CN211694932U

CN211694932U - 不产生二噁英的焚烧炉

Info

Publication number: CN211694932U
Application number: CN201921329978.7U
Authority: CN
Inventors: 姚松年; 仇一斐; 黄晓东; 陈小慧
Original assignee: Nantong Shanjian Anticorrosive Technology Co ltd
Current assignee: Nantong Shanjian Anticorrosive Technology Co ltd
Priority date: 2019-08-15
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2029-08-15

Abstract

本实用新型公开了一种不产生二噁英的焚烧炉，具有控制器、燃烧器、燃烧室、雾化系统、天然气输送管路、余热锅炉、急冷塔，或还有成品酸罐、碱洗塔。燃烧室为内层与外层构成的双层柱状结构，外层与内层之间的空间底部具有天然气或及空气的入口，内层底部具有废液与压缩空气的入口，内层上部或顶部具有出气孔连通内层与外层构成的空间。本实用新型处理能力强，能够避免废气中二噁英的产生，而且余热可以充分回收利用。

Description

不产生二噁英的焚烧炉

技术领域

本实用新型涉及一种焚烧炉的结构及其组成部件。

背景技术

工业生产中产生的废气废液，可以通过焚烧的方法处理。焚烧的化学过程就是所有可燃或需助燃的有机废物中的碳和氢在充分供给氧气(空气)、反应系统有良好搅动、系统温度足够高这三个主要工况条件下完全燃烧的过程，即充分的氧化过程。废弃物焚烧的结果是使废气和废液中的有毒有害物质经高温氧化分解转换成经净化后的无害气体及热能释放。从而使有害物质的处理实现无害化、减量化、资源化的目的。

由于被焚烧处理固废(液)成分复杂，含有多种元素如C、H、O、Cl等元素，焚烧氧化产物主要有H₂O、CO₂、CO、氮氧化物、粉尘及HCl等，一旦温度条件允许，还会生成剧毒、致癌物质二噁英类污染物。

二噁英在自然界中几乎不存在，只有通过化学合成才能产生，二噁英的产生途径主要有三种：

高温合成:即高温气相生成二噁英(PCDD)。在废物进入焚烧炉内初期干燥阶段，除水分外，含碳氢成分的低沸点有机物挥发后与空气中的氧反应生成水和二氧化碳，形成暂时缺氧状况，使部分有机物同氯化氢(HCl)反应，生成PCDD。

从头合成:在低温(250～320℃)条件下大分子碳(残碳)与飞灰基质中的有机或无机氯生成PCDD。残碳氧化时，有65％～75％转变为一氧化碳，飞灰中碳的气化率越高，PCDD的生成量也越大。

前驱物合成:不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可形成多种有机气相前驱物，如多氯苯酚和二苯醚，再由这些前驱物生成PCDD。

为了避免二噁英的产生，最好避免出现其产生的工艺参数。

发明内容

实用新型目的：

提供一种设备结构精巧、热能利用效率高、排放尾气毒性小的不产生二噁英的焚烧炉。

技术方案：

本实用新型公开的焚烧炉，具有控制器、燃烧器(点火系统)、燃烧室(含有燃烧温度检测仪器温度)、雾化系统(含废液或及废气的输送管路和压缩空气输送管路)、天然气输送管路、余热锅炉(含有余热温度检测仪器)、急冷塔(含有急冷温度检测仪器)、冷却溶液泵，或还有成品酸罐、碱洗罐。

控制器连接燃烧室、余热锅炉、急冷塔中的温度检测仪器以及各工艺过程(混合气体燃烧、水汽盘管热交换、急冷处理)中物料管路的控制阀，能够检测并控制燃烧、热交换或急冷等工艺过程中的物料浓度(天然气、空气中的氧气、雾化废液等的浓度；空气中的氧气量略有富余，保证废气充分燃烧)、反应体系(如废气、混合气体)的温度、压力(如热交换中的蒸汽)或反应时长(如急冷时间)等等工艺参数。

所述的燃烧室为内层与外层构成的双层柱状结构，燃烧室底部设置有燃烧器，天然气输送管路联接着燃烧器，天然气(以及足量的含氧空气)从燃烧室的外层与内层之间的空间进入燃烧室。

燃烧室内层的底部具有废液入口，内层中预置有压缩空气进入管路，其中的压缩空气的喷射能够使得废液雾化，在内层空间呈雾状向上方流动。

燃烧空气通过一个沿着焚烧炉的主管成切线方向引入炉体，注入的空气产生一个火焰柱体，盘旋着从炉体中排出。旋转的废液与高温燃烧气体激剧搅动，迅速发生氧化反应。

内层的顶部(或及废液液面的上部)具有众多的出气孔(优选出气孔在内层壁面为自下而上的螺旋线的排列方式，使得废液气体喷出时呈现涡流状态，螺旋式上升，延长共混共烧时间，与外层的天然气均匀混合，燃烧更充分)，供雾化的废液流出到内外层之间，在内层外壁和顶部的每个出气孔处，设置有细小的向下方弯曲的导流盖(一侧与内层外壁或顶部外壁连接，另一侧为开路)，使得雾化气体流出后，流动方向改变为向下流出，产生反流，与天然气和氧气更加充分地混合燃烧。流出的雾化废液再与向上流动的天然气混合燃烧。

运行工艺流程：废液(或及废气)经过雾化两级温度焚烧、接着燃烧的烟气进行热交换回收余热、再经过烟气急冷降温、然后用稀酸吸收、最后再碱液洗涤五个过程。

在内层与外层之间的空间下部燃烧腔，燃烧温度801-1000℃，超过800℃燃烧，不会产生二噁英。混合燃烧后一起向上流出，继续向上流到耐燃温度更高的上部燃烧腔(燃烧温度1250℃左右)，充分燃烧，不会产生碳微粒和一氧化碳，减小一氧化碳毒性气体的产生。

燃烧器连接着余热锅炉，燃烧器顶部流出的高热燃烧废气，流进余热锅炉中，与余热锅炉上设置的水汽盘管进行热交换，变成热蒸汽输送出去，使得热量回收利用。经过余热锅炉的降温，使得燃烧废气的温度降为380-550℃。

余热锅炉之后连接着急冷器(喷射常温的水溶液，比如稀盐酸水溶液)，余热锅炉中流出的燃烧废气经过急冷器的急冷处理，使得380℃以上的废气快速(低于1-2秒内)降温至80℃左右，这样短的时间内快速降温，使得废气在瞬间被冷却，在200-380℃区间停留时间极短，不容易形成二噁英，排放出来的气体比较安全，符合环保要求。

稀酸通过稀酸泵输送，吸收废气中的氯化氢灯可溶性气体后，进入成品酸罐，最后可再通过碱洗中和处理灯后续处理净化。

从热能回收器出来的烟气经垂直烟道进入急冷塔，在急冷塔中，烟气直接与喷成雾状的循环稀盐酸相接触发生传热传质过程。烟气中的HCL被稀酸循环液吸收过程是放热反应，而稀酸循环液中水份的受热蒸发会吸收烟气中大量热能，同时循环稀酸液本身与烟气之间的显热传递，也使烟气的温度迅速降低。通过此急冷塔，就是要使烟气温度从380-550℃左右降低至60～80℃。循环稀盐酸的热量由循环冷却水带走。为防止停电等事故造成稀酸泵的停运，在急冷塔上部设置有消防水管线，一旦发生急冷塔出口温度高高、停电、失气等事故状态，切断阀将打开，消防水喷入急冷塔，防止高温气体将急冷塔和降膜吸收塔(E-0602)的石墨部件损坏。

有益效果：

a.本实用新型的设备焚烧设计能力较大：废气500m3/h、废液350kg/h；

b.投料方式：废气由风机输送进入，废液自动喷入；

环保指标：a.噪声：≤85dB(A)(距离1m)；

c.废液减少量：≥99.99％；

d.燃烧效率≥99.9％。

焚烧所产生的高温烟气进入余热锅炉炉膛，充分利用余热降低废气温度，换热产生0.6Mpa的饱和蒸汽并入全厂蒸汽总管，余热能够充分回收利用。烟气经过余热锅炉炉膛的时间在1秒以内，避免了二恶英在降温过程中二次合成，大大减少了二恶英的产生源强，符合《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》(HJ/T176－2005)的要求。

烟道气随即进入急冷塔，与由稀酸泵送至安装于塔内顶部的喷嘴而喷成的50～60℃雾滴状稀酸液直接进行气液的接触降温至70～80℃.然后与由稀酸泵送出的另一部分稀酸液一起进入到两级降膜吸收塔。在冷却水的作用下，烟气中的氯化氢被稀酸吸收并制备成浓度约30％的副产品盐酸进入成品酸罐，回收大量有用的废酸资源。

附图说明

图1是本实用新型的焚烧炉的连接部件结构示意图；

图中，1-燃烧器；2-燃烧室；3-导流盖；4-内层壁面；5-外层壁面；6-压缩空气管路；7-废液(含废气)管路；8-天然气(含空气)管路；9-余热锅炉；10-换热管路；11-余热利用装置；12-急冷器；13-吸收罐；14-碱洗罐；30-出气孔。

具体实施方式

如图1所示的不产生二噁英的焚烧炉，具有控制柜、燃烧器、燃烧室、雾化系统(含废液或及废气的输送管路和压缩空气输送管路)、天然气输送管路、余热锅炉(含有余热温度检测仪器)、急冷塔(含有急冷温度检测仪器、冷却溶液泵)，或还有成品酸罐、碱洗罐。

燃烧室为内层与外层构成的双层柱状结构，燃烧室底部设置有燃烧器，天然气输送管路联接着燃烧器，天然气从燃烧室的外层与内层之间的空间进入燃烧室。

燃烧室内层的底部具有废液入口，内层中预置有压缩空气进入管路，其中的压缩空气的喷射能够使得废液雾化。

内层的顶部或及废液液面的上部具有众多的出气孔，出气孔处设置有细小的向下方弯曲的导流盖。

工艺流程：废液或及废气经过雾化，两级温度焚烧、接着燃烧的烟气进行热交换回收余热、再经过烟气急冷降温，然后用稀酸吸收。控制器连接燃烧室、余热锅炉、急冷塔中的温度检测仪器以及燃烧、水汽盘管热交换、急冷处理的工艺过程中物料管路的控制阀，能够检测并控制到各个工艺过程中的反应体系的温度或反应时长。

在内层与外层之间的空间下部燃烧腔，燃烧温度801-900℃，继续向上流到上部燃烧腔，燃烧温度为1250℃左右。

高热燃烧废气流进余热锅炉中，与余热锅炉上设置的水汽盘管进行热交换，经过余热锅炉的降温，使得燃烧废气的温度降为略高于400-450℃。余热锅炉之后连接着急冷器，使得380℃以上的废气在1-2秒内降温至80℃左右。

Claims

1.一种不产生二噁英的焚烧炉，其特征在于：具有控制器、燃烧器、燃烧室、雾化系统、天然气输送管路、余热锅炉、急冷塔，或还有成品酸罐、碱洗罐；燃烧室为内层与外层构成的双层柱状结构，燃烧室底部设置有燃烧器，天然气输送管路联接着燃烧器，天然气从燃烧室的外层与内层之间的空间进入燃烧室；燃烧室内层的底部具有废液入口，内层中预置有压缩空气进入管路，其中的压缩空气的喷射能够使得废液雾化；内层上部或顶部具有出口连通内层与外层构成的空间；控制器连接燃烧室、余热锅炉或急冷塔中的温度检测仪器，控制器或连接燃烧、热交换或急冷的工艺过程中物料管路的控制阀，能够检测并控制上述工艺过程中的反应体系温度或反应时长；燃烧室顶部的燃烧废气出口连接余热锅炉，余热锅炉上设置有热交换的水汽盘管，经过余热锅炉降温后的废气出口连接急冷器。

2.如权利要求1所述的不产生二噁英的焚烧炉，其特征在于：内层的顶部或及废液液面的上部具有众多的出气孔，出气孔处设置有细小的向下方弯曲的导流盖。

3.如权利要求2所述的不产生二噁英的焚烧炉，其特征在于：出气孔在内层壁面上为螺旋线排列方式。

4.如权利要求1、2或3所述的不产生二噁英的焚烧炉，其特征在于：在内层与外层之间的空间下方具有下部燃烧腔，上方具有耐燃温度更高的上部燃烧腔。