CN207298995U - 一种有机垃圾热裂解尾气燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种有机垃圾热裂解尾气燃烧装置，包括燃烧器本体以及分别设置于其两端的尾气入口和催化氧化装置，在所述燃烧器本体的外部沿其长度方向设置空气管道，所述空气管道包括两个出气口以及用于调节空气流量的调气阀，其中一个出气口设置在催化氧化装置下方而另一个出气口邻近尾气入口设置，在催化氧化装置的底部设置有多个进气孔且燃烧的尾气从侧面或底面进入催化氧化装置中，在所述尾气入口的附近设置有点火器，在所述燃烧器本体的内壁上设置耐火层。所述装置结构简单且实用性好，其通过结合燃烧和催化氧化的方法对有机垃圾热裂解后产生的尾气进行处理，以实现对尾气中能量的最大程度的回收和利用，并抑制了污染物的生成。

Description

一种有机垃圾热裂解尾气燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及垃圾处理技术领域，具体地，涉及一种有机垃圾热裂解尾气燃烧装置。

背景技术

人类生产生活产生大量的垃圾，它是一种污染源，也是一种可再利用的能源。据统计，我国目前城市生活垃圾每年约产生2亿多吨，并正以10％的速度逐年递增，中国已经成为世界上垃圾包袱最重的国家，因此关于城市垃圾的无害化、减容化和资源化处理已经迫在眉睫，而关于城市垃圾中的大头——有机垃圾的处理更是重中之重。目前，业内对于有机垃圾的处理包括堆肥、焚烧、厌氧发酵、热裂解等方法，其中的热裂解方法是通过加入催化剂和适量空气使得有机垃圾在贫氧环境下反应，进而被分解成焦油、固体残渣和可燃性气体等，其具有耗时短、见效快、资源利用率高等优点。

对于有机垃圾热裂解后产生的尾气，通常是直接采用燃烧处理的方法并对其中的热能进行回收再利用。由于尾气成分复杂且包含诸多有害物质，因此在燃烧尾气的过程中会产生大量有毒的二噁英(二噁英在低温燃烧条件下生成而在800℃以上的高温环境下分解)，不仅污染环境、损害人体健康，而且为了避免有毒有害气体的泄露，尾气在密闭环境下燃烧不充分，造成能源的严重浪费。

综上所述，对于有机垃圾热裂解后的尾气处理，应使其燃烧充分并可能的处于800℃以上的高温环境下，进而提高垃圾能源的回收利用率并避免环境污染。

中国专利CN201521064241.9公开了一种高效垃圾热裂解系统，其包括设置在地基上的热裂解炉，热裂解炉的上方设置有自动进料装置，热裂解炉的两侧通过油管连接着发电装置，热裂解炉的右侧通过尾气排放口连接到烟气急冷池，烟气急冷池与烟气水帘处理装置相连通，且所述烟气水帘处理装置的另一端连接着烟气净化装置，烟气净化装置的末端连接着系统风机。该实用新型可促进垃圾充分燃烧，减少尾气排放，并充分利用热裂解炉的余热，增加热裂解炉的热燃烧效率，并通过多级净化处理完全净化尾气以实现尾气零排放。上述专利是通过物理方法重复处理尾气以达到减少尾气污染的目的，实际上并没有减少有毒有害物质的生成量，而且对尾气能源的充分利用仅是将其反复通入裂解炉中燃烧反应，并没有进一步的深化处理，能源利用率依然不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、实用性好、可充分燃烧和利用尾气热能、并减少污染物生成的尾气燃烧装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种有机垃圾热裂解尾气燃烧装置，包括燃烧器本体以及分别设置于所述燃烧器本体两端的尾气入口和催化氧化装置，在所述燃烧器本体的外部沿其长度方向设置空气管道，所述空气管道包括两个出气口以及用于调节空气流量的调气阀，且其中一个出气口设置在催化氧化装置下方而另一个出气口邻近尾气入口设置，在催化氧化装置的底部设置有多个进气孔，在燃烧器本体内经过燃烧的尾气由催化氧化装置的侧面或底面进入催化氧化装置中，在所述尾气入口的附近还设置有点火器且尾气入口与热裂解反应器的尾气排放管连通，在所述燃烧器本体的内壁上设置有耐火层；通过对有机垃圾热裂解后的尾气进行前期燃烧和后期催化氧化处理以实现尾气中最大程度的能量释放，并通过保持高温反应环境以抑制污染物的生成。

有机垃圾热裂解后的尾气成分主要包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷、环丙烷、油气和悬浮的碳微粒等，通过点火器点火燃烧，有部分尾气完全燃烧生成水和二氧化碳，而剩余部分未燃烧或未燃烧完全的尾气则沿燃烧器本体的长度方向继续向前输送。由于上述反应均为放热反应，会产生大量的热，若反应环境封闭，则碳微粒和二氧化碳可在高温贫氧的条件下反应生成一氧化碳，新生成的一氧化碳和尾气中剩余的可燃组分进入到催化氧化装置后，会在高温、催化剂以及充足供氧的条件下进一步发生氧化反应，释放出热量，以实现对垃圾裂解尾气中所含能量的充分利用；若反应环境非封闭且充足供氧，则碳微粒和尾气中剩余的可燃组分可在运输的同时持续反应、释放热量，直至气体进入催化氧化装置中，并在高温、催化剂以及充足供氧的条件下进一步反应完全。

优选地，在所述尾气入口的出气方向设置有用于减缓尾气流速的阻气装置，使得尾气与空气能混合均匀并充分燃烧。

优选地，所述阻气装置为网状结构且其网格间隙为0.5-2.0mm。

优选地，在所述燃烧器本体靠近尾气入口的位置设置有水封器，以便于及时排出气体避免爆炸并对阻气装置进行更换。

优选地，在所述催化氧化装置中设置有催化剂，在所述催化氧化装置中设置有催化剂，所述催化剂包括三氧化二铝、四氧化三铁和二氧化钛。

优选地，所述催化氧化装置和尾气入口设置在同一水平高度，在燃烧器本体内经过燃烧的尾气由催化氧化装置的侧面进入催化氧化装置中，所述催化氧化装置底部的进气孔与空气管道设置于该位置处的出气口直接连通，且与该出气口连通的部分空气管道贴附于燃烧器本体的外壁设置，在该段空气管道的管壁以及燃烧器本体和耐火层与管壁对应的位置处开设有多个用于输送空气的通孔即输气小孔，以保证尾气在充足的空气补给下得以充分燃烧。

优选地，所述催化氧化装置设置的高度要高于尾气入口设置的高度，在燃烧器本体内经过燃烧的尾气同补入的空气一起由催化氧化装置的底面进入催化氧化装置中，在所述催化氧化装置底面与空气管道设置于催化氧化装置下方的出气口之间设置有导气板，在所述导气板上与该出气口的对应位置处开孔且开孔面积小于出气口面积，以便于燃烧后的尾气在进行催化氧化反应前能与空气再次充分混合。

优选地，在所述空气管道设置于催化氧化装置下方的出气口上设置预热装置，以避免冷空气进入破坏高温反应环境。

本实用新型提供的技术方案至少具有如下有益效果：

1、所述尾气燃烧装置的结构简单且实用性好，其通过结合燃烧和催化氧化的方法对有机垃圾热裂解后产生的尾气进行处理，以实现对尾气中能量的最大程度的回收和利用，并通过保持尾气的高温反应环境以破坏二噁英的生成条件，减少环境污染；

2、所述尾气燃烧装置通过设置阻气装置、导气板、输气小孔等结构以确保尾气在整个燃烧过程中能多次得到空气补给并与其充分混合，进而使尾气燃烧完全，也有利于对尾气中能量的回收再利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型所述尾气燃烧装置的一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型所述尾气燃烧装置的另一种实施例的结构示意图；

图中：1燃烧器本体，2尾气入口，3催化氧化装置，4空气管道，5调气阀，6点火器，7耐火层，8阻气装置，9水封器，10输气小孔，11导气板，12预热装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参见图1，一种有机垃圾热裂解尾气燃烧装置，包括燃烧器本体1、尾气入口2、催化氧化装置3和空气管道4，所述燃烧器本体1为具有一定长度的中空柱状容器且其内壁上设置有耐火层7，所述尾气入口2和催化氧化装置3分别设置于燃烧器本体1的两端，所述空气管道4沿燃烧器本体1的长度方向设置且包括一个进气口和两个出气口，其中一个出气口设置在催化氧化装置3的下方而另一个出气口邻近尾气入口2设置，在两个出气口方向还分别设置有用于调节空气流量的调气阀5。

所述尾气入口2与热裂解反应器的尾气排放管连通，且在其附近设置有点火器6。在本实施例中，在所述尾气入口2的出气方向还设置有用于减缓尾气流速的阻气装置8，使得尾气与空气混合均匀并充分燃烧，所述阻气装置8为网状结构且其网格间隙为0.5-2.0mm。

所述催化氧化装置3使用三氧化二铝、四氧化三铁和二氧化钛的混合物作为催化剂，且混合物中各物质的质量比为：三氧化二铝:四氧化三铁:二氧化钛＝5:4:1，在催化氧化装置3的底部还设置有多个进气孔。在本实施例中，所述催化氧化装置3和尾气入口2设置在同一水平高度，在燃烧器本体1内经过燃烧的尾气由催化氧化装置3的侧面进入催化氧化装置3中，所述催化氧化装置3底部的进气孔与空气管道4设置于该位置处的出气口直接连通，且与该出气口连通的部分空气管道贴附于燃烧器本体1的外壁设置，在该段空气管道的管壁以及燃烧器本体1和耐火层7与管壁对应的位置处开设有多个间隔均匀的输气小孔10，以保证尾气在充足的空气补给下得以充分燃烧。

在所述燃烧器本体1靠近尾气入口2的位置设置有水封器9，以便于在保证装置密封性的前提下当尾气剧烈燃烧时可顺利排除多余气体，避免发生爆炸事故，同时也可用于对阻气装置8进行更换。

实施例2

参见图2，一种有机垃圾热裂解尾气燃烧装置，包括燃烧器本体1、尾气入口2、催化氧化装置3和空气管道4，所述燃烧器本体1为具有一定长度的中空柱状容器且其内壁上设置有耐火层7，所述尾气入口2和催化氧化装置3分别设置于燃烧器本体1的两端，所述空气管道4设置于燃烧器本体1的外部且包括一个进气口和两个插入燃烧器本体1内部的出气口，其中一个出气口设置在催化氧化装置3的下方而另一个出气口邻近尾气入口2设置，在两个出气口方向还分别设置有用于调节空气流量的调气阀5。

所述尾气入口2与热裂解反应器的尾气排放管连通，且在其附近设置有点火器6。在本实施例中，在所述尾气入口2的出气方向还设置有用于减缓尾气流速的阻气装置8，使得尾气与空气混合均匀并充分燃烧，所述阻气装置8为网状结构且其网格间隙为0.5-2.0mm。

所述催化氧化装置3使用三氧化二铝、四氧化三铁和二氧化钛的混合物作为催化剂，且混合物中各物质的质量比为：三氧化二铝:四氧化三铁:二氧化钛＝5:4:1，在催化氧化装置3的底部还设置有多个进气孔。在本实施例中，所述催化氧化装置3及其下方的出气口的高度均要高于尾气入口2的高度，在燃烧器本体1内经过燃烧的尾气由催化氧化装置3的底面进入催化氧化装置3中，因而燃烧后的尾气需向上绕过空气管道4设置于催化氧化装置3下方的出气口并与从该出气口输出的空气一齐进入催化氧化装置3中；为了确保尾气和空气能充分混合，在催化氧化装置3底面与该出气口之间还设置有导气板11，在所述导气板11上与出气口对应的位置处开孔且开孔面积小于出气口面积。

在本实施例中，在位于催化氧化装置3下方的出气口上设置有预热装置12，以避免冷空气进入破坏高温反应环境。

在所述燃烧器本体1靠近尾气入口2的位置设置有水封器9，以便于在保证装置密封性的前提下当尾气剧烈燃烧时可顺利排除多余气体，避免发生爆炸事故，同时也可用于对阻气装置8进行更换。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。在本实用新型的精神和原则之内，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种有机垃圾热裂解尾气燃烧装置，其特征在于，包括燃烧器本体(1)以及分别设置于所述燃烧器本体(1)两端的尾气入口(2)和催化氧化装置(3)，在所述燃烧器本体(1)的外部沿其长度方向设置空气管道(4)，所述空气管道(4)包括两个出气口以及用于调节空气流量的调气阀(5)，且其中一个出气口设置在催化氧化装置(3)下方而另一个出气口邻近尾气入口(2)设置，在催化氧化装置(3)的底部设置有多个进气孔，在燃烧器本体(1)内经过燃烧的尾气由催化氧化装置(3)的侧面或底面进入催化氧化装置(3)中，在所述尾气入口(2)的附近还设置有点火器(6)且尾气入口(2)与热裂解反应器的尾气排放管连通，在所述燃烧器本体(1)的内壁上设置有耐火层(7)；通过对有机垃圾热裂解后的尾气进行前期燃烧和后期催化氧化处理以实现尾气中最大程度的能量释放，并通过保持高温反应环境以抑制污染物的生成。

2.根据权利要求1所述的尾气燃烧装置，其特征在于，在所述尾气入口(2)的出气方向设置有用于减缓尾气流速的阻气装置(8)，使得尾气与空气能混合均匀并充分燃烧。

3.根据权利要求2所述的尾气燃烧装置，其特征在于，所述阻气装置(8)为网状结构且其网格间隙为0.5-2.0mm。

4.根据权利要求2所述的尾气燃烧装置，其特征在于，在所述燃烧器本体(1)靠近尾气入口(2)的位置设置有水封器(9)，以便于及时排出气体避免爆炸并对阻气装置(8)进行更换。

5.根据权利要求1所述的尾气燃烧装置，其特征在于，在所述催化氧化装置(3)中设置有催化剂，所述催化剂包括三氧化二铝、四氧化三铁和二氧化钛。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的尾气燃烧装置，其特征在于，所述催化氧化装置(3)和尾气入口(2)设置在同一水平高度，在燃烧器本体(1)内经过燃烧的尾气由催化氧化装置(3)的侧面进入催化氧化装置(3)中，所述催化氧化装置(3)底部的进气孔与空气管道(4)设置于该进气孔位置处的出气口直接连通，且与该出气口连通的部分空气管道贴附于燃烧器本体(1)的外壁设置，在该段与燃烧器本体外壁贴附设置的部分空气管道的管壁以及燃烧器本体(1)和耐火层(7)与管壁对应的位置处开设有多个用于输送空气的通孔即输气小孔(10)，以保证尾气在充足的空气补给下得以充分燃烧。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的尾气燃烧装置，其特征在于，所述催化氧化装置(3)设置的高度要高于尾气入口(2)设置的高度，在燃烧器本体(1)内经过燃烧的尾气同补入的空气一起由催化氧化装置(3)的底面进入催化氧化装置(3)中，在所述催化氧化装置(3)底面与空气管道(4)设置于催化氧化装置下方的出气口之间设置有导气板(11)，在所述导气板(11)上与该出气口的对应位置处开孔且开孔面积小于出气口面积，以便于燃烧后的尾气在进行催化氧化反应前能与空气再次充分混合。

8.根据权利要求7所述的尾气燃烧装置，其特征在于，在所述空气管道(4)设置于催化氧化装置(3)下方的出气口上设置预热装置(12)，以避免冷空气进入破坏高温反应环境。