CN218993420U - 低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置及其设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置及其设备，上述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置包括火炬组件、进气机构及VOCs气流预热传输机构。火炬组件包括筒体及点火器，筒体形成有燃烧腔，点火器设置在筒体的表面，并且点火器的输出端与燃烧腔连通。进气机构包括VOCs气流进气组件和沼气进气组件，VOCs气流进气组件的进气端和沼气进气组件的进气端均与筒体连通。VOCs气流预热传输机构包括热交换管道及VOCs气流吸附传输组件，热交换管道穿设于筒体，且热交换管道的两端分别与VOCs气流进气组件的出气端及VOCs气流吸附件的进气端连通，VOCs气流吸附件的出气端与燃烧腔连通，VOCs气流吸附传输组件用于将预热后的VOCs气流吸附增浓后并传输至燃烧腔。

Description

低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置及其设备

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，特别是涉及一种低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置及其设备。

背景技术

VOCs种类繁多，通常含有C、H、O、N、P、S等元素。VOCs主要包括一些脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醛类、酮类、脂类等。大多数VOCs具有毒性、恶臭味、甚至存在致畸致癌可能，也是臭氧和光化学烟雾的重要前体。

VOCs产生后的末端控制办法，主要分为：物理法(冷凝、吸附、吸收、膜分离)、化学法(生物处理、热力燃烧、催化燃烧、低温等离子体)。目前应用最多的、工艺较成熟的处理方法是热力燃烧和催化燃烧(吸附、吸收末端仍需脱附燃烧)。这类方法缺点是直接燃烧法适合处理气体浓度高、热值高的VOCs，否则无法点燃；催化燃烧法需要根据VOCs种类来选择催化剂，且催化剂也非常昂贵。然而，工业生产中产生VOCs的情形，往往同时会产生含有机污染物的废水。利用厌氧微生物处理这类废水，会产生沼气。沼气的主要成分甲烷作为一种温室气体、易燃易爆气体，也需要经过末端处理，不能直接排放。用沼气火炬直接燃烧处理是一种常应用的方法，但燃烧产生的热能直接扩散到空气中，导致热能的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中低浓度VOCs无法直接燃烧且沼气燃烧热能的浪费的不足之处，提供一种避免沼气燃烧热能的浪费且低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置及其设备。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，包括：

火炬组件，所述火炬组件包括筒体及点火器，所述筒体形成有燃烧腔，所述点火器设置在所述筒体的表面，并且所述点火器的输出端与所述燃烧腔连通；

进气机构，所述进气机构包括VOCs气流进气组件和沼气进气组件，所述VOCs气流进气组件的进气端和沼气进气组件的进气端均与所述筒体连通；

VOCs气流预热传输机构，VOCs气流预热传输机构包括热交换管道及VOCs气流吸附传输组件，所述热交换管道穿设于所述筒体，且所述热交换管道的两端分别与所述VOCs气流进气组件的出气端及所述VOCs气流吸附件的进气端连通，所述VOCs气流吸附件的出气端与所述燃烧腔连通，所述VOCs气流吸附传输组件用于将预热后的VOCs气流吸附增浓后并传输至所述燃烧腔。

在其中一个实施例中，所述VOCs气流进气组件包括VOCs气流引风机和VOCs气流进气管道，所述VOCs气流引风机设置在所述VOCs气流进气管道上，所述VOCs气流进气管道的出气端与所述热交换管道的进气端连通，所述VOCs气流进气管道的进气端用于外接VOCs气源。

在其中一个实施例中，所述沼气进气组件包括增压风机、稳压罐、压力变送器、孔板沼气布流器及沼气进气管道，所述增压风机、所述稳压罐及所述压力变送器均设置在所述沼气进气管道上，所述孔板沼气布流器设置在所述燃烧腔内，且所述沼气进气管道的出气端与所述孔板沼气布流器连通。

在其中一个实施例中，所述热交换管道为蛇形热交换管道。

在其中一个实施例中，所述VOCs气流吸附传输组件包括第一VOCs气流吸附箱、VOCs气流传输管道及旋流VOCs气流布流器，所述VOCs气流传输管道的进气端与所述热交换管道的出气端连通，所述第一VOCs气流吸附箱设置在所述VOCs气流传输管道上，所述VOCs气流传输管道的出气端与所述旋流VOCs气流布流器连通，所述旋流VOCs气流布流器设置在所述燃烧腔，所述孔板沼气布流器与所述旋流VOCs气流布流器连通。

在其中一个实施例中，所述火炬组件还设有遮雨帽，所述遮雨帽套设于所述筒体上。

在其中一个实施例中，所述火炬组件还包括第一热电阻传感器和紫外火焰探测器，所述第一热电阻传感器和所述紫外火焰探测器均设置在所述筒体上；及/或，

所述筒体还设有观火视镜。

在其中一个实施例中，所述VOCs气流吸附传输组件还包括第二热电阻传感器和VOCs浓度检测仪，所述第二热电阻传感器和所述VOCs浓度检测仪均设置在所述第一VOCs气流吸附箱上。

在其中一个实施例中，还包括第一阻火器和第二阻火器，所述第一阻火器设置在所述VOCs气流传输管道，所述第二阻火器设置在所述沼气进气管道上；及/或，

所述VOCs气流吸附传输组件还设有第二VOCs气流吸附箱，所述第二VOCs气流吸附箱设置在所述VOCs气流传输管道上，所述VOCs气流进气管道分别与所述VOCs气流传输管道及所述第二VOCs气流吸附箱连通。

一种低浓度VOCs的内燃式沼气火炬设备，包括上述任一实施例所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本申请的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，首先通过在筒体上形成有燃烧腔，点火器设置筒体的表面上并与燃烧腔连通，且沼气进气组件与筒体连通，使得沼气能够在筒体内燃烧。其次通过设置热交换管道穿设于筒体内，且热交换管道与VOCs气流进气组件连通，使得沼气在燃烧释放的热能覆盖于热交换管道，以对热交换管道内的冷VOCs气流进行预热。再次设置VOCs气流吸附传输组件分别与热交换管道和燃烧腔连通，通过VOCs气流吸附传输组件将预热后的VOCs气流不断地吸附增浓变成高浓度、高热值的热VOCs气流，并将热VOCs气流传输至燃烧腔，且热VOCs气流内含有氧气，使得沼气能够燃烧以带动热VOCs气流直接燃烧，从而有效地解决低浓度VOCs无法直接燃烧的问题，同时能够合理地利用沼气燃烧的热能，避免造成热能的浪费，从而有效地节省能源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一实施例的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置的结构示意图；

图2为低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置的局部结构示意图；

图3为低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置的局部结构示意图；

图4为低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置的局部结构示意图；

图5为低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置的局部结构示意图

附图标记：低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置10；火炬组件100；筒体110；观火视镜1110；燃烧腔112；点火器120；遮雨帽130；第一热电阻传感器140；紫外火焰探测器150；进气机构200；VOCs气流进气组件210；VOCs气流引风机2110；VOCs气流进气管道2120；沼气进气组件220；增压风机2210；稳压罐2220；压力变送器2230；孔板沼气布流器2240；沼气进气管道2250；VOCs气流预热传输机构300；热交换管道310；VOCs气流吸附传输组件320；第一VOCs气流吸附箱3210；VOCs气流传输管道3220；旋流VOCs气流布流器3230；第二热电阻传感器3240；VOCs浓度检测仪3250；第二VOCs气流吸附箱3260；第一阻火器400；第二阻火器500。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为了更好地理解本申请的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置10，以下对低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置10作进一步的解释说明：

一实施方式的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置10包括火炬组件100、进气机构200及VOCs气流预热传输机构300。火炬组件100包括筒体110及点火器120，筒体110形成有燃烧腔112，点火器120设置在筒体110的表面，并且点火器120的输出端与燃烧腔112连通。进气机构200包括VOCs气流进气组件210和沼气进气组件220，VOCs气流进气组件210的进气端和沼气进气组件220的进气端均与筒体110连通。VOCs气流预热传输机构300包括热交换管道310及VOCs气流吸附传输组件320，热交换管道310穿设于筒体110，且热交换管道310的两端分别与VOCs气流进气组件的出气端及VOCs气流吸附件的进气端连通，VOCs气流吸附件的出气端与燃烧腔112连通，VOCs气流吸附传输组件320用于将预热后的VOCs气流吸附增浓后并传输至燃烧腔112。

在本实施例中，首先通过在筒体110上形成有燃烧腔112，点火器120设置筒体110的表面上并与燃烧腔112连通，且沼气进气组件220与筒体110连通，使得沼气能够在筒体110内燃烧。其次通过设置热交换管道310穿设于筒体110内，且热交换管道310与VOCs气流进气组件210连通，使得沼气在燃烧释放的热能覆盖于热交换管道310，以对热交换管道310内的冷VOCs气流进行预热。再次设置VOCs气流吸附传输组件320分别与热交换管道310和燃烧腔112连通，通过VOCs气流吸附传输组件320将预热后的VOCs气流不断地吸附增浓变成高浓度、高热值的热VOCs气流，并将热VOCs气流传输至燃烧腔112，且热VOCs气流内含有氧气，使得沼气能够燃烧以带动热VOCs气流直接燃烧，从而有效地解决低浓度VOCs无法直接燃烧的问题，同时能够合理地利用沼气燃烧的热能，避免造成热能的浪费，从而有效地节省能源。

还需要特别说明的是，本申请的低浓度VOCs指的是VOCs气体浓度含量范围在0mg/m³～10000mg/m³。

如图1和图2所示，在其中一个实施例中，VOCs气流进气组件210包括VOCs气流引风机2110和VOCs气流进气管道2120，VOCs气流引风机2110设置在VOCs气流进气管道2120上，VOCs气流进气管道2120的出气端与热交换管道310的进气端连通，VOCs气流进气管道2120的进气端用于外接VOCs气源。可以理解的是，通过VOCs气流引风机2110将VOCs气流引入VOCs气流进气管道2120并不断往热交换管道310输送。

如图1和图3所示，在其中一个实施例中，沼气进气组件220包括增压风机2210、稳压罐2220、压力变送器2230、孔板沼气布流器2240及沼气进气管道2250，增压风机2210、稳压罐2220及压力变送器2230均设置在沼气进气管道2250上，孔板沼气布流器2240设置在燃烧腔112内，且沼气进气管道2250的出气端与孔板沼气布流器2240连通。可以理解的是，通过压力变送器2230能够实时监控好沼气进气管道2250的压力变化，当沼气气压不稳定时，通过增压风机2210对稳压罐2220增压，沼气在稳压罐2220内稳定气压后在输送至孔板沼气布流器2240，孔板沼气布流器2240能够使沼气均匀喷出，保证了燃烧的稳定性。

如图1和图4所示，在其中一个实施例中，热交换管道310为蛇形热交换管道。可以理解的是，通过设置成蛇形热交换管道，使得热交换面积增大，从而使得VOCs气流的预热效果更佳。

如图1、图3和图5所示，在其中一个实施例中，VOCs气流吸附传输组件320包括第一VOCs气流吸附箱3210、VOCs气流传输管道3220及旋流VOCs气流布流器3230，VOCs气流传输管道3220的进气端与热交换管道310的出气端连通，第一VOCs气流吸附箱3210设置在VOCs气流传输管道3220上，VOCs气流传输管道3220的出气端与旋流VOCs气流布流器3230连通，旋流VOCs气流布流器3230设置在燃烧腔112，孔板沼气布流器2240与旋流VOCs气流布流器3230连通。可以理解的是，预热后的VOCs气流输送至第一VOCs气流吸附箱3210，由于第一VOCs气流吸附箱3210内含有结构化沸石，且结构化沸石在200℃以下能够吸附VOCs气流，使得预热后的VOCs气流不断吸附在结构化沸石上，此时的VOCs气流的浓度不断升高，温度也不断上升，当热交换管道310内VOCs气流加热温度到达200～400℃时，并输送至第一VOCs气流吸附箱3210，会使在结构化沸石被吸附增浓的热VOCs气流脱附，热VOCs气流进入旋流VOCs气流布流器3230，使得热VOCs气流在旋流上升过程中与沼气充分混合，为沼气提供氧气的同时热VOCs气流比冷的VOCs气流会更加充分的燃烧分解。

还需要说明的是，沼气浓度不足时，沼气需要重新增压并积蓄在稳压罐2220上，此时燃烧腔112是停止燃烧，且VOCs气流无法进行预热，即温度会降低至200℃以下，而此时第一VOCs气流吸附箱3210能够不断地吸附VOCs气流，使得第一VOCs气流吸附箱3210内VOCs浓度不断升高。待到沼气浓度充足时再通过点火器120进行点火燃烧，使得热交换管道310内的VOCs气流加热温度升高至200～400℃并传输至第一VOCs气流吸附箱3210，此时第一VOCs气流吸附箱3210内的VOCs气体得到预热并脱附传输至旋流VOCs气流布流器3230，使得热VOCs气流在旋流上升过程中与沼气充分混合，为沼气提供氧气的同时热VOCs气流比冷的VOCs气流会更加充分的燃烧分解，从而有效地处理沼气的同时还能够处理低浓度的VOCs气体。

如图1所示，在其中一个实施例中，火炬组件100还设有遮雨帽130，遮雨帽130套设于筒体110上。可以理解的是，这样能够保证燃烧的稳定性。

如图1所示，在其中一个实施例中，火炬组件100还包括第一热电阻传感器140和紫外火焰探测器150，第一热电阻传感器140和紫外火焰探测器150均设置在筒体110上；可以理解的是，这样能够实时监测筒体110的燃烧情况，以便于对燃烧情况进行掌控。及/或，在其中一个实施例中，筒体110还设有观火视镜1110。可以理解的是，这样能够实时监测筒体110的燃烧情况。

如图1和图5所示，在其中一个实施例中，VOCs气流吸附传输组件320还包括第二热电阻传感器3240和VOCs浓度检测仪3250，第二热电阻传感器3240和VOCs浓度检测仪3250均设置在第一VOCs气流吸附箱3210上。可以理解的是，热电阻传感器能够实时监控好热VOCs气流的温度情况，而VOCs浓度检测仪3250则是实时检测第一VOCs气流吸附箱3210内VOCs气流的VOCs浓度。

如图1、图3和图5所示，在其中一个实施例中，低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置10还包括第一阻火器400和第二阻火器500，第一阻火器400设置在VOCs气流传输管道3220，第二阻火器500设置在沼气进气管道2250上。可以理解的是，由于VOCs气流传输管道3220及沼气进气管道2250都连通于燃烧腔112，为了避免燃烧腔112内的燃烧波及至VOCs气流传输管道3220和沼气进气管道2250，因此在VOCs气流传输管道3220及沼气进气管道2250分别设置有第一阻火器400和第二阻火器500，从而保证低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置10的安全性。及/或，在其中一个实施例，VOCs气流吸附传输组件320还设有第二VOCs气流吸附箱3260，第二VOCs气流吸附箱3260设置在VOCs气流传输管道3220上，VOCs气流进气管道2120分别与VOCs气流传输管道3220及第二VOCs气流吸附箱3260连通。可以理解的是，第二VOCs气流吸附箱3260为备用吸附箱，当第一VOCs气流吸附箱3210出现故障需要维修更换时，才启用第二VOCs气流吸附箱3260，并通过第二VOCs气流吸附箱3260内的蜂窝活性炭将VOCs气体吸附住。

本申请还提供一种低浓度VOCs的内燃式沼气火炬设备，包括上述任一实施例所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置。

在本实施例中，首先通过在筒体上形成有燃烧腔，点火器设置筒体的表面上并与燃烧腔连通，且沼气进气组件与筒体连通，使得沼气能够在筒体内燃烧。其次通过设置热交换管道穿设于筒体内，且热交换管道与VOCs气流进气组件连通，使得沼气在燃烧释放的热能覆盖于热交换管道，以对热交换管道内的冷VOCs气流进行预热。再次设置VOCs气流吸附传输组件分别与热交换管道和燃烧腔连通，通过VOCs气流吸附传输组件将预热后的VOCs气流不断地吸附增浓变成高浓度、高热值的热VOCs气流，并将热VOCs气流传输至燃烧腔，且热VOCs气流内含有氧气，使得沼气能够燃烧以带动热VOCs气流直接燃烧，从而有效地解决低浓度VOCs无法直接燃烧的问题，同时能够合理地利用沼气燃烧的热能，避免造成热能的浪费，从而有效地节省能源。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本申请的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，首先通过在筒体上形成有燃烧腔，点火器设置筒体的表面上并与燃烧腔连通，且沼气进气组件与筒体连通，使得沼气能够在筒体内燃烧。其次通过设置热交换管道穿设于筒体内，且热交换管道与VOCs气流进气组件连通，使得沼气在燃烧释放的热能覆盖于热交换管道，以对热交换管道内的冷VOCs气流进行预热。再次设置VOCs气流吸附传输组件分别与热交换管道和燃烧腔连通，通过VOCs气流吸附传输组件将预热后的VOCs气流不断地吸附增浓变成高浓度、高热值的热VOCs气流，并将热VOCs气流传输至燃烧腔，且热VOCs气流内含有氧气，使得沼气能够燃烧以带动热VOCs气流直接燃烧，从而有效地解决低浓度VOCs无法直接燃烧的问题，同时能够合理地利用沼气燃烧的热能，避免造成热能的浪费，从而有效地节省能源。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，其特征在于，包括：

火炬组件，所述火炬组件包括筒体及点火器，所述筒体形成有燃烧腔，所述点火器设置在所述筒体的表面，并且所述点火器的输出端与所述燃烧腔连通；

进气机构，所述进气机构包括VOCs气流进气组件和沼气进气组件，所述VOCs气流进气组件的进气端和所述沼气进气组件的进气端均与所述筒体连通；

VOCs气流预热传输机构，VOCs气流预热传输机构包括热交换管道及VOCs气流吸附传输组件，所述热交换管道穿设于所述筒体，且所述热交换管道的两端分别与所述VOCs气流进气组件的出气端及所述VOCs气流吸附件的进气端连通，所述VOCs气流吸附件的出气端与所述燃烧腔连通，所述VOCs气流吸附传输组件用于将预热后的VOCs气流吸附增浓后并传输至所述燃烧腔。

2.根据权利要求1所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，其特征在于，所述VOCs气流进气组件包括VOCs气流引风机和VOCs气流进气管道，所述VOCs气流引风机设置在所述VOCs气流进气管道上，所述VOCs气流进气管道的出气端与所述热交换管道的进气端连通，所述VOCs气流进气管道的进气端用于外接VOCs气源。

3.根据权利要求2所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，其特征在于，所述沼气进气组件包括增压风机、稳压罐、压力变送器、孔板沼气布流器及沼气进气管道，所述增压风机、所述稳压罐及所述压力变送器均设置在所述沼气进气管道上，所述孔板沼气布流器设置在所述燃烧腔内，且所述沼气进气管道的出气端与所述孔板沼气布流器连通。

4.根据权利要求1所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，其特征在于，所述热交换管道为蛇形热交换管道。

5.根据权利要求3所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，其特征在于，所述VOCs气流吸附传输组件包括第一VOCs气流吸附箱、VOCs气流传输管道及旋流VOCs气流布流器，所述VOCs气流传输管道的进气端与所述热交换管道的出气端连通，所述第一VOCs气流吸附箱设置在所述VOCs气流传输管道上，所述VOCs气流传输管道的出气端与所述旋流VOCs气流布流器连通，所述旋流VOCs气流布流器设置在所述燃烧腔，所述孔板沼气布流器与所述旋流VOCs气流布流器连通。

6.根据权利要求1所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，其特征在于，所述火炬组件还设有遮雨帽，所述遮雨帽套设于所述筒体上。

7.根据权利要求1所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，其特征在于，所述火炬组件还包括第一热电阻传感器和紫外火焰探测器，所述第一热电阻传感器和所述紫外火焰探测器均设置在所述筒体上；及/或，

所述筒体还设有观火视镜。

8.根据权利要求5所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，其特征在于，所述VOCs气流吸附传输组件还包括第二热电阻传感器和VOCs浓度检测仪，所述第二热电阻传感器和所述VOCs浓度检测仪均设置在所述第一VOCs气流吸附箱上。

9.根据权利要求8所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置，其特征在于，还包括第一阻火器和第二阻火器，所述第一阻火器设置在所述VOCs气流传输管道，所述第二阻火器设置在所述沼气进气管道上；及/或，

所述VOCs气流吸附传输组件还设有第二VOCs气流吸附箱，所述第二VOCs气流吸附箱设置在所述VOCs气流传输管道上，所述VOCs气流进气管道分别与所述VOCs气流传输管道及所述第二VOCs气流吸附箱连通。

10.一种低浓度VOCs的内燃式沼气火炬设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的低浓度VOCs的内燃式沼气火炬装置。

Images