CN209013216U - 立式rto焚烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种立式RTO焚烧系统，包括立式焚烧炉，立式焚烧炉内由上至下依次设置有上蓄热腔、燃烧腔以及下蓄热腔；立式焚烧炉上下两端分别设有上气口和下气口；上蓄热腔和下蓄热腔内设有蓄热材料；燃烧腔连接有燃烧器；当有机废气依次经过下气口、下蓄热腔、燃烧腔、上蓄热腔以及上气口时，形成正向废气燃烧气路；当有机废气依次经过上气口、上蓄热腔、燃烧腔、下蓄热腔以及下气口时，形成反向废气燃烧气路；整个立式RTO焚烧系统具有较高的热能利用率。

Description

立式RTO焚烧系统

技术领域

本实用新型具体涉及一种立式RTO焚烧系统。

背景技术

当今社会废气污染严重，有效的处理废气成为环保行业的重中之重。而焚烧法作为处理有机废气的重要手段之一，处理效率高，但占地面积大，投资大，对操作安全，技术要求高，所以如何保持发扬优点，改进克服缺点，这是需要我们深入探讨的一件事。

RTO(蓄热式热氧化炉)是一种高效有机废气(VOC)治理设备，与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉(TO)相比，具有热效率高(≥95％)、运行成本低、能处理大风量低浓度废气等特点，浓度稍高时，还可进行二次余热回收，大大降低生产运营成本。

现今蓄热式热氧化炉中蓄热室大多采用多塔室方式或是旋转RTO，多塔室方式中蓄热室采用并联的方式，气流流动方向在燃烧腔中变化180°，增加了有机废气再RTO中的流动阻力，旋转RTO中需要增加额外的电机，且气流流动方向在燃烧腔中变化180°气体流动阻力增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种立式RTO焚烧系统，解决以往有机废气焚烧热能浪费的缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种立式RTO焚烧系统，包括立式焚烧炉，所述立式焚烧炉内由上至下依次设置有上蓄热腔、燃烧腔以及下蓄热腔；

所述立式焚烧炉上下两端分别设有上气口和下气口；

所述上蓄热腔和下蓄热腔内设有蓄热材料；

所述燃烧腔连接有燃烧器；

当有机废气依次经过下气口、下蓄热腔、燃烧腔、上蓄热腔以及上气口时，形成正向废气燃烧气路；

当有机废气依次经过上气口、上蓄热腔、燃烧腔、下蓄热腔以及下气口时，形成反向废气燃烧气路。

进一步的，包括切换阀，所述切换阀包括阀体，所述阀体内由上至下分别设置有上阀腔、切换腔以及下阀腔，所述切换腔分为左切换腔和右切换腔；

所述下阀腔对应阀体上开设有a口；

所述上阀腔对应阀体上开设有d口；

所述左切换腔对应阀体上开设有b口，所述b口管道连接下气口；

所述右切换腔对应阀体上开设有c口,所述c口管道连接上气口；

所述左切换腔上下两端分别开设有第一切换口和第二切换口，所述左切换腔内设置有在第一切换口和第二切换口之间做上下往复运动的左阀瓣；

所述右切换腔上下两端分别开设有第三切换口和第四切换口，所述右切换腔内设置有在第三切换口和第四切换口之间做上下往复运动的右阀瓣；

当运行正向废气燃烧气路时，左阀瓣闭合第一切换口，右阀瓣闭合第四切换口；

当运行反向废气燃烧气路时，左阀瓣闭合第二切换口，右阀瓣闭合第三切换口。

进一步的，还包括吸收式热泵，所述吸收式热泵上开设有高温废气进口、低温废气出口、常温有机废气进口以及预热有机废气出口；

所述高温废气进口管道连接d口；

所述预热有机废气出口管道连接a口。

进一步的，所述吸收式热泵包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器以及换热器；

所述发生器内形成发生腔，所述发生腔内固定设置有第一传热管；

所述冷凝器内形成冷凝腔，所述冷凝腔内固定设置有第二传热管；

所述蒸发器内形成蒸发腔，所述蒸发腔内固定设置第三传热管；

所述吸收器内形成吸收腔，所述吸收腔内固定设置有第四传热管；

所述第一传热管内腔、冷凝腔、第三传热管内腔以及吸收腔之间连通形成冷剂液循环管路；

所述高温废气进口开设在发生器的壳体上，所述低温废气出口开设在蒸发器的壳体上，所述发生腔和蒸发腔之间经废气管道连通，所述发生腔、废气管道以及蒸发腔之间形成降温废气管路。

进一步的，所述第四传热管内腔与第二传热管内腔经预热连接管连通，所述第四传热管内腔、第二传热管内腔以及预热连接管之间形成预热有机废气管路；

所述常温有机废气进口为第四传热管的进气口；

所述预热有机废气出口为第二传热管的出气口。

进一步的，所述蓄热材料与燃烧腔的内壁之间设有保温层。

进一步的，所述蓄热材料为蜂窝陶瓷蓄热材料。

进一步的，所述阀体外侧设有左气缸和右气缸，所述左气缸推杆连接左阀瓣，所述右气缸推杆连接右阀瓣。

本实用新型的有益效果是，

本实用新型提供一种立式RTO焚烧系统，其结构简单，故障率低，占地面积小，具有较高的热能利用率，能够有效地完成有机废气的处理，同时可以深度回收废气余热，使废气降低到更低的温度，充分回收烟气中的余热。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是立式RTO焚烧系统结构示意图；

图2是正向废气燃烧气路切换阀结构示意图；

图3是反向废气燃烧气路切换阀结构示意图；

图4是吸收式热泵结构示意图；

图5是吸收式热泵中降温废气管路示意图；

图6是吸收式热泵中预热废气管路示意图；

其中，1、立式焚烧炉，11、上气口，12、下气口，2、燃烧器，3、切换阀，4、吸收式热泵，5、发生器，6、冷凝器，7、蒸发器，8、吸收器，9、预热有机废气管路，10、降温废气管路。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型提供了一种立式RTO焚烧系统，包括立式焚烧炉1，立式焚烧炉1内由上至下依次设置有上蓄热腔、燃烧腔以及下蓄热腔；

立式焚烧炉1上下两端分别设有上气口11和下气口12；

上蓄热腔和下蓄热腔内设有蓄热材料；

燃烧腔连接有燃烧器2；

当有机废气依次经过下气口12、下蓄热腔、燃烧腔、上蓄热腔以及上气口11时，形成正向废气燃烧气路，燃烧废气的热量被上蓄热腔内的蓄热材料吸收；

当有机废气依次经过上气口11、上蓄热腔、燃烧腔、下蓄热腔以及下气口12时，形成反向废气燃烧气路，燃烧废气的热量被下蓄热腔内的蓄热材料吸收；

当正向废气燃烧气路或反向废气燃烧气路运行一段时间后，可以切换气路，从而通过蓄热材料中吸收的热量预热需要燃烧的有机废气。

为了方便立式焚烧炉1切换气路，立式焚烧炉1连接切换阀3，切换阀3包括阀体，阀体内由上至下分别设置有上阀腔、切换腔以及下阀腔，切换腔分为左切换腔和右切换腔；

下阀腔对应阀体上开设有a口；

上阀腔对应阀体上开设有d口；

左切换腔对应阀体上开设有b口，b口管道连接下气口12；

右切换腔对应阀体上开设有c口,c口管道连接上气口11；

左切换腔上下两端分别开设有第一切换口和第二切换口，左切换腔内设置有在第一切换口和第二切换口之间做上下往复运动的左阀瓣31；右切换腔上下两端分别开设有第三切换口和第四切换口，右切换腔内设置有在第三切换口和第四切换口之间做上下往复运动的右阀瓣32；

当运行正向废气燃烧气路时，如图2所示，左阀瓣31闭合第一切换口，右阀瓣32闭合第四切换口，有机废气从a口进入切换阀3，b口离开后从下蓄热腔进入RTO，燃烧后废气从c口进入切换阀3，d口离开后进入换热器；

当运行反向废气燃烧气路时，如图3所示，左阀瓣31闭合第二切换口，右阀瓣32闭合第三切换口，有机废气从a口进入切换阀3，c口离开后从上蓄热腔进入RTO，燃烧后废气从b口进入切换阀3，d口离开后进入换热器。

如图4至6所示，为了进一步利用有机废气燃烧后的热量，切换阀3还连接有吸收式热泵4，吸收式热泵4上开设有高温废气进口、低温废气出口、常温有机废气进口以及预热有机废气出口；高温废气进口管道连接d口，预热有机废气出口管道连接a口；

具体的，吸收式热泵4包括发生器5、冷凝器6、蒸发器7、吸收器8以及换热器；发生器5内形成发生腔，发生腔内固定设置有第一传热管；冷凝器6内形成冷凝腔，冷凝腔内固定设置有第二传热管；蒸发器7内形成蒸发腔，蒸发腔内固定设置第三传热管；吸收器8内形成吸收腔，吸收腔内固定设置有第四传热管；第一传热管内腔、冷凝腔、第三传热管内腔以及吸收腔之间连通形成冷剂液循环管路。

高温废气进口开设在发生器5的壳体上，低温废气出口开设在蒸发器7的壳体上，发生腔和蒸发腔之间经废气管道连通，发生腔、废气管道以及蒸发腔之间形成降温废气管路10。

第四传热管内腔与第二传热管内腔经预热连接管连通，第四传热管内腔、第二传热管内腔以及预热连接管之间形成预热有机废气管路9；常温有机废气进口为第四传热管的进气口；预热有机废气出口为第二传热管的出气口；

吸收式热泵4工作原理：燃烧后的高温废气首先通过高温废气进口进入发生器5，在其流动过程中与发生器5内的第一传热管阵列的管外腔体接触释放热量，然后废气再通过燃烧废气管路进入蒸发器7，与蒸发器7内的第三传热管阵列的管外腔体接触，再次放热后通过低温废气出口离开吸收式热泵4，然后进入烟囱，有机废气通过风机经过常温有机废气进口进入吸收器8，与吸收器8内的第四传热管外腔体接触，然后吸收热量，后经过空气管路进入冷凝器6，再次吸收热量升温，然后通过预热有机废气出口进入切换阀3。

吸收式热泵4的发生器5与蒸发器7的传热管外为翅片结构，传热管阵列采用竖直布置方式，高温废气在传热管流动，溶液在传热管动，传热管下两端通过隔板固定并与烟气隔开，烟气不与溶液直接接触；液体分布传热管侧，液膜由上而下贴壁流动同时与传热管烟气进行换热，稀溶液从传热管流出，产生的蒸汽通过传热管通道流出，系统中的高温废气在发生器5与蒸发器7中会有一部分水冷凝出来，冷凝出来的水通过冷凝水出口进行收集后集中回收与利用。

采用二级加热系统对有机废气进行加热，废气先通过吸收器8进行预热，吸收器8内的浓溶液与水蒸气混合放热，放出的热量被废气吸收，预热后的废气再经过冷凝器6与冷凝器6内的高温冷剂蒸气进行换热实现二次加热。

为了防止蓄热材料和燃烧腔之间热传递，蓄热材料与燃烧腔的内壁之间设有保温层。

为了蓄热材料更好的吸收热量，蓄热材料采用蜂窝陶瓷蓄热材料。

为了实现左阀瓣31和右阀瓣32做上下往复运动，阀体外侧设有左气缸33和右气缸34，左气缸33推杆连接左阀瓣31，右气缸34推杆连接右阀瓣32。

本实用新型的RTO焚烧系统的工作原理：有机废气首先经过吸收式热泵4与燃烧废气进行热交换后，温度升高，然后经过切换阀3进入RTO炉，从下蓄热腔经过后气体被进一步加热，燃烧腔中燃烧器中天然气与空气混合后燃烧，维持燃烧腔的温度在850℃左右，有机废气进入燃烧腔后在高温下被氧化为二氧化碳与水蒸气，燃烧后的高温废气从上蓄热腔离开，上蓄热腔中的蓄热陶瓷吸收燃烧后高温废气的热量，使其温度下降，能量被回收，然后进入吸收式热泵4，与进口的有机废气进行热量交换，温度进一步降低，能量得到最大程度回收，然后进入烟囱排入大气。当运行一段时间后下蓄热腔的温度不足以加热有机废气到合适的温度后，切换阀3进行切换，有机废气从上蓄热腔进入燃烧腔，此刻燃烧腔上蓄热腔经过蓄热后能量高，有机废气在燃烧腔燃烧后从下蓄热腔离开，同时下蓄热腔吸收燃烧后的废气的热量，进行蓄热储能，如此循环。

作业时，有机废气进入吸收式热泵4的吸收器8和冷凝器6吸收燃烧废气的热量，预热后的有机废气进入切换阀3，当切换阀3运行正向废气燃烧气路时，预热后的有机废气经下阀腔和左切换腔从下气口12进入立式焚烧炉1，预热后的有机废气吸收下蓄热腔的热量进一步预热后在燃烧腔中燃烧，上蓄热腔吸收燃烧废气一部分热量后，燃烧后的高温废气从上气口11排出，然后进入切换阀3的c口进入右切换腔、上阀腔，最后从切换阀3的d口排出，然后进入吸收式热泵4的高温废气进口，进入吸收式热泵4的发生器5和蒸发器7进一步放热，最后排出低温废气。

当切换阀3运行反向废气燃烧气路时，切换阀3调整至如图3中所示，预热后的有机废气经切换阀3的下阀腔、右切换腔，然后从c口排出，通过上气口11进入立式焚烧炉1，预热后的有机废气吸收上蓄热腔的热量进一步预热后在燃烧腔中燃烧，下蓄热腔吸收燃烧废气的一部分热量，燃烧后的高温废气从下气口12排出，从b口进入切换阀的左切换腔、上阀腔后从d口排出，然后进入吸收式热泵4的高温废气进口，燃烧废气经切换阀3的左切换腔和上阀腔进入吸收式热泵4的发生器5和蒸发器7进一步放热，最后排出低温废气，正向废气燃烧气路和反向废气燃烧气路通过切换阀3交替循环运行。

综上所述，本实用新型提供一种立式RTO焚烧系统，其结构简单，故障率低，占地面积小，具有较高的热能利用率，能够有效地完成有机废气的处理，降低生产运行成本，同时可以深度回收废气余热，使废气降低到更低的温度，充分回收烟气中的余热。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种立式RTO焚烧系统，其特征在于，包括立式焚烧炉（1），所述立式焚烧炉（1）内由上至下依次设置有上蓄热腔、燃烧腔以及下蓄热腔；

所述立式焚烧炉（1）上下两端分别设有上气口（11）和下气口（12）；

所述上蓄热腔和下蓄热腔内设有蓄热材料；

所述燃烧腔连接有燃烧器（2）；

当有机废气依次经过下气口（12）、下蓄热腔、燃烧腔、上蓄热腔以及上气口（11）时，形成正向废气燃烧气路；

当有机废气依次经过上气口（11）、上蓄热腔、燃烧腔、下蓄热腔以及下气口（12）时，形成反向废气燃烧气路。

2.根据权利要求1所述的立式RTO焚烧系统，其特征在于，包括切换阀（3），所述切换阀（3）包括阀体，所述阀体内由上至下分别设置有上阀腔、切换腔以及下阀腔，所述切换腔分为左切换腔和右切换腔；

所述下阀腔对应阀体上开设有a口；

所述上阀腔对应阀体上开设有d口；

所述左切换腔对应阀体上开设有b口，所述b口管道连接下气口（12）；

所述右切换腔对应阀体上开设有c口,所述c口管道连接上气口（11）；

所述左切换腔上下两端分别开设有第一切换口和第二切换口，所述左切换腔内设置有在第一切换口和第二切换口之间做上下往复运动的左阀瓣（31）；

所述右切换腔上下两端分别开设有第三切换口和第四切换口，所述右切换腔内设置有在第三切换口和第四切换口之间做上下往复运动的右阀瓣（32）；

当运行正向废气燃烧气路时，左阀瓣（31）闭合第一切换口，右阀瓣（32）闭合第四切换口；

当运行反向废气燃烧气路时，左阀瓣（31）闭合第二切换口，右阀瓣（32）闭合第三切换口。

3.根据权利要求2所述的立式RTO焚烧系统，其特征在于，还包括吸收式热泵（4），所述吸收式热泵（4）上开设有高温废气进口、低温废气出口、常温有机废气进口以及预热有机废气出口；

所述高温废气进口管道连接d口；

所述预热有机废气出口管道连接a口。

4.根据权利要求3所述的立式RTO焚烧系统，其特征在于，所述吸收式热泵（4）包括发生器（5）、冷凝器（6）、蒸发器（7）、吸收器（8）以及换热器；

所述发生器（5）内形成发生腔，所述发生腔内固定设置有第一传热管；

所述冷凝器（6）内形成冷凝腔，所述冷凝腔内固定设置有第二传热管；

所述蒸发器（7）内形成蒸发腔，所述蒸发腔内固定设置第三传热管；

所述吸收器（8）内形成吸收腔，所述吸收腔内固定设置有第四传热管；

所述第一传热管内腔、冷凝腔、第三传热管内腔以及吸收腔之间连通形成冷剂液循环管路；

所述高温废气进口开设在发生器（5）的壳体上，所述低温废气出口开设在蒸发器（7）的壳体上，所述发生腔和蒸发腔之间经废气管道连通，所述发生腔、废气管道以及蒸发腔之间形成降温废气管路（10）。

5.根据权利要求4所述的立式RTO焚烧系统，其特征在于，所述第四传热管内腔与第二传热管内腔经预热连接管连通，所述第四传热管内腔、第二传热管内腔以及预热连接管之间形成预热有机废气管路（9）；

所述常温有机废气进口为第四传热管的进气口；

所述预热有机废气出口为第二传热管的出气口。

6.根据权利要求1所述的立式RTO焚烧系统，其特征在于，所述蓄热材料与燃烧腔的内壁之间设有保温层。

7.根据权利要求1所述的立式RTO焚烧系统，其特征在于，所述蓄热材料为蜂窝陶瓷蓄热材料。

8.根据权利要求2所述的立式RTO焚烧系统，其特征在于，所述阀体外侧设有左气缸（33）和右气缸（34），所述左气缸（33）推杆连接左阀瓣（31），所述右气缸（34）推杆连接右阀瓣（32）。