CN215765153U - 一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，包括尾烟排放管道，所述尾气排放管道连接有燃烧机构，所述燃烧机构包括供气管道和多个燃烧器，所述供气管道与尾气排放管道连通，所述燃烧器设置有火炬点火器，所述燃烧器的外围设置有焚烧塔；所述供气管道和燃烧器与火炬点火器连接有PLC控制模块，所述PLC控制模块包括PLC控制器、检测单元和执行单元。本实用新型设置有燃烧机构、供气管道和火炬点火器和焚烧塔，结合PLC控制模块实现燃烧机构随供气管道尾气进量自动调节，实现污泥裂解尾气完全燃烧，通过使用火炬点火器完成低热值裂解尾气燃烧，避免裂解尾气进入大气污染环境。

Description

一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬

技术领域

本实用新型属于污泥裂解领域，具体涉及一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬。

背景技术

在对污泥进行环保处理时，将含水率80%或60%的污泥经成型机成型后进入网带烘干机进行干化处理，污泥干化至含水率15%以下，干化后的污泥进一期料仓及造粒后进入气化炉进行进一步的处理。

在污泥处理过程中，污泥产生裂解尾气，裂解尾气中含有害气体，直接排出造成空气污染，裂解尾气多为可燃性气体，对裂解尾气进行燃烧处理其产生的热能可供烘干机使用，同时避免了直接排放造成空气污染的问题。

目前多采用火炬对裂解尾气进行燃烧处理，或采用净化方式对裂解尾气进行处理，如公开号为CN109233909A的专利文献中对裂解尾气进行循环使用，其中净化成本太高，而普通的火炬在燃烧时存在一些问题，如裂解尾气排量与火炬的燃烧速度不匹配出现燃烧不充分、一些低热值裂解尾气在火炬中难以燃烧，将致使裂解尾气排入大气造成大气污染。

发明内容

本实用新型为解决上述问题，提供了一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，设置有燃烧机构、供气管道和火炬点火器和焚烧塔，结合PLC控制模块实现燃烧机构随供气管道尾气进量自动调节，实现污泥裂解尾气完全燃烧，通过使用火炬点火器完成低热值裂解尾气燃烧，避免裂解尾气进入大气污染环境。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，包括尾烟排放管道，所述尾气排放管道连接有燃烧机构，所述燃烧机构包括供气管道和多个燃烧器，所述供气管道与尾气排放管道连通，所述燃烧器设置有火炬点火器，所述燃烧器的外围设置有焚烧塔；

所述供气管道和燃烧器与火炬点火器连接有PLC控制模块，所述PLC控制模块包括PLC控制器、检测单元和执行单元，所述检测单元用于检测供气管道流量和压力参数、火炬点火器的燃烧状况以及燃烧器燃烧状况，PLC控制器接收检测单元检测参数，并根据检测单元检测参数通过执行单元控制燃烧机构和火炬点火器工作状态。

进一步地，所述供气管道包括主管道和与主管道连通的一级DN40排放燃烧管线以及多路次级DN150排放燃烧管线，所述一级DN40排放燃烧管线与多路次级DN150排放燃烧管线并列连接；

所述一级DN40排放燃烧管线和多路次级DN150排放燃烧管线均连接多个燃烧器，多个所述燃烧器之间并列连接，燃烧器并列连接的一侧与一级DN40排放燃烧管线和次级DN150排放燃烧管线之间均设置有阻火器，一级DN40排放燃烧管线和次级DN150排放燃烧管线均与主管道之间设置有常开闸阀；

进一步地，所述火炬点火器包括有源点火器和无源点火器，所述有源点火器连接有供气管路，所述供气管路与有源点火器间设置有第二阻火器，所述火炬点火器设置有高压发生器，所述火炬点火器旁路设置有长明灯。

进一步地，所述焚烧塔为采用碳钢钢板焊接成的圆筒形烟囱状结构，焚烧塔外表面设置有有机硅高温漆材制成的涂层，焚烧塔的内侧面设置有陶瓷纤维镀层，所述陶瓷纤维镀层的耐温性能大于1200℃，焚烧塔的下方回填有鹅卵石垫面，焚烧塔底面设置有多个支撑敦，所述支撑墩另一端与地面固定，焚烧塔通过支撑墩与底面存有间隙L，所述间隙L的范围为1.2~1.5m。

进一步地，所述焚烧塔外围加设有防风墙，所述防风墙呈回字形结构，防风墙设于焚烧塔外部，防风墙外切圆的直径大于焚烧塔的直径，防风墙的高度为2~3m。

进一步地，所述检测单元包括火焰探测器、压力变送器、流量变送器和可燃气体报警器；

所述压力变送器设置于所述主管道上，压力变送器用于检测尾气压力参数；

所述流量变送器设置于所述一级DN40排放燃烧管线上，流量变送器用于检测一级DN40排放燃烧管线内尾气流量；

所述火焰探测器分设于火炬点火器位置，火焰探测器用于检测火炬点火器作业状态；

所述可燃气体报警器设置于焚烧塔外侧，用于检测焚烧塔燃烧状况。

进一步地，所述执行单元包括多个电控气动碟阀和电动阀，多个所述电控气动碟阀分设于次级DN150排放燃烧管线上；

所述电动阀设置于供气管路。

进一步地，所述火焰探测器、压力变送器、流量变送器和可燃气体报警器均与PLC控制器的模拟输入端连接，所述多个电控气动碟阀和电动阀的线圈均与PLC控制器的数字输出端口连接；

所述PLC控制器的数字输入端设置有手动按钮。

进一步地，所述次级DN150排放燃烧管线设置有防回火管路，所述防回火管路设置于阻火器前端，防回火管路通过常开闸阀连接有氮气输送设备；

一个所述次级DN150排放燃烧管线上设置有爆破片，所述爆破片用于安全泄压。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型设置有燃烧机构，所述燃烧机构包括供气管道和多个燃烧器，所述供气管道与尾气排放管道连通，污泥裂解的尾气进入供气管道，由检测单元检测供气管道进出口气压及气流，当尾气排入量增加供气管道全负荷作业，结合多个燃烧器使尾气排入速度与燃烧速度匹配，避免燃烧不充分的问题。

2.本实用新型的燃烧器设置有火炬点火器，火炬点火器为燃烧器点火，避免低热值裂解尾气在火炬中难以燃烧的问题发生。

3.本实用新型的燃烧器的外围设置有焚烧塔，焚烧塔在作业时起到封闭火焰、阻隔辐射热、热传导和阻隔燃烧噪音的作用，同时焚烧塔将燃烧产物排向15米以上的高空扩散，避免燃烧废气对地面空气质量的影响，焚烧塔燃烧作业时采用自然配风方式，可使其底部产生足够负压，提高燃尽率。

附图说明

图1是本实用新型一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬的系统原理图；

图2是本实用新型一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬的电气连接图；

图3是本实用新型一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬的焚烧塔结构示意图。

附图标号：1为一级DN40排放燃烧管线，2为次级DN150排放燃烧管线，3为阻火器，4为常开闸阀，5为燃烧器，6为火炬点火器，7为供气管路，8为第二阻火器，9为高压发生器，10为防风墙，11为火焰探测器，12为压力变送器，13为流量变送器，14可燃气体报警器，15为电控气动蝶阀，16为电动阀，17为长明灯，18为手动按钮，19为爆破片，20为焚烧塔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

实施例1

本实用新型提出一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，如图1~3所示，包括尾烟排放管道，所述尾气排放管道连接有燃烧机构，所述燃烧机构包括供气管道和多个燃烧器5，所述供气管道与尾气排放管道连通，所述燃烧器5设置有火炬点火器6，所述燃烧器5的外围设置有焚烧塔20；

所述供气管道和燃烧器5与火炬点火器6连接有PLC控制模块，所述PLC控制模块包括PLC控制器、检测单元和执行单元，所述检测单元用于检测供气管道流量和压力参数、点火器6的燃烧状况以及燃烧器5燃烧状况，PLC控制器接收检测单元检测参，并根据检测单元检测参数通过执行单元控制燃烧机构和火炬点火器6工作状态。

本实用新型通过PLC控制模块对供气管道、燃烧器与火炬点火器采用PID控制，使污泥裂解尾气排放速度与燃烧速度自动匹配，从而最大程度避免燃烧不充分的问题，为上一级污泥烘干作业提供热能；同时通过火炬点火器避免因天气受潮或污泥裂解尾气内可燃气体浓度低造成燃烧不便的问题，最终燃烧作业在焚烧塔内完成，减少燃烧对周围环境造成的影响，提高了污泥裂解尾气处理过程的安全性和实用性。

实施例2

为使污泥裂解尾气充分燃烧，并方便处理分别对燃烧机构、火炬点火和焚烧塔进行优化，具体的：

所述供气管道包括主管道和与主管道连通的一级DN40排放燃烧管线1以及多路次级DN150排放燃烧管线2，所述一级DN40排放燃烧管线1与多路次级DN150排放燃烧管线2并列连接；

所述一级DN40排放燃烧管线1连接N个燃烧器5，N个所述燃烧器5之间并列连接，N个燃烧器5并列连接的一侧与一级DN40排放燃烧管线1之间设置有阻火器3，一级DN40排放燃烧管线1与主管道之间设置有常开闸阀4。

在本实施例中，所述次级DN150排放燃烧管线2一侧通过常开闸阀4连接主管路、另一侧连接燃烧器5，对应的多个所述燃烧器5并列连接，次级DN150排放燃烧管线2连接燃烧器5的数量如公式1所示：

A=N+C （1）；

其中，C为次级DN150排放燃烧管线2的排序号，C∈N+，N为一级DN40排放燃烧管线1连接燃烧器5的数量；

次级DN150排放燃烧管线2与主管道之间设置有常开闸阀4。

在本实施例中，设置两个次级DN150排放燃烧管线2，尾烟排放管道经主管道分为3路，三路在不同气压下分别作业，相较于设置一路通过调节阀口开度达到与燃烧器匹配的系统减少了自动阀门的开关频率，延长使用寿命，提高系统稳定性，所述燃烧器5呈旋流器状，便于空气与污泥裂解尾气混合，燃烧器5设置稳焰板，确保小流量时不回火，最大流量时不脱火。

每排燃烧器5之间设置有间距，并充分利用整个燃烧空间，以加强对空气的应用，燃烧器5的分级与间隔足以保证低烟燃烧所需的空气。

作为一种可实施方式，所述火炬点火器6包括有源点火器和无源点火器，所述有源点火器连接有供气管路7，所述供气管路7与有源点火器间设置有第二阻火器8，所述火炬点火器6设置有高压发生器9，所述火炬点火器6旁路设置有长明灯17。

在本实施例中，火炬点火器6采用雅葛布电梯放电原理打火，设置循环移动的面状电极，自洁能力强且无电蚀现象，高温工作部件采用耐高温合金钢310ss制成，具有耐酸、硫等腐蚀性气体腐蚀作用，火炬点火器6的电气绝缘部件采用石英玻璃制成，使其能够长期处于1200℃的温度作业，火炬点火器6设置有耐热护罩，电气部件均不裸露，有效的避免了因大雨、雪、结冰和污染使点火电源漏电失效的故障；

所述高压发生器9用于输出两路相位相反、相互隔离的高压电，可单路对地打火，具有点火保险功能，若火炬点火器6出现局部冰雪短路时，其输出电流自动增大，将造成短路的冰雪熔化，使火炬点火器6自动恢复正常。电路设置有输出短路、断路保护功能。

作为一种可实施方式，所述焚烧塔20为采用碳钢钢板焊接成的圆筒形烟囱状结构，焚烧塔20外表面设置有有机硅高温漆材制成的涂层，焚烧塔20的内侧面设置有陶瓷纤维镀层，所述陶瓷纤维镀层的耐温性能大于1200℃，焚烧塔20的下方回填有鹅卵石垫面，焚烧塔20底面设置有多个支撑敦，所述支撑墩另一端与地面固定，焚烧塔20通过支撑墩与底面存有间隙L，所述间隙L的范围为1.2~1.5m。

焚烧塔20可承受雨水、烟气的冲刷，同时有吸音降噪的作用；采用扩散式燃烧原理，烟囱状结构使焚烧塔20底部产生足够负压，向上直烧的方式及燃烧塔的高度有利于增强燃烧时产生的热流抽力，自然配风方式，提高燃尽率。

作为一种可实施方式，所述焚烧塔20外围加设有防风墙10，所述防风墙10呈回字形结构，防风墙10设于焚烧塔20外部，防风墙10外切圆的直径大于焚烧塔20的直径，防风墙10的高度为2~3m。

防风墙10能够进一步减少燃烧作业产生的热辐射，使外部热辐射低于 1.58kW/m2，同时防风墙10将作为空气自然引射的通道，空气从挡风墙上方进入，防止强风直接从焚烧塔20底部吹入内部影响燃烧器稳定燃烧。

作为一种可实施方式，所述次级DN150排放燃烧管线2设置有防回火管路，所述防回火管路设置于阻火器3前端，防回火管路通过常开闸阀4连接有氮气输送设备；

一个所述次级DN150排放燃烧管线2上设置有爆破片19，所述爆破片用于安全泄压。

实施例3

为实现污泥裂解气自动燃烧，对PLC控制模块进行优化具体的：

所述检测单元包括火焰探测器11、压力变送器12、流量变送器13和可燃气体报警器14；

所述压力变送器12设置于所述主管道上，压力变送器12用于检测尾气压力参数；

所述流量变送器13设置于所述一级DN40排放燃烧管线1上，流量变送器13用于检测一级DN40排放燃烧管线1内尾气流量；

所述火焰探测器11分设于火炬点火器6位置，火焰探测器11用于检测火炬点火器6作业状态；

所述可燃气体报警器14设置于焚烧塔20外侧，用于检测焚烧塔20燃烧状况。

作为一种可实施方式，所述执行单元包括多个电控气动碟阀15和电动阀16，多个所述电控气动碟阀15分设于次级DN150排放燃烧管线2上；

所述电动阀16设置于供气管路7。

作为一种可实施方式，所述火焰探测器11、压力变送器12、流量变送器13和可燃气体报警器14均与PLC控制器的模拟输入端连接，所述多个电控气动碟阀15和电动阀16的线圈均与PLC控制器的数字输出端口连接；

所述PLC控制器的数字输入端设置有手动按钮18。

在本实施例中，PLC控制器通过RS232串口通信连接有上位机。

结合上述实施例对污泥裂解气自动燃烧进行说明，如图1所示在本实施例中，所述设置两个次级DN150排放燃烧管线2，尾烟排放管道经主管道分为3路，其中火焰探测器11图中标号为A和B，压力变送器12图中标号为C，流量变送器13图中标号为D，可燃气体报警器14图中标号为E，对应两个次级DN150排放燃烧管线2的电控气动碟阀15图中标号分别为F2和F3，电动阀16图中标号为F1，另外天然气输送端图中标号为R，尾烟排放管道图中标号为WQ，氮气输送设备图中标号为N2；

自动作业时，C检测到有污泥裂解尾气进入主管道，正常准备状态下主管道上常开闸阀处于常开状态，污泥裂解尾气进入一级DN40排放燃烧管线1，经过D向燃烧器5方向流动，本实施例中N取1，一级DN40排放燃烧管线1连接1个燃烧器5，D检测到一级DN40排放燃烧管线1内有污泥裂解尾气，并传输至PLC控制器，PLC控制器使F1线圈通电，天然气输送至火炬点火器6位置，PLC控制器控制火炬点火器6的电极点火，火炬点火器6产生火焰，点燃燃烧器5输出污泥裂解尾气，此时PLC控制器控制火炬点火器6停止工作，在点燃燃烧器5的同时长明灯17被点燃，持续随燃烧器5工作，避免燃烧器5出现灭火现象；

C检测到污泥裂解尾气压力增大，PLC控制器根据检测值使F2和F3阀门打开，调整阀门开度实现与燃烧器相匹配，在本实施中，两个次级DN150排放燃烧管线2连接的燃烧器5数量分别是2个和3个，E检测焚烧塔20出口处排气，当PLC控制器检测焚烧塔20出口处排气含可燃气体时，结合C检测参数采用PID控制方式调节F2和F3的阀门开度，使污泥裂解尾气进气量与燃烧速度自动匹配。

手动按钮18用以检测火炬点火器6工作状态，按下手动按钮18火炬点火器6点火，A或B检测火炬点火器6是否点火成功，若点火失败PLC控制器通过上位机对工作人员报警。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (9)

1.一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，包括尾烟排放管道，其特征在于，所述尾气排放管道连接有燃烧机构，所述燃烧机构包括供气管道和多个燃烧器（5），所述供气管道与尾气排放管道连通，所述燃烧器（5）设置有火炬点火器（6），所述燃烧器（5）的外围设置有焚烧塔（20）；

所述供气管道和燃烧器（5）与火炬点火器（6）连接有PLC控制模块，所述PLC控制模块包括PLC控制器、检测单元和执行单元，所述检测单元用于检测供气管道流量和压力参数、火炬点火器（6）的燃烧状况以及燃烧器（5）燃烧状况，PLC控制器接收检测单元检测参数，并根据检测单元检测参数通过执行单元控制燃烧机构和火炬点火器（6）工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，其特征在于，所述供气管道包括主管道和与主管道连通的一级DN40排放燃烧管线（1）以及多路次级DN150排放燃烧管线（2），所述一级DN40排放燃烧管线（1）与多路次级DN150排放燃烧管线（2）并列连接；

所述一级DN40排放燃烧管线（1）和多路次级DN150排放燃烧管线（2）均连接多个燃烧器（5），多个所述燃烧器（5）之间并列连接，燃烧器（5）并列连接的一侧与一级DN40排放燃烧管线（1）和次级DN150排放燃烧管线（2）之间均设置有阻火器（3），一级DN40排放燃烧管线（1）和次级DN150排放燃烧管线（2）均与主管道之间设置有常开闸阀（4）。

3.根据权利要求2所述的一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，其特征在于，所述火炬点火器（6）包括有源点火器和无源点火器，所述有源点火器连接有供气管路（7），所述供气管路（7）与有源点火器间设置有第二阻火器（8），所述火炬点火器（6）设置有高压发生器（9），所述火炬点火器（6）旁路设置有长明灯（17）。

4.根据权利要求3所述的一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，其特征在于，所述焚烧塔（20）为采用碳钢钢板焊接成的圆筒形烟囱状结构，焚烧塔（20）外表面设置有有机硅高温漆材制成的涂层，焚烧塔（20）的内侧面设置有陶瓷纤维镀层，所述陶瓷纤维镀层的耐温性能大于1200℃，焚烧塔（20）的下方回填有鹅卵石垫面，焚烧塔（20）底面设置有多个支撑墩，所述支撑墩另一端与地面固定，焚烧塔（20）通过支撑墩与底面存有间隙L，所述间隙L的范围为1.2~1.5m。

5.根据权利要求4所述的一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，其特征在于，所述焚烧塔（20）外围加设有防风墙（10），所述防风墙（10）呈回字形结构，防风墙（10）设于焚烧塔（20）外部，防风墙（10）外切圆的直径大于焚烧塔（20）的直径，防风墙（10）的高度为2~3m。

6.根据权利要求5所述的一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，其特征在于，所述检测单元包括火焰探测器（11）、压力变送器（12）、流量变送器（13）和可燃气体报警器（14）；

所述压力变送器（12）设置于所述主管道上，压力变送器（12）用于检测尾气压力参数；

所述流量变送器（13）设置于所述一级DN40排放燃烧管线（1）上，流量变送器（13）用于检测一级DN40排放燃烧管线（1）内尾气流量；

所述火焰探测器（11）分设于火炬点火器（6）位置，火焰探测器（11）用于检测火炬点火器（6）作业状态；

所述可燃气体报警器（14）设置于焚烧塔（20）外侧，用于检测焚烧塔（20）燃烧状况。

7.根据权利要求6所述的一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，其特征在于，所述执行单元包括多个电控气动碟阀（15）和电动阀（16），多个所述电控气动碟阀（15）分设于次级DN150排放燃烧管线（2）上；

所述电动阀（16）设置于供气管路（7）。

8.根据权利要求7所述的一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，其特征在于，所述火焰探测器（11）、压力变送器（12）、流量变送器（13）和可燃气体报警器（14）均与PLC控制器的模拟输入端连接，所述多个电控气动碟阀（15）和电动阀（16）的线圈均与PLC控制器的数字输出端口连接；

所述PLC控制器的数字输入端设置有手动按钮（18）。

9.根据权利要求2所述的一种低热值污泥裂解尾气燃烧火炬，其特征在于，所述次级DN150排放燃烧管线（2）设置有防回火管路，所述防回火管路设置于阻火器（3）前端，防回火管路通过常开闸阀（4）连接有氮气输送设备；

一个所述次级DN150排放燃烧管线（2）上设置有爆破片（19），所述爆破片用于安全泄压。

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