CN211600737U - 高浓度有机废气rto处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高浓度有机废气RTO处理设备，涉及废气净化处理技术领域，其包括塔体，所述塔体内开设第一塔腔、第二塔腔、第三塔腔以及燃烧腔，各个塔腔分别与燃烧腔连通，燃烧腔内设有燃烧器，所述第一塔腔、第二塔腔和第三塔腔分别连接有进气管和排气管，所述燃烧腔中安装有换热装置，换热装置包括在燃烧腔中由内至外依次设置的内层管、中层管和外层管，内层管、中层管和外层管之间形成热气通道，热气通道与进气管和排气管连通。本实用新型具有净化有机废气的同时提高热量利用率的效果。

Description

高浓度有机废气RTO处理设备

技术领域

本实用新型涉及废气净化处理技术领域，尤其是涉及一种高浓度有机废气RTO处理设备。

背景技术

近年来,随着工业的发展,工厂产生大量的有机废气，这些挥发出来的有机废气均散在周围的空气中，对环境造成严重的污染.随着人们环保意识的加强，人们研究出了有机废气焚烧炉即蓄热焚烧炉（简称RTO）,来针对这些有机废气进行焚烧处理，解决有机废气污染环境的问题。

现有技术参考授权公告号为CN208952130U的中国实用新型专利，其公开了一种环保型RTO燃烧装置，包括有机废气进气管、风机、燃烧室、燃烧器、蓄热室、进气阀、排气阀、换热器、净化器、烟囱，有机废气的进气管一端与蓄热室连通，蓄热室外设有陶瓷蓄热体，其上端与燃烧室相连通，蓄热室和燃烧室的外侧设有保温层，蓄热室的墙体上设有排气通道，排气通道的右下端设有排气口，排气口上连接有排气管，排气管顺次将排气阀、第二风机、换热器、净化器和烟囱连接在一起。该实用新型设有换热器，能够充分利用燃烧后的有机废气中的热量作为他用，降低生产成本。

但该实用新型存在以下不足：燃烧后的有机废气经过换热器的路径较短，更多热量来不及交换随气体排出，热量利用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高浓度有机废气RTO处理设备，具有净化有机废气的同时提高热量利用率的效果。

本实用新型的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高浓度有机废气RTO处理设备，包括塔体，所述塔体内开设第一塔腔、第二塔腔、第三塔腔以及燃烧腔，各个塔腔分别与燃烧腔连通，燃烧腔内设有燃烧器，所述第一塔腔、第二塔腔和第三塔腔分别连接有进气管和排气管，所述燃烧腔中安装有换热装置，换热装置包括在燃烧腔中由内至外依次设置的内层管、中层管和外层管，内层管、中层管和外层管之间形成热气通道，热气通道与进气管和排气管连通。

通过采用上述技术方案，高浓度的有机废气从进气管通入到燃烧腔，有机废气在燃烧腔内经过燃烧器燃烧。有机废气燃烧产生的高温气体经过热气通道时，气体中携带的热量被内层管、中层管和外层管内的水吸收，降低气体排放的温室效果。内层管、中层管和外层管中的水对高温气体层层吸热，提高热量的利用率。

本实用新型进一步设置为：所述内层管的流通面积大于或等于中层管的流通面积，中层管的流通面积大于外层管的流通面积。

通过采用上述技术方案，燃烧后的气体初始状态温度最高，内层管与高温气体最先接触，较粗的内层管在水流通过时能够吸收更多热量，随着气体热量被吸收，气体的温度逐渐降低。中层管的流通面积减小，单位时间内通过水流量减少，吸收相同热量时温度上升程度相较与内层管不大，外层管也是相同道理，从而使得整个水流汇合后温度差异较小，便于直接使用，减少了水温冷热交替不均的可能。

本实用新型进一步设置为：所述进气管的出气端与燃烧腔连通，进气管的出气端安装有燃烧喷头，燃烧喷头包括与进气管连通的分流室，分流室上设有多个分流孔，分流室的中部沿进气管轴线固定连接有贯穿进气管并用于输入助燃气体的助燃管。

通过采用上述技术方案，有机废气经过进气管向燃烧腔流动时，有机废气从分流室的分流孔均匀分散出，提高气体燃烧充分性。助燃管中可以通入助燃气体如氧气或冷空气，不仅增加燃烧强度，同时还降低火焰中心区的温度，能减少低氮氧化物的生成。

本实用新型进一步设置为：所述进气管外套设有风管，风管与进气管之间形成有外层气道，风管连接有风机，分流室外周与风管端口之间形成环形的出气环。

通过采用上述技术方案，能够方便调节出气环的出气面积，以控制出气量。

本实用新型进一步设置为：所述风管端口设有向中心收缩的收口结构。

通过采用上述技术方案，使得空气从环形的缝隙吹出后，空气向火焰的中心方向聚拢，加剧了有机废气与空气的混合强度，增加燃烧强度。此外，缩口圈还能使得火焰的稳定性增加。

本实用新型进一步设置为：所述风管和进气管与排气管之间通过换热片连接。

通过采用上述技术方案，空气喷出时向火焰的中心方向靠拢，提高了有机废气与空气的混合强度，燃烧更充分。此外，采用收口结构使得火焰的稳定性增加，减小外界因素影响而产生的不稳定燃烧状态，达到降低氮氧化物的目的。

本实用新型进一步设置为：所述排气管通过引风机连接有净气机构，净气机构包括蓄热层和催化氧化层。

通过采用上述技术方案，然后的尾气经过蓄热层时热量进一步被吸收，催化氧化层使得尾气中的有害气体被分解，减少排放气体对环境的污染。

本实用新型进一步设置为：所述排气管通过引风机连接有净气机构，净气机构包括蜂窝状的纳米二氧化钛涂层和紫外灯。

通过采用上述技术方案，燃烧后的有机废气经过净气机构时，气体中残留的少量污染物被纳米二氧化钛和紫外光的协同作用下发生UV光解而被净化。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.高浓度有机废气在燃烧净化后产生的热量能够被有效利用，提高了热能利用率；

2.有机废气在燃烧后残留的少量有害气体在经过净化机构后被进一步分解去除，减小了有机废气处理过程中可能产生的二次污染，环保效果好。

附图说明

图1为实施例处理有机废气的结构示意图；

图2为燃烧腔与进气管和排气管连接结构的示意图；

图3为显示燃烧腔与塔腔结构关系在图2中A-A向的剖视图；

图4为显示风管、助燃管与进气支管连接结构在图3中B-B向的剖视图；

图5为显示有机废气燃烧头结构在图3中C部的放大图。

图中，1、有机废气源；2、进气总管；3、蓄热燃烧装置；31、进气支管；311、气阀；312、挡气环；313、分流罩；3131、第一分流孔；3132、第二分流孔；314、分流室；32、风管；321、助燃管；322、外圈风筒；323、外层气道；324、缩口圈；33、换热片；34、有机废气燃烧头；35、燃烧器；36、排气管；37、燃烧腔；371、尾气孔；38、塔腔；39、一级换热盘管；310、二级换热盘管；4、热催化反应器；5、引风机；6、烟囱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种高浓度有机废气RTO处理设备，如图1和图2所示，包括蓄热燃烧装置3，蓄热燃烧装置3上设有进气支管31和排气管36，多个进气支管31连通于一根进气总管2，进气总管2连接有机废气源1；多个排气管36连通于一根管道上，管道连接有热催化反应器4和引风机5，引风机5的出口连接有烟囱6。有机废气源1经进气总管2和各进气支管31后进入到蓄热燃烧装置3中，有机废气在高温燃烧下分解成二氧化碳和水，燃烧后的尾气在引风机5的作用下从排气管36排入到热催化反应器4，尾气中残留的少量有机废气经过催化分解更加彻底，干净的尾气从烟囱6中排出。

参考图2和图3，蓄热燃烧装置3包括燃烧腔37和塔腔38，燃烧腔37与塔腔38之间通过尾气孔371连通，尾气孔371位于燃烧腔37底壁并贴合燃烧腔37的侧壁设置；燃烧腔37的侧壁固定安装有燃烧器35，燃烧腔37内位于燃烧器35两侧分别固定安装有一级换热盘管39，燃烧腔37靠近尾气孔371位置固定有二级换热盘管310。燃烧器35可以为茂能牌RS250/M型燃烧器；一级换热盘管39由两排铜管构成，相邻两排铜管之间形成气道，铜管的内径可以为50cm，靠近燃烧器35的一排铜管与燃烧腔37顶壁间隔一段距离形成开口，远离燃烧器35的一排铜管与燃烧腔37的顶壁和底壁分别抵接，远离燃烧器35的一排铜管靠近二级换热盘管310一侧设有连通的开口，以便尾气经过一级换热盘管39的气道后从开口进入到二级换热盘管310处。二级换热盘管310由两排铜管构成，相邻两排铜管之间形成有与尾气孔371连通的气道，铜管的内径可以为25cm，靠近一级换热盘管39的一排铜管与燃烧腔37顶壁间隔一段距离形成开口，另一排铜管与燃烧腔37的顶壁和底壁抵接。

燃烧器35燃烧天然气，产生的尾气沿着气道依次绕流后经过尾气孔371进入到塔腔38内。尾气在经过流道时依次与一级换热盘管39和二级换热盘管310进行热交换，利用尾气中的热量对一级换热盘管39和二级换热盘管310内的水加热，用于外部生活用热水，充分利用热能。流道使得高温尾气与两侧的铜管充分接触，提高接触面积，换热效率高。由于靠近燃烧器35一侧空气温度较高，为了避免最内侧铜管中的水温过高，因此一级换热盘管39的铜管设计较粗，此时，最内侧铜管中的水含量多，与高温尾气接触时可以吸收更多的热量，使得水温不会上升太快。尾气与二级换热盘管310接触时，虽然此时尾气中的热量经过一级换热盘管39吸收，而此时由于二级换热盘管310的铜管相比更细，因此尾气中的热量也足以使得二级换热盘管310中水的温度升高至与一级换热盘管39中水温基本一致，使得铜管中的水输送到外部的生活用热水管时不易出现一股冷水一股热水的现象，水温均匀，方便用户使用。

参考图3和图4，塔腔38中通过竖直固定的隔板分成加热室和冷却室，加热室和冷却室之间固定连接有换热片33，换热片33可以为铝合金翅片。尾气孔371与冷却室连通，尾气从冷却室流过后，尾气中的一部分热量通过翅片传递到加热室。

进气支管31和风管32同轴贯穿塔腔38的加热室，进气支管31末端连接有有机废气燃烧头34，有机废气燃烧头34位于一级换热盘管39围成的空腔中。

进气支管31上安装有气阀311，风管32同轴套设固定于进气支管31外，风管32的进气端水平设置并连接有风机（图中未显示），风管32内同轴固定有助燃管321，助燃管321的进气端水平穿出进气支管31外，助燃管321与风管32的横截面积之比可以为1:5。

参考图5，有机废气燃烧头34包括固定于风管32出气端的外圈风筒322和固定于进气支管31出气端的分流罩313，分流罩313整体呈一端敞口、内部中空的圆筒状，分流罩313的内径大于进气支管31的内径，分流罩313的内部空腔形成与进气支管31连通的分流室314。助燃管321的出气端穿设固定于分流罩313的中心，分流罩313的端面开设有多个第一分流孔3131，多个第一分流孔3131可以均匀环绕在助燃管321出气口周围，分流罩313的圆周面环绕设有多个第二分流孔3132，第一分流孔3131与第二分流孔3132与分离室314连通。

有机废气从进气支管31进入到分流室314后，分别从第一分流孔3131和第二分流孔3132溢出并被点燃。风机向风管32中吹入空气，空气提高了分流罩313处有机废气的燃烧强度。部分空气从助燃管321吹出，由于助燃管321位于有机废气燃烧的火焰芯部，使得有机废气中心浓度适当降低，使得有机废气燃烧更加充分。

外圈风筒322的直径大于风管32的直径，外圈风筒322与进气支管31之间形成外层气道323。外圈风筒322远离风管32的一端设有直径逐渐减小的缩口圈324，缩口圈324与进气支管31之间形成环形的缝隙，使得空气从环形的缝隙吹出后，空气向火焰的中心方向聚拢，加剧了有机废气与空气的混合强度，增加燃烧强度。此外，缩口圈324还能使得火焰的稳定性增加。

在进气支管31的出气端沿周向环绕固定有挡气环312，通过控制挡气环312的外径能够方便的控制风管32出气面积，以控制出气量。

参考图1，热催化反应器4上设有进气口和出气口，进气口与排气管36连接，出气口与引风机5连接。热催化反应器4的内部固定安装有蜂窝结构的反应床，反应床表面固定有铂基蜂窝催化剂层，使得尾气中残留的有机废气在300℃能够分解，提高尾气净化程度。干净的尾气在引风机5作用下从烟囱6排出。

该高浓度有机废气RTO处理设备的工作原理如下：

有机废气从进气支管31进入到燃烧腔37，并经特殊设计的有机废气燃烧头34喷出，在燃烧器35的燃烧作用下点燃，有机废气充分燃烧后，尾气依次经过一级换热盘管39和二级换热盘管310后，尾气中的大部分热量被吸收并用于生活热水。尾气从燃烧腔37经过尾气孔371进入到塔腔38的冷却室，尾气中的热量经过换热片33传递到加热室并对风管32进行加热，使得空气升温，降低冷空气吹入影响燃烧腔37的温度。

尾气从排气管36排出后在引风机5的作用下进入到热催化反应器4，热催化反应器4将尾气中残留的有机废气分解，提高尾气净化程度。干净的气体从烟囱6排出。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高浓度有机废气RTO处理设备，包括塔体，所述塔体内开设第一塔腔(38)、第二塔腔(38)、第三塔腔(38)以及燃烧腔(37)，各个塔腔(38)分别与燃烧腔(37)连通，燃烧腔(37)内设有燃烧器(35)，所述第一塔腔(38)、第二塔腔(38)和第三塔腔(38)分别连接有进气管和排气管(36)，其特征在于：所述燃烧腔(37)中安装有换热装置，换热装置包括在燃烧腔(37)中由内至外依次设置的内层管、中层管和外层管，内层管、中层管和外层管之间形成热气通道，热气通道与进气管和排气管(36)连通。

2.根据权利要求1所述的高浓度有机废气RTO处理设备，其特征在于：所述内层管的流通面积大于或等于中层管的流通面积，中层管的流通面积大于外层管的流通面积。

3.根据权利要求1所述的高浓度有机废气RTO处理设备，其特征在于：所述进气管的出气端与燃烧腔(37)连通，进气管的出气端安装有燃烧喷头，燃烧喷头包括与进气管连通的分流室(314)，分流室(314)上设有多个分流孔，分流室(314)的中部沿进气管轴线固定连接有贯穿进气管并用于输入助燃气体的助燃管(321)。

4.根据权利要求3所述的高浓度有机废气RTO处理设备，其特征在于：所述进气管外套设有风管(32)，风管(32)与进气管之间形成有外层气道(323)，风管(32)连接有风机，分流室(314)外周与风管(32)端口之间形成环形的出气环。

5.根据权利要求4所述的高浓度有机废气RTO处理设备，其特征在于：所述风管(32)端口设有向中心收缩的收口结构。

6.根据权利要求4所述的高浓度有机废气RTO处理设备，其特征在于：所述风管(32)和进气管与排气管(36)之间通过换热片(33)连接。

7.根据权利要求1所述的高浓度有机废气RTO处理设备，其特征在于：所述排气管(36)通过引风机(5)连接有净气机构，净气机构包括蓄热层和催化氧化层。

8.根据权利要求1所述的高浓度有机废气RTO处理设备，其特征在于：所述排气管(36)通过引风机(5)连接有净气机构，净气机构包括蜂窝状的纳米二氧化钛涂层和紫外灯。

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