CN208553698U - 一种带喷水降nox的四段式焚烧炉装置 - Google Patents

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吴浩平
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Abstract

本实用新型公开了一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置,包括四段式反应炉,四段式反应炉的内部依次设有燃烧区、还原区、冷却区和再氧化区,四段式反应炉的一侧嵌设有燃烧机,且燃烧机的烧嘴与燃烧区相通,燃烧机的燃料进口与天然气进气管相通,燃烧机的风口与助燃风机的出风口相通。本实用新型通过燃烧区、还原区、冷却区和再氧化区,可以高温炭化炉与低温炭化炉产生的尾气进行净化,燃烧区与还原区之间注入去离子水,高温状态下生产氢氧离子,还原区内的反应过程处于贫氧状态,氟化氢在1200℃以上的高温下发生分解反应,生成氢气、氮气及碳,碳在贫氧状态下生成一氧化碳:氨气在高温下还原生成氮气与氢气。

Description

一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置
技术领域
本实用新型涉及一种尾气处理领域,具体为一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置。
背景技术
碳纤维是一种质量轻、强度高、耐腐蚀、耐疲劳的高性能纤维材料,碳纤维生产过程中的关键一步是炭化炉的炭化过程,炭化炉分为低温炭化炉炭化(400-1000℃)和高温炭化炉炭化C1000-1800℃),炭化炉采用氮气作为保护气,炭化炉排出的尾气除了氮气外,主要含有氰化氢、氨气、一氧化碳、焦油及碳氢化合物,氰化氢是一种剧毒物质,氨气刺激性大且难闻,一氧化碳会导致煤气中毒、焦油亦对环境有害,所以炭化炉的尾气必须经过净化才能排放。
目前,传统的炭化炉尾气处理装置氟化氢去除率低及氮氧化合物排放浓度高。因此我们对此做出改进,提出一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置。
实用新型内容
为解决现有技术存在的缺陷,本实用新型提供一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置。
为了解决上述技术问题,本实用新型提供了如下的技术方案:
本实用新型一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置,包括四段式反应炉,所述四段式反应炉的内部依次设有燃烧区、还原区、冷却区和再氧化区,所述四段式反应炉的一侧嵌设有燃烧机,且燃烧机的烧嘴与燃烧区相通,所述燃烧机的燃料进口与天然气进气管相通,所述燃烧机的风口与助燃风机的出风口相通,所述四段式反应炉底端的一侧和顶端的一侧分别设有第一尾气进气口与第二尾气进气口,所述第一尾气进气口通过第一尾气进气管与高温炭化炉连接,所述第二尾气进气口通过第二尾气进气管与连接低温炭化炉连接,所述四段式反应炉底端的另一侧嵌设有供气风机,且供气风机的出风口与再氧化区相通,所述四段式反应炉的另一侧设有排气口,所述排气口通过排气管与高温换热器一侧热端入口相通,所述高温换热器另一侧的冷端出口通过排气管与系统送风机的进风口相通,所述高温换热器顶端的冷端入口和冷端出口分别与车间送风机和车间进气区连接,所述系统送风机的出风口与排气烟囱的进风口相通,所述四段式反应炉顶端的中部均嵌设有液体喷雾器,且一个液体喷雾器位于燃烧区,另一个液体喷雾器位于冷却区。
作为本实用新型的一种优选技术方案,所述第一尾气进气管和第二尾气进气管靠近第一尾气进气口和第二尾气进气口的一侧分别设有第一尾气入口通断阀和第二尾气入口通断阀。
作为本实用新型的一种优选技术方案,所述排气管与排气口的连接处设有波纹膨胀节,且波纹膨胀节的一端与高温换热器的热端入口连接。
作为本实用新型的一种优选技术方案,所述第一尾气入口通断阀和第二尾气入口通断阀分别与PLC连接。
作为本实用新型的一种优选技术方案,所述化炉尾气处理装置无旁通设计。
本实用新型的有益效果是:该种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置,通过燃烧区、还原区、冷却区和再氧化区,可以高温炭化炉与低温炭化炉产生的尾气进行净化,燃烧区与还原区之间注入去离子水,高温状态下生产氢氧离子,还原区内的反应过程处于贫氧状态,氟化氢在1200℃以上的高温下发生分解反应,生成氢气、氮气及碳,碳在贫氧状态下生成一氧化碳:氨气在高温下还原生成氮气与氢气:碳氢化合物在高温下分解生成碳氢自由基,碳氢自由基与氮气反应生成氟化氢与氮气,氟化氢进一步反应生成氢气、氮气及一氧化碳。经冷却区冷却后的尾气进入氧化区,供气风机向氧化区内通入空气,还原区内生成的氢气发生氧化反应生成水、一氧化碳发生氧化反应生成二氧化碳、未反应完的碳氢化合物氧化生成二氧化碳和水,由于氧化区内的温度控制于950℃ 以下,反应过程中有效的避免了氮氧化物的产生。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
图1是本实用新型一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置的结构示意图。
图中:1、第一尾气进气管;2、第二尾气进气管;3、四段式反应炉;4、波纹膨胀节;5、高温换热器;6、排气烟囱;7、系统送风机;8、助燃风机;9、供气风机;10、车间送风机;11、燃烧机;12、第一尾气入口通断阀;13、第二尾气入口通断阀;14、高温炭化炉;15、低温炭化炉;16、燃烧区;17、还原区;18、冷却区;19、再氧化区;20、天然气进气管;21、液体喷雾器;22、车间进气区;23、排气管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例:如图1所示,本实用新型一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置,包括四段式反应炉3,四段式反应炉3的内部依次设有燃烧区16、还原区17、冷却区18和再氧化区19,还原区17内的温度为1100℃-1450℃,且尾气在所述还原区17内的停留时间为2s,冷却区18内的温度为760C-860℃,再氧化区19内的温度为760℃-950℃,且尾气在所述氧化区内的停留时间为2s,四段式反应炉3的一侧嵌设有燃烧机11,且燃烧机11的烧嘴与燃烧区16相通,燃烧机11的燃料进口与天然气进气管20相通,燃烧机11的风口与助燃风机8的出风口相通,四段式反应炉3底端的一侧和顶端的一侧分别设有第一尾气进气口与第二尾气进气口,第一尾气进气口通过第一尾气进气管1与高温炭化炉14连接,第二尾气进气口通过第二尾气进气管2与连接低温炭化炉15连接,四段式反应炉3底端的另一侧嵌设有供气风机9,且供气风机9的出风口与再氧化区19相通,四段式反应炉3的另一侧设有排气口,排气口通过排气管23与高温换热器5一侧热端入口相通,高温换热器5另一侧的冷端出口通过排气管23与系统送风机7的进风口相通,高温换热器5顶端的冷端入口和冷端出口分别与车间送风机10和车间进气区22连接,系统送风机7的出风口与排气烟囱6的进风口相通,经四段式反应炉3净化后的尾气通过排气管23经过高温换热器5,在高温换热器5的换热作用下,换热后的尾气在系统送风机7的作用下,送到排气烟囱6由排气烟囱6排放,高温换热器5将吸收的热量传递至车间送风机10送入的空气,车间送风机10将加热后的空气输送至车间进气区22,四段式反应炉3顶端的中部均嵌设有液体喷雾器21,且一个液体喷雾器21位于燃烧区16,另一个液体喷雾器21位于冷却区18。
其中,第一尾气进气管1和第二尾气进气管2靠近第一尾气进气口和第二尾气进气口的一侧分别设有第一尾气入口通断阀12和第二尾气入口通断阀13,将第一尾气入口通断阀12和第二尾气入口通断阀13打开,高温炭化炉14和低温炭化炉15产生的尾气分别通过第一尾气进气管1和第二尾气进气管2进入四段式反应炉3的内部。
其中,排气管23与排气口的连接处设有波纹膨胀节4,且波纹膨胀节4的一端与高温换热器5的热端入口连接,通过波纹膨胀节4吸收四段式反应炉3的热膨胀量,保障四段式反应炉3能够长期稳定的运行。
其中,第一尾气入口通断阀12和第二尾气入口通断阀13分别与PLC连接,PLC根据四段式反应炉3的运行状况控制第一尾气入口通断阀12和第二尾气入口通断阀13的关闭与开启,控制过程相对人工控制更加迅速、安全。
其中,化炉尾气处理装置无旁通设计,目的是避免未处理尾气扩散,对人员健康造成危害。
工作时,将第一尾气入口通断阀12和第二尾气入口通断阀13打开,高温炭化炉14和低温炭化炉15产生的尾气分别通过第一尾气进气管1和第二尾气进气管2进入四段式反应炉3的内部,在燃烧区16、还原区17、冷却区18和再氧化区19的作用下对尾气进行净化,净化的尾气通过排气管23经过高温换热器5,在高温换热器5的换热作用下,换热后的尾气在系统送风机7的作用下,送到排气烟囱6由排气烟囱6排放,高温换热器5将吸收的热量传递至车间送风机10送入的空气,车间送风机10将加热后的空气输送至车间进气区22,供给车间使用,当四段式反应炉3出现故障,PLC并不会关闭系统,系统风机继续运行,将四段式反应炉3当做尾气通道,通过管道将尾气通至排气烟囱6排出,提高了实用性。
最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置,包括四段式反应炉(3),其特征在于,所述四段式反应炉(3)的内部依次设有燃烧区(16)、还原区(17)、冷却区(18)和再氧化区(19),所述四段式反应炉(3)的一侧嵌设有燃烧机(11),且燃烧机(11)的烧嘴与燃烧区(16)相通,所述燃烧机(11)的燃料进口与天然气进气管(20)相通,所述燃烧机(11)的风口与助燃风机(8)的出风口相通,所述四段式反应炉(3)底端的一侧和顶端的一侧分别设有第一尾气进气口与第二尾气进气口,所述第一尾气进气口通过第一尾气进气管(1)与高温炭化炉(14)连接,所述第二尾气进气口通过第二尾气进气管(2)与连接低温炭化炉(15)连接,所述四段式反应炉(3)底端的另一侧嵌设有供气风机(9),且供气风机(9)的出风口与再氧化区(19)相通,所述四段式反应炉(3)的另一侧设有排气口,所述排气口通过排气管(23)与高温换热器(5)一侧热端入口相通,所述高温换热器(5)另一侧的冷端出口通过排气管(23)与系统送风机(7)的进风口相通,所述高温换热器(5)顶端的冷端入口和冷端出口分别与车间送风机(10)和车间进气区(22)连接,所述系统送风机(7)的出风口与排气烟囱(6)的进风口相通,所述四段式反应炉(3)顶端的中部均嵌设有液体喷雾器(21),且一个液体喷雾器(21)位于燃烧区(16),另一个液体喷雾器(21)位于冷却区(18)。
2.根据权利要求1所述的一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置,其特征在于,所述第一尾气进气管(1)和第二尾气进气管(2)靠近第一尾气进气口和第二尾气进气口的一侧分别设有第一尾气入口通断阀(12)和第二尾气入口通断阀(13)。
3.根据权利要求1所述的一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置,其特征在于,所述排气管(23)与排气口的连接处设有波纹膨胀节(4),且波纹膨胀节(4)的一端与高温换热器(5)的热端入口连接。
4.根据权利要求1所述的一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置,其特征在于,所述第一尾气入口通断阀(12)和第二尾气入口通断阀(13)分别与PLC连接。
5.根据权利要求1所述的一种带喷水降NOX的四段式焚烧炉装置,其特征在于,所述化炉尾气处理装置无旁通设计。
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