CN211424419U - 一种尾气燃烧设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种尾气燃烧设备,包括燃烧器及焚烧炉,所述燃烧器包括相互独立的尾气进气室、尾气助燃风进风室、伴烧燃气进气室、伴烧燃气助燃风进风室,在所述焚烧炉炉膛内设有点火系统;所述尾气进气系统、所述尾气助燃风进风系统、所述伴烧燃气进气系统和所述伴烧燃气助燃风进风系统上均设有流量计及流量调节阀,所述尾气进气系统上还设有CO含量分析仪。本实用新型可保证尾气、尾气助燃风、伴烧燃气、伴烧燃气助燃风独立进入,互不影响,在尾气中CO含量发生改变时可以调节输入相应流量的助燃风,当CO含量较低无法维持自发燃烧或充分燃烧时,还可输入一定量的伴烧燃气及相应流量的伴烧燃气助燃风,使尾气可充分燃烧。

Description

一种尾气燃烧设备
技术领域
本实用新型属于氯化法钛白粉生产技术领域,具体涉及了一种尾气燃烧设备。
背景技术
当前电炉冶炼及氯化法钛白生产中,会产生大量尾气,其中一氧化碳含量很高而且含量很不稳定,由于该尾气中一氧化碳含量不稳定,普通燃烧器无法安全控制燃烧,一般都是将尾气通过火炬放空燃烧,造成大量能源浪费。如何适应当前严峻的环保形势,并达到节能减排,降低生产成本,是化工企业生存的关键。因此,有必要研发一种氯化法钛白尾气燃烧设备。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种尾气燃烧设备,可以让氯化法钛白尾气安全燃烧,达到节能减排的目的。
本实用新型的目的是以下述技术方案实现的:
一种尾气燃烧设备,包括燃烧器及焚烧炉,所述燃烧器包括相互独立的尾气进气室、尾气助燃风进风室、伴烧燃气进气室、伴烧燃气助燃风进风室,所述尾气进气室、尾气助燃风进风室、伴烧燃气进气室、伴烧燃气助燃风进风室的一端分别与尾气进气系统、尾气助燃风进风系统、伴烧燃气进气系统、伴烧燃气助燃风进风系统连接,另一端均位于所述焚烧炉炉膛内,且在所述焚烧炉炉膛内设有点火系统;所述尾气进气系统、所述尾气助燃风进风系统、所述伴烧燃气进气系统和所述伴烧燃气助燃风进风系统上均设有流量计及流量调节阀,所述尾气进气系统上还设有CO含量分析仪,用于对所述尾气中的CO 含量进行检测。
优选的,所述点火系统包括位于所述焚烧炉炉膛内的点火枪,以及与所述点火枪连接的点火燃气进气系统,在所述点火燃气进气系统上设有点火燃气流量调节阀。
优选的,所述尾气进气系统和所述伴烧燃气进气系统上还设有阻火器。
优选的,所述尾气进气系统、所述尾气助燃风进风系统和所述伴烧燃气助燃风进风系统上还设有压力变送器,所述压力变送器用于对所述尾气进气系统、所述尾气助燃风进风系统和所述伴烧燃气助燃风进风系统的压力进行检测。
优选的,所述焚烧炉炉膛内设有火焰状态检测器,用于对所述焚烧炉炉膛内燃烧火焰状态进行检测。
优选的,所述火焰状态检测器为紫外火检探头。
所述焚烧炉设有烟气排出系统,该烟气排出系统上设有氧含量分析仪,用于对所述烟气中的氧含量进行检测。
优选的,所述焚烧炉设有高温烟气排出管路,所述高温烟气排出管路另一端连接有锅炉,所述锅炉连接有低温烟气输出管路,所述锅炉用于对所述高温烟气进行换热降温,换热后的低温烟气经所述低温烟气输出管路排出,所述氧含量分析仪设于所述低温烟气输出管路上。
优选的,还包括与所述尾气助燃风进风系统、所述伴烧燃气助燃风进风系统连接的风机。
本实用新型提供的尾气燃烧设备,设有独立的尾气进气室、尾气助燃风进风室、伴烧燃气进气室、伴烧燃气助燃风进风室,可保证尾气、尾气助燃风、伴烧燃气、伴烧燃气助燃风独立进入,互不影响,在尾气中CO含量发生改变时可以调节输入相应流量的助燃风,当CO含量较低无法维持自发燃烧或充分燃烧时,还可输入一定量的伴烧燃气及相应流量的伴烧燃气助燃风,使尾气可充分燃烧,当CO含量较高时,停止输入伴烧燃气和伴烧燃气助燃风,使尾气可稳定充分燃烧,并减少燃烧成本,避免尾气外排造成的环境污染和能源浪费,具有较高的环境效益和经济效益。
附图说明
图1为本实用新型提供的尾气燃烧设备的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供的尾气燃烧设备,如图1所示,包括燃烧器3及焚烧炉1,燃烧器包括相互独立的尾气进气室31、尾气助燃风进风室 32、伴烧燃气进气室33、伴烧燃气助燃风进风室34,尾气进气室、尾气助燃风进风室、伴烧燃气进气室、伴烧燃气助燃风进风室的一端分别与尾气进气系统、尾气助燃风进风系统、伴烧燃气进气系统、伴烧燃气助燃风进风系统连接,另一端均位于焚烧炉炉膛内,且在焚烧炉炉膛内设有点火系统,点火系统用于尾气初始点火;由于尾气进气室、尾气助燃风进风室、伴烧燃气进气室、伴烧燃气助燃风进风室相互独立,因此,可向焚烧器炉膛内独立输入尾气、尾气助燃风、伴烧燃气、伴烧燃气助燃风,互不影响,方便进行流量的控制。尾气进气系统、尾气助燃风进风系统、伴烧燃气进气系统和伴烧燃气助燃风进风系统上均设有流量计及流量调节阀,尾气进气系统上还设有CO含量分析仪18。
CO含量分析仪用于实时检测尾气中的CO含量,再加上流量计实时检测得到的尾气流量,可计算得到尾气燃烧所需助燃风的流量,当CO含量高于设定阈值时,说明尾气可自发进行燃烧,不需伴烧燃气,打开尾气流量调节阀和尾气助燃风流量调节阀,关闭伴烧燃气流量调节阀和伴烧燃气助燃风流量调节阀,分别向尾气进气室、尾气助燃风进风室输入尾气、相应流量的助燃风,最终于焚烧炉炉膛内燃烧。当CO含量低于设定阈值内时,说明尾气无法维持自发燃烧,需加入伴烧燃气辅助燃烧,计算得到尾气充分燃烧所需伴烧燃气的流量和伴烧燃气燃烧所需助燃风的流量,重新打开伴烧燃气流量调节阀和伴烧燃气助燃风流量调节阀,分别向伴烧燃气进气室、伴烧燃气助燃风进风室输入相应流量的伴烧燃气、伴烧燃气燃烧所需流量的助燃风,并于焚烧炉炉膛内和尾气、尾气燃烧所需流量的助燃风进行共同燃烧,通过对尾气流量和CO含量的实时检测,实现了在尾气中CO含量和流量发生改变时,调整输入尾气燃烧所需助燃风的流量,并根据尾气中CO含量,判断是否需要输入伴烧燃气,当CO含量较低需要伴烧燃气时,进一步调整输入所需伴烧燃气的流量和伴烧燃气所需助燃风的流量,使含有高浓度CO且CO含量不稳定的氯化法钛白尾气安全稳定燃烧。可配套设置自动化控制仪表,实现自动化操作。
计算得到尾气燃烧所需助燃风的流量具体是通过以下步骤实现的:通过尾气进气系统上的流量计以及CO含量分析仪,获取向焚烧炉炉膛内输入尾气的流量和CO含量,计算得到CO的流量,进一步计算得到尾气燃烧所需助燃风的流量,并根据助燃风的流量,增加设定的裕量系数,以保证充分燃烧,得到最终尾气燃烧所需助燃风的流量。同样为保证充分燃烧,伴烧燃气燃烧所需助燃风的流量也是通过根据伴烧燃气燃烧所需助燃风的流量,增加设定的裕量系数得到的。
优选的,点火系统包括位于焚烧炉炉膛内的点火枪4,以及与点火枪4连接的点火燃气进气系统6,在点火燃气进气系统6上设有点火燃气流量调节阀29。通过设置独立的点火燃气进气系统,点火燃气流量调节阀,方便进行点火控制。
伴烧燃气和点火燃气可采用清洁安全的天然气。
优选的,尾气进气系统和伴烧燃气进气系统上还设有阻火器,可以防止尾气和伴烧燃气燃烧的火焰侵入进气系统,威胁系统安全。
优选的,尾气进气系统、尾气助燃风进风系统和伴烧燃气助燃风进风系统上还设有压力变送器,压力变送器用于对尾气进气系统、尾气助燃风进风系统和伴烧燃气助燃风进风系统的压力进行检测,可根据压力值,调节相应的流量调节阀的开启大小,以维持尾气进气系统、尾气助燃风进风系统和伴烧燃气助燃风进风系统压力的稳定,并可设定尾气进气系统压力大于某一阈值,防止尾气进气系统压力过低出现回火。
优选的,焚烧炉炉膛内设有火焰状态检测器,用于检测焚烧炉炉膛内燃烧的火焰状态值,当火焰状态值低于设定阈值时,关闭尾气进气系统、伴烧燃气进气系统的流量调节阀,实现安全连锁。火焰状态检测器可采用紫外线火检探头,为了防止单个火检探头出现故障或误报时,紫外线火检探头可设置为多个。
优选的,焚烧炉设有烟气排出系统,该烟气排出系统上设有设有氧含量分析仪27,氧含量分析仪用于检测排出的烟气中的氧含量,以检测燃烧是否充分,当氧含量低于设定阈值时,说明尾气燃烧异常,关闭尾气进气系统、伴烧燃气进气系统的流量调节阀,实现安全连锁。另外,根据氧含量,为保证充分燃烧,可适当调整助燃风裕量系数。
尾气燃烧后生成的烟气温度较高,氧含量分析仪27可设置于经锅炉2换热后的低温烟气管路27上。具体的,焚烧炉设有高温烟气排出管路26,高温烟气排出管路26另一端连接有锅炉2,锅炉连接有低温烟气输出管路27,锅炉2用于对高温烟气进行换热降温,换热后的低温烟气经低温烟气输出管路27排出,氧含量分析仪25设于低温烟气输出管路27上。
优选的,该燃烧设备还包括与尾气助燃风进风系统、伴烧燃气助燃风进风系统连接的风机24,提供动力,方便助燃风的输入。
需要指出的是,本实用新型提供的燃烧设备不但可以处理氯化法钛白尾气,同样可以处理其他CO含量高且CO含量不稳定的尾气。
下面以一优选实施例更好的说明本实用新型提供的尾气燃烧设备。
本实用新型提供的尾气燃烧设备,如图1所示,包括燃烧器3、焚烧炉1和锅炉2,燃烧器3包括相互独立的尾气进气室31、尾气助燃风进风室32、伴烧燃气进气室33、伴烧燃气助燃风进风室34,如图1所示的尾气进气室31、尾气助燃风进风室32、伴烧燃气进气室 33、伴烧燃气助燃风进风室34可设置为相互套接,或并列设置,或其他方式,只要各空间可独立输入尾气、伴烧燃气和助燃风即可;尾气进气室31、尾气助燃风进风室32、伴烧燃气进气室33、伴烧燃气助燃风进风室34的一端分别与尾气进气管路19、尾气助燃风进风管路13、伴烧燃气进气管路28、伴烧燃气助燃风进风管路23连接,另一端均位于焚烧炉1炉膛内,且在焚烧炉1炉膛内设有点火枪4,点火枪4连接有点火燃气管路6,并在点火燃气管路6上设有点火燃气流量调节阀29。在尾气流经的尾气进气管路19上依次设有CO含量分析仪18、尾气压力变送器17、尾气流量计16、尾气流量调节阀15 和尾气阻火器14,在尾气助燃风流经的尾气助燃风进风管路13上依次设有尾气助燃风压力变送器12、尾气助燃风流量计11和尾气助燃风流量调节阀10,在伴烧燃气流经的伴烧燃气进气管路28上依次设有伴烧燃气流量计7、伴烧燃气流量调节阀8和伴烧燃气阻火器9,在伴烧燃气助燃风流经的伴烧燃气助燃风进风管路23上依次设有伴烧燃气助燃风压力变送器22、伴烧燃气助燃风流量计21和伴烧燃气助燃风流量调节阀20。
尾气助燃风进风管路13和伴烧燃气助燃风进风管路23还连接有风机24。
焚烧炉1炉膛内还设有两个紫外线火检探头5。焚烧炉还设有与锅炉2连接的高温烟气排出管路26,锅炉2还连接有低温烟气排出管路27,焚烧炉1燃烧产生的高温燃气经锅炉2换热后,经低温烟气排出管路27排出,在低温烟气排出管路27上设有氧含量分析仪 25。
该设备使用时,具体包括以下步骤:
1、预备阶段:启动风机24,打开尾气助燃风流量调节阀10和伴烧燃气助燃风流量调节阀20,对焚烧炉炉膛进行吹扫10min,吹扫完毕后关闭尾气助燃风流量调节阀10和伴烧燃气助燃风流量调节阀 20。
2、点火:打开点火燃气流量调节阀29,点火燃气通过点火管路 6输入焚烧器炉膛内并启动点火枪4点火,小火点燃后,紫外线火检探头5检测到火焰,关闭点火燃气流量调节阀29,点火步骤完成。
3、伴烧燃气投入大火:设定伴烧燃气流量100Nm3/h,调节伴烧燃气流量调节阀8不断开大,伴烧燃气流量计7检测到的流量不断增加,同时计算出所需伴烧燃气助燃风量的实时值(增加裕量系数),调节伴烧燃气助燃风流量调节阀20不断开大至伴烧燃气助燃风流量计21检测得到的助燃风流量达到所需值。当伴烧燃气流量和伴烧燃气助燃风流量稳定后,大火点火步骤完成。查看氧含量分析仪25检测得到的燃烧产生的烟气的氧含量是否满足要求(比如>5%),若满足要求,说明伴烧燃气燃烧正常。
4、尾气点火:设定尾气管路压力控制值(比如2.5KPa),当尾气压力变送器17检测得到的尾气管路压力达到设定值后,调节尾气流量调节阀15开始不断开大,尾气流量计16实时检测得到尾气流量, CO含量分析仪18实时检测得到尾气中CO含量,通过尾气流量和分析出的一氧化碳含量,计算出所需助燃风量(增加裕量系数),调节尾气助燃风流量调节阀10不断开大以达到系统要求的风量。当尾气流量和尾气助燃风流量稳定后,尾气点火步骤完成。
5、尾气燃烧:设定尾气中CO含量上下限,(如下限40%,上限 45%),根据获取得到的CO含量值,判断是否需伴烧燃气连锁投入,如检测得到的尾气中的一氧化碳含量高于45%时,则将伴烧燃气流量调节阀8和伴烧燃气助燃风流量调节阀20关闭,仅尾气在焚烧炉炉膛内正常燃烧,如检测得到的尾气中的一氧化碳含量低于40%,则将伴烧燃气流量调节阀8开启,并重新配以相应流量的伴烧燃气助燃风,在焚烧炉炉膛内和尾气共同燃烧。
6、如果两个紫外线火检探头5都检测不到火焰,或氧含量分析仪25检测得到烟气中氧含量低于设定值(2%)则会触发燃烧器3停机,另外根据氧含量值可适当调整助燃风裕量系数。
7、燃烧器3停机触发后,切断尾气流量调节阀15和伴烧燃气流量调节阀8,尾气切换到火炬排放,尾气助燃风管路13和伴烧燃气助燃风管路23仍保持原状继续对炉膛进行吹扫。
因此,本实施例燃烧器通过设置独立的分层,可以让尾气、尾气助燃风、伴烧燃气、伴烧燃气助燃风独立进入焚烧炉内,互不影响。并通过设置各种检测仪、流量调节阀等,当尾气中燃气成分(CO含量)发生变化时,可调节输入相应流量的伴烧燃气和助燃风,实现尾气的安全稳定燃烧。并配有氧含量分析仪、紫外线火检探头等安全联锁装置作为最后一道防线,进一步实现尾气的安全稳定燃烧。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种尾气燃烧设备,其特征在于包括燃烧器及焚烧炉,所述燃烧器包括相互独立的尾气进气室、尾气助燃风进风室、伴烧燃气进气室、伴烧燃气助燃风进风室,所述尾气进气室、尾气助燃风进风室、伴烧燃气进气室、伴烧燃气助燃风进风室的一端分别与尾气进气系统、尾气助燃风进风系统、伴烧燃气进气系统、伴烧燃气助燃风进风系统连接,另一端均位于所述焚烧炉炉膛内,且在所述焚烧炉炉膛内设有点火系统;所述尾气进气系统、所述尾气助燃风进风系统、所述伴烧燃气进气系统和所述伴烧燃气助燃风进风系统上均设有流量计及流量调节阀,所述尾气进气系统上还设有CO含量分析仪,用于对所述尾气中的CO含量进行检测。
2.如权利要求1所述的尾气燃烧设备,其特征在于,
所述点火系统包括位于所述焚烧炉炉膛内的点火枪,以及与所述点火枪连接的点火燃气进气系统,在所述点火燃气进气系统上设有点火燃气流量调节阀。
3.如权利要求1所述的尾气燃烧设备,其特征在于,
所述尾气进气系统和所述伴烧燃气进气系统上还设有阻火器。
4.如权利要求1所述的尾气燃烧设备,其特征在于,
所述尾气进气系统、所述尾气助燃风进风系统和所述伴烧燃气助燃风进风系统上还设有压力变送器,所述压力变送器用于对所述尾气进气系统、所述尾气助燃风进风系统和所述伴烧燃气助燃风进风系统的压力进行检测。
5.如权利要求1所述的尾气燃烧设备,其特征在于,
所述焚烧炉炉膛内设有火焰状态检测器,用于对所述焚烧炉炉膛内燃烧火焰状态进行检测。
6.如权利要求5所述的尾气燃烧设备,其特征在于,
所述火焰状态检测器为紫外火检探头。
7.如权利要求1所述的尾气燃烧设备,其特征在于,
所述焚烧炉设有烟气排出系统,该烟气排出系统上设有氧含量分析仪,用于对所述烟气中的氧含量进行检测。
8.如权利要求7所述的尾气燃烧设备,其特征在于,
所述焚烧炉设有高温烟气排出管路,所述高温烟气排出管路另一端连接有锅炉,所述锅炉连接有低温烟气输出管路,所述锅炉用于对所述高温烟气进行换热降温,换热后的低温烟气经所述低温烟气输出管路排出,所述氧含量分析仪设于所述低温烟气输出管路上。
9.如权利要求1所述的尾气燃烧设备,其特征在于,
还包括与所述尾气助燃风进风系统、所述伴烧燃气助燃风进风系统连接的风机。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113188122A (zh) * 2021-04-01 2021-07-30 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种高温烟气补燃燃烧装置及系统

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