氧化焚烧室400内温度超过870℃，则不需要助燃燃料进行补燃，通过控制调节，可以保持氧化焚烧室400中废气长期处于自燃状态，最大地保证能量的高效利用。
当压力测量仪一215和压力测量仪二216检测到的压差超过设定值例如：800Kpa时，采用机械动力机构211取出蓄热清灰装置200,并采用具有一定压力的热空气或蒸汽清除马鞍环蓄热散料间截流的固体粉尘、焦油等易于吸附或粘着的物质，当粘着物质太多或不易清除时可更换蓄热散料，然后重新安装使用。
当温度控制机构一401检测到氧化焚烧室400左侧烟气温度低于设定的燃烧器启动温度时例如：850℃时，开启调节燃料流量的控制机构511，调节控制助燃风流量的控制机构521，进而改变供给燃烧器500的燃料量和助燃风量，直至氧化焚烧室400烟气温度达到正常温度范围850℃-950℃之间；当温度控制机构一401检测到氧化焚烧室400左侧烟气温度超过设定的燃烧器停止温度时例如：880℃时，关闭调节燃料流量的控制机构511，调节控制助燃风流量的控制机构521，进而切断燃烧器500的燃料供给，减少助燃风流量，直至氧化焚烧室400烟气温度回归正常温度范围850℃-950℃之间(例如：850℃、900℃或950℃)。氧化焚烧室400右侧温度控制逻辑与左侧相同。
当氧化焚烧室400中的温度控制机构401和402检测到炉膛的平均烟气温度超过超过设定的启动余热锅炉温度时，开启并调节控制机构611，使氧化焚烧室400排出的超温烟气流经余热锅炉600放热降温，同时产生蒸汽或热水，直至氧化焚烧室400的烟气平均温度回归到850℃-950℃之间(例如：850℃、900℃或950℃)，随后关闭低温烟气流量的控制机构611。
当蓄热室300中的蓄热体的温度控制机构311、321、331检测到的温度超过设定的蓄热材料最大允许温度时，启动停车连锁，同时切断废气和燃料供入，开启吹扫模式；
当急冷吸收装置700出口的分析仪721检测到净化烟气中的CL2或SO2、SO3等有害组分含量超过设定值时，调节吸收剂流量的控制机构711，进而调 节吸收剂的浓度和流量，直至急冷吸收装置700出口烟气中有害组分含量低于设定值。
本部分描述仅为了详细说明本实用新型提供的技术方案，具体的描述顺序和用语不应当形成对本实用新型保护范围的任何限制。本实用新型不限于上述的具体实施例，本领域的普通技术人员以上述构思出发，不经过创造性劳动，所作出的种种改变，均落在本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其特征在于：该装置包括联动阀门组合(100)、蓄热清灰装置(200)、蓄热室(300)、氧化焚烧室(400)、燃烧器(500)、余热锅炉(600)和急冷吸收装置(700)；
所述的蓄热室(300)上部为连通的氧化焚烧室(400)，蓄热室(300)下部布置蓄热清灰装置(200)，蓄热室(300)通过联动阀门组合(100)连接废气管道(110)、反吹风管道(120)和烟气管道(130)；氧化焚烧室(400)上布置用于助燃的若干个燃烧器(500)；
所述的蓄热室(300)包括若干个蓄热仓，每蓄热仓下方均布有相同的联动阀门组合(100)；所述的阀门联动组合(100)包括废气切断阀(111)、废气阀联动挡板(112)、废气入口(113)、反吹风切断阀(121)、烟气切断阀(131)、烟气阀联动挡板(132)和烟气出口(133)；其中，废气管道(110)上设有废气切断阀(111)和废气阀联动挡板(112)，反吹风管道(120)上设有反吹风切断阀(121)，烟气管道(130)上设有烟气切断阀(131)和烟气阀联动挡板(132)；废气切断阀(111)带动废气阀联动挡板(112)前后周期运动实现废气周期性地通过废气入口(113)进入蓄热仓；反吹风切断阀(121)周期性开关实现反吹风周期性地通过反吹风管道(120)进入蓄热仓，烟气切断阀(131)带动烟气阀联动挡板(132)前后周期运动实现烟气周期性地通过烟气出口(133)排出蓄热仓；
所述的蓄热室(300)的每个蓄热仓下方均布有相同的蓄热清灰装置；在氧化焚烧室(400)上设有压力测量仪一(215)，在蓄热清灰装置下方设有压力测量仪二(216)。
2.根据权利要求1所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其特征在于：所述的蓄热清灰装置包括箱体(213)，在箱体(213)内部设置蓄热散料(214)，在箱体侧面设置滑轮(212)，箱体(213)与可移动的机械动力机构(211)连接，通过机械动力机构(211)移动带动带有滑轮(212)的箱体(213)移动。
3.根据权利要求2所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其特征在于：所述的蓄热仓中填充陶瓷蜂窝蓄热体，陶瓷蜂窝蓄热体中间布有蓄热体的温度控制机构；蓄热散料采用马鞍环蓄热散料。
4.根据权利要求1所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其特征在于：所述的每个燃烧器带有燃料入口(510)，燃料入口(510)处设有用于调节燃料流量的控制机构；所述的每个燃烧器还带有助燃风入口(520)，助燃风入口(520)处设有用于调节所述助燃风流量的控制机构。
5.根据权利要求4所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其特征在于：所述的氧化焚烧室(400)上方左右两侧分别布置有温度控制机构一(401)和温度控制机构二(402)，用来调节燃料流量的控制机构和助燃风流量的控制机构。
6.根据权利要求1所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其特征在于：所述的蓄热室包括若3个、5个或7个蓄热仓；所述的燃烧器(500)包括1个、2个或3个。
7.根据权利要求1所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其特征在于：所述的氧化焚烧室(400)下游连接余热锅炉(600)，余热锅炉(600)用于处理氧化焚烧室(400)超温情况下排出的高温烟气，余热锅炉(600)下游设有低温烟气出口(610)，低温烟气出口(610)处设有用于调节低温烟气流量的控制机构(611)。
8.根据权利要求6所述的一种处理含尘VOC废气的蓄热式焚烧装置，其特征在于：所述的所述氧化焚烧室(400)和余热锅炉(600)下游连接急冷吸收装置(700)，急冷吸收装置(700)用于处理氧化焚烧室(400)排出的烟气中仍含有的有害组分，急冷吸收装置(700)上设有吸收剂入口(710)，吸收剂入口(710)处设有吸收剂流量的控制机构(711)；急冷吸收装置(700)下游设有净化烟气出口(720)，净化烟气出口(720)连接分析仪(721)，能分析净化烟气中的有害气体浓度，并用于调节吸收剂流量的控制机构(711)。
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