CN209470226U - 一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其包括进气分布系统、热交换系统、燃烧系统和出气系统，热交换系统包括换热器壳程空腔和换热器管束，进气分布系统连通到换热器壳程空腔，换热器壳程空腔连通到燃烧系统，燃烧系统连通到换热器管束，换热器管束连通到出气系统。本实用新型的优点：设备结构紧凑，大幅减小占地面积；成撬块设计，方便制造及安装；换热器保温夹套的使用大幅减小了系统的热损失，使燃烧系统能以更低的VOCs浓度达到热平衡，节约能耗；大幅减少保温材料的使用，保温材料整体用量减少50%以上，运行工艺稳定，不会出现温度波动的情况，从而使排气VOCs浓度稳定。

Description

一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，属于环保工程技术领域。

背景技术

工业排放的气态污染物是大气环境污染物的主要来源，其中挥发性有机化合物废气VOCs(volatile organic compounds，挥发性有机物)是对环境都具有严重危害作用的气态污染物，同时也是影响工作场所中操作人员的健康的职业病危害因素的来源，它广泛来源于印刷、汽车制造、家具制造、化工等领域。由于其对人体和自然环境的巨大破坏作用，国家出台了相关法律法规对其治理和排放进行严格控制。

在工业废气VOCs治理领域，目前最为常用的方法为热力氧化法，即在高温(760℃以上)下将废气中VOCs完全氧化分解为二氧化碳和水，以达到净化废气的目的。传统焚烧系统损失过大导致要以较高的VOCs废气浓度才能达到热平衡，传统焚烧炉较低浓度下为维持高温需消耗较多的燃料；传统焚烧设备还有体积过大，占地过多的缺点。

蓄热式热氧化炉，英文缩写：RTO，因其具有高效的热回收率和高效的处理效率以及安全稳定、全自动化方式，符合大工业化生产条件下对环保的要求，因此蓄热式热氧化炉在世界范围内应用最为广泛。尤其在工业废气治理要求极高的欧美发达国家，利用蓄热式热氧化炉对工业废气进行处理是最主要的处理方式。但是蓄热式焚烧炉会出现温度波动的情况，从而使排气VOCs浓度不稳定。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，该系统，能耗小、占地面积少、不会出现温度波动的情况，排气VOCs浓度稳定。

本实用新型通过下述方案实现：一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其包括进气分布系统、热交换系统、燃烧系统和出气系统，所述热交换系统包括换热器壳程空腔和换热器管束，所述进气分布系统连通到所述换热器壳程空腔，所述换热器壳程空腔连通到所述燃烧系统，所述燃烧系统连通到所述换热器管束，所述换热器管束连通到所述出气系统。

所述进气分布系统包括废气入口管和废气入口分布器，所述换热器壳程空腔和所述换热器管束设置在换热器筒体内，所述换热器筒体的外侧设有保温通风夹层，所述保温通风夹层的底部设有保温通风夹层底部通道，所述保温通风夹层和所述保温通风夹层底部通道）包裹在所述换热器筒体的外侧，所述保温通风夹层和所述保温通风夹层底部通道与所述换热器筒体之间形成气腔结构，所述换热器筒体的下端开有换热器壳程入口，所述废气入口管通过所述废气入口分布器与所述保温通风夹层连通，所述保温通风夹层通过所述保温通风夹层底部通道与所述换热器壳程入口，所述换热器壳程入口与所述换热器壳程空腔连通。

所述进气分布系统包括废气入口管和废气入口分布器，所述换热器壳程空腔和所述换热器管束设置在换热器筒体内，所述燃烧系统包括炉膛外壳及保温耐火层和燃烧腔室,所述燃烧腔室设置在所述炉膛外壳及保温耐火层的内部，所述炉膛外壳及保温耐火层和所述换热器筒体的外侧设有保温通风夹层，所述保温通风夹层的底部设有保温通风夹层底部通道，所述保温通风夹层和所述保温通风夹层底部通道包裹在所述炉膛外壳及保温耐火层及所述换热器筒体的外侧，所述保温通风夹层和所述保温通风夹层底部通道与所述换热器筒体之间形成气腔结构，所述换热器筒体的下端开有换热器壳程入口，所述废气入口管通过所述废气入口分布器与所述保温通风夹层连通，所述保温通风夹层通过所述保温通风夹层底部通道与所述换热器壳程入口，所述换热器壳程入口与所述换热器壳程空腔连通。

所述换热器壳程空腔与所述燃烧腔室相连通，所述换热器壳程空腔的后部下端设有换热器壳程出口，所述燃烧腔室的下端设有炉膛进风口，所述换热器壳程出口和所述炉膛进风口通过炉膛底部高温通道连通。

所述燃烧腔室内的一侧设有蓄热体，所述燃烧腔室通过所述蓄热体与所述换热器管束相连通。

所述换热器壳程空腔内设有多个控制气流绕所述换热器管束折流前进的管束折流板。

所述保温通风夹层底部通道的两边各设有一个设备支腿，所述废气入口管处设有送风机。

位于所述炉膛进风口处的炉膛底部高温风道末端连接泄爆口，所述炉膛外壳及保温耐火层上安装有检修门及燃烧机接口，所述燃烧机接口设有两个，并设置在所述燃烧腔室前后的中心位置，每个所述燃烧机接口上均安装有燃烧机，两台所述燃烧机成中心对称设置。

所述换热器管束连接排气收集锥，所述排气收集锥连接排气管，所述排气管上设有引风机。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统相对于同类产品，如蓄热式焚烧炉（RTO），运行工艺稳定，不会出现温度波动的情况，从而使排气VOCs浓度稳定，实际工程案列中入口VOCs浓度1000~7000mg/m³可使VOCs排气浓度稳定在2mg/m³以下不大幅波动；

2、本实用新型一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统设备结构紧凑，大幅减小占地面积；

3、本实用新型一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统成撬块设计，方便制造及安装；

4、本实用新型一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统通过换热器壳程和换热器管程的设置，对进入燃烧室的气体进行升温，减少能量的消耗，对排气进行降温，便于后续处理排放；

5、本实用新型一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统设有保温通风夹层，利用换热器筒体及炉膛外壁散发的热量加热入口冷气流，充分利用能量，减少能量的消耗；

6、本实用新型一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统设有蓄热体，蓄热体储存热量及均衡废气温度，经过蓄热体的废气送至换热器管束管程，能保持燃烧系统热平衡；

7、本实用新型一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统的换热器保温夹套的使用大幅减小了系统的热损失，使燃烧系统能以更低的VOCs浓度达到热平衡，节约能耗；

8、本实用新型一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统大幅减少保温材料的使用，保温材料整体用量减少50%以上。

附图说明

图1为实例1的正视剖面结构示意图。

图2为实例2的正视剖面结构示意图。

图3为图1中A-A剖面结构示意图。

图中：1是废气入口管，2是废气入口分布器，3是保温通风夹层，4是保温通风夹层底部通道，5是换热器壳程入口，6是换热器壳程空腔，7是换热器管束，8是管束折流板，9是换热器壳程出口，10是炉膛底部高温风道，11是炉膛进风口，12是风道泄爆口，13是炉膛检修门，14是炉膛外壳及保温耐火层，15是燃烧腔室，16是燃烧机接口，17是蓄热体，18是燃烧机，19是排气收集锥，20是排气管，21是排气引分机，22是送风机，23是设备支腿，24是换热器筒体。

具体实施方式

下面结合图1-3对本实用新型进一步说明，但本实用新型保护范围不局限所述内容。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，且附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱，应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例，另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

实施例1：本实用新型应用于中高浓度的VOCs废气处理，来自生产车间的VOCs废气接22送风机入口，VOCs废气经送风机22压入焚烧系统，首先经送风机22增压后的废气排至废气入口管1，经废气入口管1送至废气入口分布器2，由废气入口分布器2将废气均匀分布到保温通风夹层3，由换热器筒体24散发的热量即可被保温通风夹层3的气流带走并加热入口冷气流，气流通过保温通风夹层3后送至保温通风夹层底部通道4，保温通风夹层底部通道4两边为设备支腿23，由保温通风夹层底部通道4送至换热器壳程入口5，经换热器壳程入口5送至换热器壳程空腔6，在管束折流板8的作用下绕换热器管束7折流前进与热换器管程的焚烧后的废气换热升温，升温后的废气经换热器壳程出口9排出至炉膛底部高温通道10，经炉膛底部高温风道10送至炉膛进风口11送至燃烧腔室15进行焚烧，位于炉膛进风口11处的炉膛底部高温风道末端连接泄爆口12，用于超压泄放，燃烧腔室15四周为炉膛外壳及保温耐火层14，炉膛外壳及保温耐火层14上安装有检修门13及燃烧机接口16，燃烧机接口16共两个成中心设置，燃烧机接口16上安装有燃烧机18，两台燃烧机18成中心对称设置，燃烧机18用于设备启动时点火，点火系统热平衡后即可关闭燃烧机18，在燃烧腔室15燃烧干净的高温废气穿过蓄热体17，蓄热体17储存热量及均衡废气温度，经过蓄热体17的废气送至换热器管束管程，高温废气在换热器管束7中与换热器壳程空腔6的气体换热降温，降温后的废气经排气收集锥19收集后流至排气管20，经排气管20送至引风机21，达标废气由引风机21送出系统。

实施例2：本实用新型应用于中高浓度的VOCs废气处理，来自生产车间的VOCs废气接22送风机入口，VOCs废气经送风机22压入焚烧系统，首先经送风机22增压后的废气排至废气入口管1，经废气入口管1送至废气入口分布器2，由废气入口分布器2将废气均匀分布到保温通风夹层3，由换热器筒体24及炉膛外壁散发的热量即可被保温通风夹层3的气流带走并加热入口冷气流，气流通过保温通风夹层3后送至保温通风夹层底部通道4，保温通风夹层底部通道4两边为设备支腿23，由保温通风夹层底部通道4送至换热器壳程入口5，经换热器壳程入口5送至换热器壳程空腔6，在管束折流板8的作用下绕换热器管束7折流前进与热换器管程的焚烧后的废气换热升温，升温后的废气经换热器壳程出口9排出至炉膛底部高温通道10，经炉膛底部高温风道10送至炉膛进风口11送至燃烧腔室15进行焚烧，位于炉膛进风口11处的炉膛底部高温风道末端连接泄爆口12，用于超压泄放，燃烧腔室15四周为炉膛外壳及保温耐火层14，炉膛外壳及保温耐火层14上安装有检修门13及燃烧机接口16，燃烧机接口16共两个成中心设置，燃烧机接口16上安装有燃烧机18，两台燃烧机18成中心对称设置，燃烧机18用于设备启动时点火，点火系统热平衡后即可关闭燃烧机18，在燃烧腔室15燃烧干净的高温废气穿过蓄热体17，蓄热体17储存热量及均衡废气温度，经过蓄热体17的废气送至换热器管束管程，高温废气在换热器管束7中与换热器壳程空腔6的气体换热降温，降温后的废气经排气收集锥19收集后流至排气管20，经排气管20送至引风机21，达标废气由引风机21送出系统。

尽管已经对本实用新型的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其特征在于：其包括进气分布系统、热交换系统、燃烧系统和出气系统，所述热交换系统包括换热器壳程空腔（6）和换热器管束（7），所述进气分布系统连通到所述换热器壳程空腔（6），所述换热器壳程空腔（6）连通到所述燃烧系统，所述燃烧系统连通到所述换热器管束（7），所述换热器管束（7）连通到所述出气系统。

2.根据权利要求1所述的一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其特征在于：所述进气分布系统包括废气入口管（1）和废气入口分布器（2），所述换热器壳程空腔（6）和所述换热器管束（7）设置在换热器筒体（24）内，所述换热器筒体（24）的外侧设有保温通风夹层（3），所述保温通风夹层（3）的底部设有保温通风夹层底部通道（4），所述保温通风夹层（3）和所述保温通风夹层底部通道（4）包裹在所述换热器筒体（24）的外侧，所述保温通风夹层（3）和所述保温通风夹层底部通道（4）与所述换热器筒体（24）之间形成气腔结构，所述换热器筒体（24）的下端开有换热器壳程入口（5），所述废气入口管（1）通过所述废气入口分布器（2）与所述保温通风夹层（3）连通，所述保温通风夹层（3）通过所述保温通风夹层底部通道（4）与所述换热器壳程入口（5），所述换热器壳程入口（5）与所述换热器壳程空腔（6）连通。

3.根据权利要求1所述的一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其特征在于：所述进气分布系统包括废气入口管（1）和废气入口分布器（2），所述换热器壳程空腔（6）和所述换热器管束（7）设置在换热器筒体（24）内，所述燃烧系统包括炉膛外壳及保温耐火层（14）和燃烧腔室（15）,所述燃烧腔室（15）设置在所述炉膛外壳及保温耐火层（14）的内部，所述炉膛外壳及保温耐火层（14）和所述换热器筒体（24）的外侧设有保温通风夹层（3），所述保温通风夹层（3）的底部设有保温通风夹层底部通道（4），所述保温通风夹层（3）和所述保温通风夹层底部通道（4）包裹在所述炉膛外壳及保温耐火层（14）及所述换热器筒体（24）的外侧，所述保温通风夹层（3）和所述保温通风夹层底部通道（4）与所述换热器筒体（24）之间形成气腔结构，所述换热器筒体（24）的下端开有换热器壳程入口（5），所述废气入口管（1）通过所述废气入口分布器（2）与所述保温通风夹层（3）连通，所述保温通风夹层（3）通过所述保温通风夹层底部通道（4）与所述换热器壳程入口（5），所述换热器壳程入口（5）与所述换热器壳程空腔（6）连通。

4.根据权利要求3所述的一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其特征在于：所述换热器壳程空腔（6）与所述燃烧腔室（15）相连通，所述换热器壳程空腔（6）的后部下端设有换热器壳程出口（9），所述燃烧腔室（15）的下端设有炉膛进风口（11），所述换热器壳程出口（9）和所述炉膛进风口（11）通过炉膛底部高温通道（10）连通。

5.根据权利要求3所述的一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其特征在于：所述燃烧腔室（15）内的一侧设有蓄热体（17），所述燃烧腔室（15）通过所述蓄热体（17）与所述换热器管束（7）相连通。

6.根据权利要求2或3所述的一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其特征在于：所述换热器壳程空腔（6）内设有多个控制气流绕所述换热器管束（7）折流前进的管束折流板（8）。

7.根据权利要求2所述的一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其特征在于：所述保温通风夹层底部通道（4）的两边各设有一个设备支腿（23），所述废气入口管（1）处设有送风机（22）。

8.根据权利要求4所述的一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其特征在于：位于所述炉膛进风口（11）处的炉膛底部高温风道末端连接泄爆口（12），所述炉膛外壳及保温耐火层（14）上安装有检修门（13）及燃烧机接口（16），所述燃烧机接口（16）设有两个，并设置在所述燃烧腔室（15）前后的中心位置，每个所述燃烧机接口（16）上均安装有燃烧机（18），两台所述燃烧机（18）成中心对称设置。

9.根据权利要求1所述的一种一体式高效节能VOCs废气焚烧处理系统，其特征在于：所述换热器管束（7）连接排气收集锥（19），所述排气收集锥（19）连接排气管（20），所述排气管（20）上设有引风机（21）。