CN209726223U - 新型voc有机废气热氧化炉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型VOC有机废气热氧化炉装置，包括炉壁，所述炉壁上设有进气口和出气口，VOC有机废气从所述进气口穿过第一换热器的吸热通道，进入到分解室中受热分解，产生的高温烟气流出所述分解室，穿过所述第一换热器的冷却通道，冷却为成中温烟气并从出气口流出，所述热分解室内设有硅碳棒，所述第一换热器为多回程板式换热器。分解室采用硅碳棒硅碳棒，可以通过控制电流和电压来精确控制分解室的分解温度与VOC的分解温度匹配，提高了VOC的分解效率；分解后的高温烟气先进入到多回程板式换热器中，对VOC有机废气进行预热，然后进入管式换热器中对生活用水进行加热，这样充分利用了高温烟气的余热，提高了烟气的热能利用率。

Description

新型VOC有机废气热氧化炉装置

技术领域

本实用新型涉及一种VOC有机废气处理装置，具体地指一种新型VOC有机废气热氧化炉装置。

背景技术

现阶段治理VOC的技术路线比较多，比如活性炭吸附法、冷凝收集法、膜分离法、生物降解法、热氧化法、催化氧化法、热力燃烧法等，其中热氧化法的反应式为：现有热氧化炉装置有热力燃烧式热氧化炉、间壁式热氧化炉、蓄热式热氧化炉，此三种方法的主要区别在于热量回收方式。其原理是含有VOC成分的有机废气进入炉体，通过炉内换热器进行预热，达到一定的温度，同时降低燃烧室排除的烟气温度。喷入燃烧室的助燃剂(天然气或燃油)发生燃烧，产生900℃～1200℃的高温烟气，具有一定温度的废气进入燃烧室，与高温烟气混合，从而将有机废气热分解，产生无污染的CO₂和H₂O。高温烟气从燃烧室出来进入换热器，加热进入炉体的废气，然后由烟囱排出。

现有的间壁式热氧化炉装置利用间壁式换热器对燃烧室的高温烟气进行余热回收，由于高温烟气温度较高，在经过换热器时对结构强度有一定要求，且需作耐火设计，一般其换热器与燃烧室为分体结构，中间通过管道流通，空间利用率不高，导致流程较长、流动阻力较大，增大了流动过程中的热损失；其次，燃烧室使用助燃剂对VOC有机废气进行燃烧，助燃剂系统以及燃烧装置流程复杂，设备造价和维护成本高；此外，采用助燃剂对燃烧室进行加热时，燃烧温度达到900℃～1400℃，与VOC的氧化分解温度700℃～1000℃的重合度较小，燃烧温度难以准确控制，导致分解效率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种空间布局合理、减小流动通道热损失的新型VOC有机废气热氧化炉装置。

为实现上述目的，本实用新型提供一种新型VOC有机废气热氧化炉装置，包括炉壁，所述炉壁的两正对侧壁上水平设有进气口和出气口，所述炉壁为中空的长方体结构，以所述进气口的进气方向为纵向，以所述炉壁的高度方向为Z向，以同时垂直于所述纵向和Z向为横向；所述炉壁一纵向内壁上固定设有第一换热器，另一纵向内壁上固定设有分解室，所述第一换热器的两Z向侧壁上分别设有吸热通道入口和吸热通道出口，所述第一换热器的两横向侧壁上分别设有冷却通道入口和冷却通道出口；所述进气口与吸热通道入口之间纵向设有的VOC预热进气通道，所述吸热通道出口与分解室的入口之间纵向设有的VOC分解进气通道；所述分解室的出口与冷却通道入口之间纵向设有高温烟气出气通道，所述冷却通道出口与出气口之间纵向设有中温烟气出气通道。

优选地，所述分解室靠炉壁一侧固定设有硅碳棒，所述硅碳棒在横向和Z向均匀分布。

优选地，所述第一换热器由多个单回程板式换热器构成，多个所述单回程板式换热器沿纵向排布。

优选地，离所述分解室最近的单回程板式换热器的吸热通道出口一端Z向尺寸小于相邻所述单回程板式换热器的Z向尺寸。

优选地，所述第一换热器由多个奇数个单回程板式换热器构成；吸热通道入口与吸热通道出口分别位于第一换热器的Z向两侧，冷却通道入口与冷却通道出口分别位于分解室的横向两侧。

优选地，沿着第一换热器的吸热通道方向，上一个所述单回程板式换热器的吸热通道入口与相邻下一个所述单回程板式换热器的吸热通道出口通过耐火隔板隔开；沿着第一换热器的冷却通道方向，上一个所述单回程板式换热器的冷却通道入口与下一个所述单回程板式换热器的冷却通道入口通过耐火隔板隔开。

进一步地，所述冷却通道出口与出气口之间还设有第二换热器。

进一步地，所述炉壁包括从外层到内层依次设置的外壳、保温层和耐火层。

本实用新型的有益效果如下：

1、空间布局合理、减小流动通道的热损失。第一换热器由多个单回程板式换热器构成，这样当换热量一定时，可以通过改变数量来控制第一换热器的尺寸，从而与分解室的尺寸匹配，其次VOC预热进气通道和VOC分解进气通道分别位于第一换热器的Z向两侧，冷却通道入口和冷却通道出口分别位于第一换热器的横向两侧，使得上述通道均为直线型，减小流阻，整个氧化炉空间布局合理，减小东流通道内的热损失。

2、可控制分解室温度、提高VOC分解效率。分解室采用硅碳棒进行加热，这样可以通过控制电流和电压来精确控制分解室的分解温度与VOC的分解温度匹配，提高了VOC的分解效率，同时也避免了VOC燃烧所带来的二次污染。

3、提高烟气热能利用率。从分解室分解后的高温烟气先进入到多个单回程板式换热器中，对VOC有机废气先进行预热，然后再进入管式换热器中对生活用水进行加热，这样充分利用了高温烟气的余热，提高了烟气的热能利用率。

附图说明

图1为热氧化炉装置的主视图。

图2为热氧化炉装置的俯视图。

图3为拆除第二换热器后的轴测图。

图4为拆除第一换热器和第二换热器后的轴测图。

图5为热氧化炉装置控制系统图。

图中各部件标号如下：炉壁1、外壳101、保温层102、耐火层103、耐火隔板104、分解室2、硅碳棒201、第一换热器3、单回程板式换热器31、吸热通道入口301、吸热通道出口302、冷却通道入口303、冷却通道出口304、第二换热器4、进气口5、出气口6、引风机7、烟囱8、VOC预热进气通道9、VOC分解进气通道10、高温烟气出气通道11、中温烟气出气通道12、温度检测仪13、压力检测仪14、VOC浓度检测仪15、控制单元16。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1～4所示，一种新型VOC有机废气热氧化炉装置，包括炉壁1，炉壁1的两正对侧壁上水平设有进气口5和出气口6，炉壁1为中空的长方体结构，以进气口5的进气方向为纵向，以炉壁1的高度方向为Z向，以同时垂直于纵向和Z向为横向；炉壁1一纵向内壁上固定设有第一换热器3，另一纵向内壁上固定设有分解室2，第一换热器3的两Z向侧壁上分别设有吸热通道入口301和吸热通道出口302，第一换热器3的两横向侧壁上分别设有冷却通道入口303和冷却通道出口304；进气口5与吸热通道入口301之间纵向设有的VOC预热进气通道9，吸热通道出口302与分解室2的入口之间纵向设有的VOC分解进气通道10；分解室2的出口与冷却通道入口303之间纵向设有高温烟气出气通道11，冷却通道出口304与出气口6之间纵向设有中温烟气出气通道12。

上述技术方案中，分解室2靠炉壁1一侧固定设有硅碳棒201，硅碳棒201在横向和Z向均匀分布。分解室内采用硅碳棒加热元件对VOC有机废气进行加热分解，可以通过控制加热的电流和电压来控制加热的温度，使之与VOC有机废气的分解温度700℃～1000℃匹配，这样提高了VOC的分解效率，而且不会因为采用助燃剂燃烧加热而产生热力型的氮氧化物，避免产生二次污染。

作为一种优选实施例，第一换热器3由三个单回程板式换热器31构成，三个单回程板式换热器31沿纵向排布；离分解室2最近的单回程换热器31靠吸热通道出口302一侧的高度小于其他两个单回程换热器31的高度；VOC预热进气通道9和VOC分解进气通道10分别位于第一换热器3的Z向两侧，高温烟气出气通道11和中温烟气出气通道12分别位于分解室2的横向两侧。这样，第一换热器由多个单回程板式换热器构成，这样当换热量一定时，可以通过改变数量来控制第一换热器的尺寸，从而与分解室的尺寸匹配，其次VOC预热进气通道和VOC分解进气通道分别位于第一换热器的Z向两侧，冷却通道入口和冷却通道出口分别位于第一换热器的横向两侧，使得上述通道均为直线型，减小上述通道的流动路程和流动阻力，使得整个氧化炉空间布局合理，减小预热后的VOC有机废气、高温烟气以及中温烟气在流动通道内的热损失。

上述技术方案中，多个吸热通道入口301和多个吸热通道出口302均匀分布在单回程板式换热器31的整个Z向侧壁上，多个冷却通道入口303和冷却通道出口304均匀分在布单回程板式换热器31的整个横向侧壁上；沿着第一换热器3的吸热通道方向，上一个单回程板式换热器31的吸热通道入口301与相邻下一个单回程板式换热器31的吸热通道出口302通过耐火隔板104隔开；沿着第一换热器3的冷却通道方向，上一个单回程板式换热器31的冷却通道入口303与下一个单回程板式换热器31的冷却通道入口303通过耐火隔板104隔开。这样，保证了吸热通道和冷却通道的单向串联流动。

进一步地，冷却通道出口304与出气口6之间还设有第二换热器4第二换热器4为管式换热器，第二换热器4的吸热通道为生活用水，冷却通道为中温烟气，中温烟气通过第二换热器4将热量传递给生活用水。这样，温度为200～300℃的中温烟气将常温的生活用水加热到60～80℃，充分利用的中温烟气的余热，进一步提高了烟气的余热利用率。

上述技术方案中，炉壁1包括从外侧到内层依次设置的外壳101、保温层102和耐火层103，外壳101为铝皮，保温层102为硅酸铝耐火纤维毡，并用护板支撑，耐火层103为耐火砖砌筑而成。既可保证炉壁的强度，又满足防火和保温的要求。

上述技术方案中，如图5所示，在VOC预热进气通道9、VOC分解进气通道10、分解室2、高温烟气出气通道11、中温烟气出气通道12以及出气口6，均设置有温度检测仪13和压力检测仪14；在在VOC预热进气通道9和出气口6处均设置有VOC浓度检测仪15，温度检测仪13、压力检测仪14和VOC浓度检测仪15均通过信号输出线路连接到控制单位16。这样可以实时监控整个装置的运行情况，通过VOC浓度检测仪15可以知道VOC的分解效率；通过温度温度检测仪13可以知道分解室的实际分解温度，根据实际值可及时作出调整，通过调整分解室的加热温度来控制VOC的分解效率。

Claims (8)

1.一种新型VOC有机废气热氧化炉装置，其特征在于：包括炉壁(1)，所述炉壁(1)的两正对侧壁上水平设有进气口(5)和出气口(6)，所述炉壁(1)为中空的长方体结构，以所述进气口(5)的进气方向为纵向，以所述炉壁(1)的高度方向为Z向，以同时垂直于所述纵向和Z向为横向；所述炉壁(1)一纵向内壁上固定设有第一换热器(3)，另一纵向内壁上固定设有分解室(2)，所述第一换热器(3)的两Z向侧壁上分别设有吸热通道入口(301)和吸热通道出口(302)，所述第一换热器(3)的两横向侧壁上分别设有冷却通道入口(303)和冷却通道出口(304)；所述进气口(5)与吸热通道入口(301)之间纵向设有的VOC预热进气通道(9)，所述吸热通道出口(302)与分解室(2)的入口之间纵向设有的VOC分解进气通道(10)；所述分解室(2)的出口与冷却通道入口(303)之间纵向设有高温烟气出气通道(11)，所述冷却通道出口(304)与出气口(6)之间纵向设有中温烟气出气通道(12)。

2.根据权利要求1所述的新型VOC有机废气热氧化炉装置，其特征在于：所述分解室(2)靠炉壁(1)一侧固定设有硅碳棒(201)，所述硅碳棒(201)在横向和Z向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的新型VOC有机废气热氧化炉装置，其特征在于：所述第一换热器(3)由多个单回程板式换热器(31)构成，多个所述单回程板式换热器(31)沿纵向排布。

4.根据权利要求3所述的新型VOC有机废气热氧化炉装置，其特征在于：离所述分解室(2)最近的单回程板式换热器(31)的吸热通道出口(302)一端Z向尺寸小于相邻所述单回程板式换热器(31)的Z向尺寸。

5.根据权利要求3所述的新型VOC有机废气热氧化炉装置，其特征在于：所述第一换热器(3)由多个奇数个单回程板式换热器(31)构成；VOC预热进气通道(9)和VOC分解进气通道(10)分别位于第一换热器(3)的Z向两侧，高温烟气出气通道(11)和中温烟气出气通道(12)分别位于分解室(2)的横向两侧。

6.根据权利要求3所述的新型VOC有机废气热氧化炉装置，其特征在于：沿着第一换热器(3)的吸热通道方向，上一个所述单回程板式换热器(31)的吸热通道入口(301)与相邻下一个所述单回程板式换热器(31)的吸热通道出口(302)通过耐火隔板(104)隔开；沿着第一换热器(3)的冷却通道方向，上一个所述单回程板式换热器(31)的冷却通道入口(303)与下一个所述单回程板式换热器(31)的冷却通道入口(303)通过耐火隔板(104)隔开。

7.根据权利要求1所述的新型VOC有机废气热氧化炉装置，其特征在于：所述冷却通道出口(304)与出气口(6)之间还设有第二换热器(4)。

8.根据权利要求1所述的新型VOC有机废气热氧化炉装置，其特征在于：所述炉壁(1)包括从外层到内层依次设置的外壳(101)、保温层(102)和耐火层(103)。