CN213453680U - 热回收式废气焚化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了热回收式废气焚化炉，包括焚化单元以及换热单元，所述焚化单元包括呈卧U形结构的炉体，所述换热单元分别与所述炉体的进气端和出气端连通设置；通过设置焚化单元以及与该焚化单元的进出气端分别连通的换热单元，待处理的废气与处理完成的高温气体在换热单元内进行热交换后分别完成预热和降温，实现热量的循环回收利用，并通过将炉体设置为U形结构，增加了废气在炉膛内的停留时间，进而提高废气处理效果和效率，解决现有技术中存在的热量利用不充分、废气处理不达标的技术问题。

Description

热回收式废气焚化炉

技术领域

本实用新型涉及焚化炉领域，具体涉及热回收式废气焚化炉。

背景技术

废气焚烧炉是利用辅助燃料燃烧所发生热量，把可燃的有害气体的温度提高到反应温度，从而发生氧化分解的设备。废气焚烧炉有“直燃式”和“蓄热式”。所谓“直燃式”指仅烧掉废气，热量不回收。废气焚烧炉适用于喷涂和烘干设备的废气处理，及石油化工、医药等行业散发的有害气体净化。

申请号为CN201010507396.0的中国实用新型专利公开了气对气热交换器及整合该热交换器的废气焚化炉，气对气热交换器包括：外箱体设第一气体进气口和出气口及置入口；内垂吊体在外箱体内，包括上、下盒体与导气管束，下盒体内为回转室，上盒体第二类气体进气室设第二类气体进气口，第二类气体出气室设第二类气体出气口；保温层在外箱体内；整合热交换器的废气焚化炉，包括：外箱体设第一气体进气口和出气口及置入口；内垂吊体在外箱体内，包括上、下盒体与导气管束。

然而在上技术方案中，焚烧过程气体的热量利用不充分，造成能源浪费且提高废气处理成本，且焚化炉为直形结构，废气流通路径短，高温氧化不充分，导致废气处理不达标。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了热回收式废气焚化炉，通过设置焚化单元以及与该焚化单元的进出气端分别连通的换热单元，待处理的废气与处理完成的高温气体在换热单元内进行热交换后分别完成预热和降温，实现热量的循环回收利用，并通过将炉体设置为U形结构，增加了废气在炉膛内的停留时间，进而提高废气处理效果和效率，解决现有技术中存在的热量利用不充分、废气处理不达标的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

热回收式废气焚化炉，包括焚化单元以及换热单元，所述焚化单元包括呈卧U形结构的炉体，所述换热单元分别与所述炉体的进气端和出气端连通设置，废气经换热单元进行预热升温后进入焚化单元，在穿过U形的炉体的过程中进行高温氧化后，进入换热单元进行换热降温并排出。

作为优选，所述焚化单元还包括设置于所述进气端内侧的燃烧器。

作为优选，所述燃烧器的烧嘴为长条形结构，其呈横向线性的喇叭口形状。

作为优选，所述炉体设置为可拆卸组装的两段式结构，其包括设置有所述进气端的燃烧段以及设置有所述出气端的过渡段。

作为优选，所述炉体的截面呈方形结构，其炉膛内衬采用硅酸铝耐火纤维模块，所述炉膛内设置有高温传感器。

作为优选，所述换热单元采用管式换热器，所述管式换热器包括若干呈线性阵列排布的换热管以及与所述换热管相互垂直且间隔均布设置于所述管式换热器相对两侧内壁上的隔板，气体在所述管式换热器内呈S形流动。

作为优选，所述换热单元采用板式换热器。

作为优选，还包括设置于所述换热单元前端且用于鼓入废气的风机。

作为优选，还包括阀门执行机构，所述阀门执行机构包括设置于所述燃烧器上的比例调节阀以及设置于所述换热单元前后的旁通阀，所述比例调节阀用于调节所述炉体的炉膛温度，所述旁通阀用于控制换热单元的出口温度。

作为优选，还包括用于对所述焚化单元以及换热单元进行自动控制的控制系统以及设置于所述换热单元尾端的辅助燃烧炉。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型通过设置焚化单元，并设置于该焚化单元的进出气端分别连通的换热单元，废气经换热单元进行预热升温后进入焚化单元高温氧化，再回到换热单元进行换热降温后排出，实现热量循环回收利用，并通过将炉体设置为U形结构，增加了废气在炉膛内的停留时间，即高温氧化时间长(≥1秒)，进而提高废气处理效率(≥99％)；

(2)本实用新型通过将燃烧器的烧嘴设置为长条形结构，并呈横向线性的喇叭口形状，废气汇集经过燃烧器孔板，混合均匀，火焰均匀稳定，对炉体高温损害小，废气燃烧氧化率高，废气处理效率高，达99％以上；不会因高温生成NOx气体；

(3)本实用新型通过将焚化炉炉体设置为由燃烧段和过渡段组装的两段式结构，可现场组装成整体后再与换热器连接，方便运输及安装。

综上所述，本实用新型具有热回收利用、废气处理充分且效率高、设备组装及维修便捷等优点，尤其适用于废气焚化领域。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型工作原理示意图；

图3为本实用新型实施例二中烧嘴的结构示意图；

图4为本实用新型管式换热器结构示意图；

图5为本实用新型管式换热器纵向剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

如图1-2所示，热回收式废气焚化炉，包括焚化单元100以及换热单元200，所述焚化单元100包括呈卧U形结构的炉体1，所述换热单元200分别与所述炉体1的进气端11和出气端12连通设置，废气经换热单元200进行预热升温后进入焚化单元100，在穿过U形的炉体1的过程中进行高温氧化后，进入换热单元200进行换热降温并排出。

本实施例的废气处理系统包括焚化炉炉体、燃烧系统、换热器、阀门系统、电气仪表以及控制系统，共同构成独立完整设备系统，整体布局合理紧凑、操作简单、安全。

通过设置焚化单元100，并设置于该焚化单元100的进出气端分别连通的换热单元200，废气经换热单元200进行预热升温后进入焚化单元100高温氧化，再回到换热单元200进行换热降温后排出，从而使得待处理的废气与处理完成的高温气体在换热单元内通过热交换分别完成预热和降温，进而实现处理系统中热量的循环回收利用。

此外，通过将炉体1设置为U形结构，废气在750℃停留时间可达1.0秒以上，混合均匀，废气的处理效率达99％以上，并且使得换热器内不易出现冷凝结油的现象。

需要补充说明的是，炉体1为304内壳体，设旁通管路，外壳体为6mm的Q235材料,外设加强筋；内设250mm厚硅酸铝模块耐火保温炉衬(耐温1200℃)。

作为优选，所述焚化单元100还包括设置于所述进气端11内侧的燃烧器2。

需要说明的是，所述燃烧器2系统设置有火焰信号、温度、压力等各项报警系统，对燃烧的安全实行多级保护；燃烧器2前后压差实时监控，出现风量小或无气体进入时，压差开关报警，燃烧器自动熄火保护。

作为优选，所述炉体1的截面呈方形结构，其炉膛内衬采用硅酸铝耐火纤维模块，所述炉膛内设置有高温传感器。

在本实施例中，炉膛内衬采用硅酸铝耐火纤维模块，耐温1200℃，且金属不与高温火焰直接接触，耐高温能力强。

作为优选，如图4-5所示，所述换热单元200采用管式换热器3，所述管式换热器3包括若干呈线性阵列排布的换热管31以及与所述换热管31相互垂直且间隔均布设置于所述管式换热器3相对两侧内壁上的隔板32，气体在所述管式换热器3内呈S形流动。

在本实施例中，所述管式换热器3为多行程结构，进出口皆为304钢板制作，外设加强筋；换热面钢管材料310S，管板材料309S，且设计有高温烟气隔离措施，耐高温，寿命长。

作为优选，所述换热单元200采用板式换热器；所述板式换热器的换热面材料为304钢板，外壳体亦为304材料，换热器阻力小换热效率高，耐高温，寿命长。

作为优选，如图2所示，还包括设置于所述换热单元200前端且用于鼓入废气的风机。

作为优选，还包括阀门执行机构，所述阀门执行机构包括设置于所述燃烧器2上的比例调节阀以及设置于所述换热单元200前后的旁通阀，所述比例调节阀用于调节所述炉体1的炉膛温度，所述旁通阀用于控制换热单元200的出口温度。

作为优选，还包括用于对所述焚化单元100以及换热单元200进行自动控制的控制系统。

在本实施例中，所述控制系统与阀门执行机构和高温传感器电性连接，通过炉体1炉膛内的高温传感器监控炉膛内温度，所述控制系统采集到温度的信号后，通过PID调节控制燃烧器2的比例调节阀的开度，控制炉膛温度的稳定，炉膛温度偏差控制在±5℃之内，维持炉膛温度在760℃，当炉膛温度超过800℃时，系统将自动报警，超过850℃时，系统将自动切断燃料供给；通过PID调节换热单元200前后设置的用于调节温度的旁通阀，控制换热单元200的出口温度稳定，换热单元200出口温度偏差控制在±3℃之内。

此外，控制系统可实现一键启动，自动进行点火升温、生产运行、连锁保护、故障报警等过程，所有状态参数及运行记录皆在人机界面上监控和显示，具有自动吹扫、高压点火、高低压保护、变比例调节、超温控制等功能。

作为优选，还包括设置于所述换热单元200尾端的辅助燃烧炉4。

实施例二

为简便起见，下文仅描述实施例二与实施例一的区别点；该实施例二与实施例一的不同之处在于：

作为优选，如图3所示，所述燃烧器2的烧嘴21为长条形结构，其呈横向线性的喇叭口形状。

在本实施例中，通过将燃烧器2的烧嘴21设置为长条形结构，并呈横向线性的喇叭口形状，线形结构点火容易，火焰线形分布，冷却效果好，废气汇集经过燃烧器孔板，混合均匀，火焰均匀稳定，对炉体高温损害小，废气燃烧氧化率高，废气处理效率高，达99％以上；且不会因高温生成NOx气体。

实施例三

为简便起见，下文仅描述实施例三与实施例一的区别点；该实施例三与实施例一的不同之处在于：

作为优选，如图1所示，所述炉体1设置为可拆卸组装的两段式结构，其包括设置有所述进气端11的燃烧段13以及设置有所述出气端12的过渡段14。

在本实施例中，通过将焚化炉的炉体1设置为由燃烧段13和过渡段14组装的两段式结构，焚化单元100和换热单元200整体分三部分，每部分外形尺寸小，便于运输吊装和进入车间，炉体1可现场组装成整体后再与换热器连接，方便运输及安装。

值得说明是的，本实施例中，炉体1设置为卧U形结构，所述换热单元200设置在远离燃烧器2的过渡段14的出气尾端，实现换热器与炉膛分开，换热器不与火焰接触，金属部件不易高温损坏；且由于炉膛与换热器分开，方便维修，维修成本低。

工作过程：

来自烘干室的废气经风机4进入换热单元200,在换热单元200内与经高温氧化处理后的高温气体进行热交换，温度升高后进入焚化炉的炉体1，并经燃烧器2补燃一部分燃料，废气中所含的有机VOC及其他可燃成分开始燃烧产生热量，使废气升温到760℃并在炉体1中经过1.0秒以上的时间,使废气中的VOC充分氧化分解为无害的二氧化碳和水，经烟囱排放；

经废气炉处理后的760℃高温废气先经换热单元200降温至约450℃(可根据工艺需要设计)左右，再经过后端加热炉及换热器换热后降温至约120℃左右，经引风机对空排放。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.热回收式废气焚化炉，包括焚化单元(100)以及换热单元(200)，其特征在于，所述焚化单元(100)包括呈卧U形结构的炉体(1)，所述换热单元(200)分别与所述炉体(1)的进气端(11)和出气端(12)连通设置，废气经换热单元(200)进行预热升温后进入焚化单元(100)，在穿过U形的炉体(1)的过程中进行高温氧化后，进入换热单元(200)进行换热降温并排出。

2.根据权利要求1所述的热回收式废气焚化炉，其特征在于，所述焚化单元(100)还包括设置于所述进气端(11)内侧的燃烧器(2)。

3.根据权利要求2所述的热回收式废气焚化炉，其特征在于，所述燃烧器(2)的烧嘴(21)为长条形结构，其呈横向线性的喇叭口形状。

4.根据权利要求1所述的热回收式废气焚化炉，其特征在于，所述炉体(1)设置为可拆卸组装的两段式结构，其包括设置有所述进气端(11)的燃烧段(13)以及设置有所述出气端(12)的过渡段(14)。

5.根据权利要求1所述的热回收式废气焚化炉，其特征在于，所述炉体(1)的截面呈方形结构，其炉膛内衬采用硅酸铝耐火纤维模块，所述炉膛内设置有高温传感器。

6.根据权利要求1所述的热回收式废气焚化炉，其特征在于，所述换热单元(200)采用管式换热器(3)，所述管式换热器(3)包括若干呈线性阵列排布的换热管(31)以及与所述换热管(31)相互垂直且间隔均布设置于所述管式换热器(3)相对两侧内壁上的隔板(32)，气体在所述管式换热器(3)内呈S形流动。

7.根据权利要求1所述的热回收式废气焚化炉，其特征在于，所述换热单元(200)采用板式换热器。

8.根据权利要求1所述的热回收式废气焚化炉，其特征在于，还包括设置于所述换热单元(200)前端且用于鼓入废气的风机。

9.根据权利要求2所述的热回收式废气焚化炉，其特征在于，还包括阀门执行机构，所述阀门执行机构包括设置于所述燃烧器(2)上的比例调节阀以及设置于所述换热单元(200)前后的旁通阀。

10.根据权利要求9所述的热回收式废气焚化炉，其特征在于，还包括用于对所述焚化单元(100)以及换热单元(200)进行自动控制的控制系统以及设置于所述换热单元(200)尾端的辅助燃烧炉(4)。

Images