CN206310512U - 一种炭化炉尾气洁净燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炭化炉尾气洁净燃烧系统，涉及活性炭行业炭化炉尾气处理领域。该系统包括空气净化冷却模块（1），高压风机（2），空气缓冲箱（3），富氧膜组件（4），水环真空泵（5），油气分离器（6），增压风机（7），富氧稳压罐（8），焚烧炉富氧喷嘴（9），循环水箱（10），PLC控制柜（11）。该系统由PLC控制柜自动化控制，通过向焚烧炉内供给富氧空气来提高炉内燃烧温度和速率，克服了传统三/五级除尘除油不彻底的技术缺陷，有效解决了炭化炉尾气处理难题，还可通过提高焚烧炉配套的余热锅炉水蒸气产量，改善企业冬季水蒸气不足，使炭化料在炭化段喷水降灰，提高活性炭品质的工艺成为现实。

Description

一种炭化炉尾气洁净燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及环保技术成果领域，特别是涉及活性炭制备过程中炭化炉尾气的处理领域。

背景技术

进入21世纪，活性炭因其优异的吸附性能，一跃成为了环保材料的朝阳行业。宁夏具有生产煤基活性炭的优质原料—太西煤，成为全球最大的煤基活性炭的生产基地。煤基活性炭制备以煤焦油作为粘合剂，制备需经过炭化和活化处理。在碳化工序段，活性炭中的煤焦油因高温而形成大量油滴及多种挥发物，如苯、酚、萘及硫化物等。上述物质毒性较强，产量大，属于难燃物，对环境造成极大污染。由于碳化是在弱氧化气氛中实现的，即便采用焚烧炉对炭化炉尾气进行燃烧，也难以彻底消除严重污染难题。由于尾气处理难题，也制约了活性炭在炭化段喷水降灰的操作工艺。近年来，活性炭行业对炭化炉尾气治理进行了多次技改，从建焚烧炉到配套焚烧炉余热锅炉仍未解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术对炭化炉尾气处理的不足，本实用新型提供了炭化炉尾气洁净燃烧系统。该系统通过向焚烧炉内部供给富氧空气来改善燃烧室内部弱氧化气氛，提高炉内燃烧温度和速率，使炭化炉尾气中的难燃物充分燃尽，可有效解决炭化炉尾气污染难题,同时，可在活性炭制备的炭化段实施喷水降灰操作，对提高活性炭品质具有重要意义。

本实用新型的技术方案如下：在富氧燃烧的技术基础上，设计了炭化炉尾气洁净燃烧系统。该系统包括空气净化冷却模块，高压风机、空气缓冲箱、水环真空泵、富氧膜组件、油气分离器、增压风机、富氧稳压罐、炭化炉富氧喷嘴、循环水箱、PLC控制柜等设备。空气净化冷却模块安装于高压风机前端，高于增压风机0.1m～0.3m，采用循环水箱对空气和水环真空泵进行冷却；富氧膜组件前端安装空气缓冲箱并通过法兰连接；所述空气缓冲箱下端面中心设有一个进气口，上端面设两个出气口；所述富氧膜组件出气口安装有压力表，压力表范围在-1～0MPa之间；所述油气分离器可以对气体二次除油；所述富氧稳压罐，设有安全阀和富氧流量计。

进一步地，该系统安装了一台PLC控制柜，可通过延时器按照先后顺序和时间实现自动化启动，同时兼备手动控制。具有操作简单，安全系数高，维护费用低等特点。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）采取多通道供气，增大了富氧空气的分布面积，极大提高了炭化炉废气在焚烧炉内部的焚烧效果。

（2）采用PLC自动化控制，所有设备可以按照先后顺序和时间实现自动化启动，同时兼备手动控制，具有操作简单，安全系数高，运行维护费用低等特点。同时，PLC控制柜装有变频器，可对风机及泵的转速进行调节，方便系统性能参数调节。

（3）通过空气净化冷却模块对空气中的灰尘、油气、水分脱除，并对空气进行冷却降温，改善了系统进气质量，提高了富氧膜组件的使用寿命。

（4）采用油气分离器二次除油，并安装富氧稳压罐，即保证该系统供气的稳定性，也加强了系统运行的安全性。

(5)该系统占地面积较小，约为20m³～30 m³，便于安装调试。

（6）以某厂配套6T/h余热锅炉的焚烧炉为例，加装炭化炉尾气洁净燃烧系统后的技术指标及应用效果如下表。

测试项目	燃尽率/%	炉温/℃	水蒸气产率/%
				技术指标	＞95%	提高18.2%	提高10%～20%

附图说明

图1为炭化炉尾气洁净燃烧系统示意图；

图2为图1炭化炉尾气洁净燃烧系统的空气净化冷却模块；

图3为图1炭化炉尾气洁净燃烧系统的PLC控制柜；

图4为图1炭化炉尾气洁净燃烧系统的布置图；

附图中的编码分别为：1-空气净化冷却模块；2-高压风机； 3-空气缓冲箱；4-富氧膜组件；5-水环真空泵；6-油气分离器；7-增压风机；8-气体稳压罐；9-焚烧炉富氧喷嘴；10-循环水箱；11-PLC控制柜，12 -空气滤清器；13-油气分离器；14-列管换热器，15-控制柜顶盖；16-控制柜开口；17-数据线接口，18-炭化炉洁净燃烧系统；19-焚烧炉进气口；20、21-焚烧炉富氧喷嘴；22-焚烧炉；23-焚烧炉出气口；24-燃烧室。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例1

图1所示的炭化炉尾气洁净燃烧系统，经过空气净化冷却模块1对空气净化冷却之后进入高压风机2；高压风机2与富氧膜组件4通过空气缓冲箱3连接，长宽高为1m*0.8m*0.4m的空气缓冲箱3安装在富氧膜组件4前端并通过法兰连接；空气缓冲箱3下端面中心设有一个进气口，上端面设两个出气口；富氧膜组件4出气口安装有压力表，压力表范围在-1～0MPa之间，并与水环真空泵5通过软管连接；增压风机7采用罗茨增压风机，通过2寸管道与富氧稳压罐8连接，富氧稳压罐8设有安全阀和富氧流量计；焚烧炉富氧喷嘴9采用四通道供气，通过7寸管道与稳压罐8连接，焚烧炉富氧喷嘴9伸入焚烧炉内的燃烧室两侧约0.2m～0.4m的位置。整体系统设计有PLC控制柜11，进行自动化控制。

另外，该系统由循环水箱10提供循环冷却水和水环真空泵用水。循环水箱10上端面有四个开口，补水口和放空口与管道焊接相连，两个进水口与管道螺纹连接；下端面有三个开口，两个出水口与管道螺纹连接，排水口与管道焊接相连；外侧面安装有液位计。

图2所示的净化冷却模块1位于高压风机2前方高0.2m～0.5m处，空气滤清器12位于空气净化冷却模块的前端，通过7寸的碳钢管道与油气分离器13和列管换热器14连接。

（3）图3所示PLC控制柜11，所有电子控制元件如延时器和变频器都安装于PLC控制柜内部，控制柜上部设有防水盖15和控制柜开口16，下端设有数据线接口17，所有设备可以按照先后顺序和时间实现自动化启动。同时，PLC控制柜兼备手动控制，具有操作简单，安全系数高，运行维护费用低等特点。

实施例2

图4所示炭化炉尾气洁净燃烧系统布置，系统安装位置远离焚烧炉100m～200m处，整体安置于活动板房内部。活动板房建设需要水电暖齐全，防尘防电，冬季保暖，封闭式管理。系统通过管道与焚烧炉富氧喷嘴连接，采用多通道供气。

本系统的使用方法是：检查循环水箱的液位计和所有管道阀门，开启放空阀和循环水阀，关闭安全阀，打开控制柜电源，依次启动增压风机、水环真空泵和高压风机。压力稳定后关闭放空阀，打开安全阀，对焚烧炉进行供气。

关闭系统的操作步骤与启动时相反，关闭高压风机、水环真空泵和增压风机，打开放空阀排空后关闭所有阀门。

Claims (5)

1.一种炭化炉尾气洁净燃烧系统，该系统包括空气净化冷却模块（1），高压风机（2），空气缓冲箱（3），富氧膜组件（4），水环真空泵（5），油气分离器（6），增压风机（7），富氧稳压罐（8），焚烧炉富氧喷嘴（9），循环水箱（10），PLC控制柜（11），其特征在于所述的空气净化冷却模块（1）安装于高压风机（2）前端，利用循环水箱（10）对空气进行冷却；富氧膜组件（4）的前端安装空气缓冲箱（3），通过法兰连接；所述空气缓冲箱（3）下端面中心设有一个进气口，上端面设两个出气口；所述富氧膜组件出气口安装有压力表，压力表范围在-1～0MPa之间；所述油气分离器（6）设在水环真空泵（5）出气口后端，可对气体二次除油；所述富氧稳压罐（8）设有安全阀和富氧流量计，通过管道与增压风机（7）出气口相接；该系统通过PLC控制柜（11）自动化控制，各个设备可以按照先后顺序和时间实现自动化开机，同时兼备手动控制。

2.根据权利要求1所述的一种炭化炉尾气洁净燃烧系统，其特征在于所述的空气净化冷却模块（1）包括空气滤清器、油气分离器和列管换热器组成，利用它对空气进行前处理，有效净化空气中的灰尘、油气及水分，提高了富氧膜组件的工作寿命。

3.根据权利要求1所述的一种炭化炉尾气洁净燃烧系统，其特征在于所述的循环水箱（10）上端面设有四个开口，两个循环水口，一个补水口，外加放空管，下端面设有两个循环水口和一个排水口，外侧面安装有液位计；循环水箱高出系统约1～2m，同时为水环真空泵和空气净化冷却模块供给用水。

4.根据权利要求1所述的一种炭化炉尾气洁净燃烧系统，其特征在于所述富氧喷嘴（9）选择安装在燃烧室内部，分多个非等距位点供给富氧空气，可有效提高富氧空气的利用效率。

5.根据权利要求1所述的一种炭化炉尾气洁净燃烧系统，其特征在于所述PLC控制柜（11）安装有延时器与变频器，可按照先后顺序和时间自动化启动；同时，该系统设有手动控制，操作简单，安全系数高，维护费用低。