CN219149728U - 直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于环保/大气污染治理/工业废气治理技术领域，公开了直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置。包括壳体；壳体内从左到右依次顺序设置炉膛、还原剂喷射机构、一级换热器、催化剂腔、二级换热器、排放口；炉膛设置用于加热炉膛的炉膛加热器；还原剂喷射机构的顶部连接还原剂进口管道，一级换热器和二级换热器通过废气管道A连接；二级换热器的底部连接废气进入管道；一级换热器底部与炉膛之间通过废气管道B连接；还原剂喷射机构与一级换热器之间、一级换热器与催化剂腔之间、催化剂腔与二级换热器之间均设有间距；降低了装置的投资、占地面积以及运行费用，节能降耗减排。
Description
技术领域
本实用新型属于环保/大气污染治理/工业废气治理技术领域，本实用新型涉及一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置。
背景技术
传统的VOCs治理主要通过RTO、TO(直燃式氧化炉)等方式；NOx治理主要通过SNCR(选择性非催化还原)、SCR(选择性催化还原)等方式。现有同时处理VOCs和NOx的技术多为不同工艺的组合。RTO具有能量回收率高(≥95％)，运行能耗低，处理效果好(≥99％)等优势，但由于RTO运行过程中废气流向的频繁切换导致脱硝还原剂的添加位置并不理想，易出现脱硝效率不稳定以及氨逃逸问题。同时，RTO热量回收过程中，为适应SCR反应窗温度区间，也导致NOx与VOCs协同治理时，工艺路径较长，占地面积较大。TO具有处理VOCs适应性强，处理效率高(99％以上)的特点，但由于热回收效率偏低(60～70％)，通常只适用于废气浓度较高的工况。与脱硝系统的结合，工艺路径也较长，占地面积较大。
由此可见，优化NOx与VOCs协同减排路径，乃是未来大气环境治理设备发展的重点。
常见的直燃式氧化炉(TO炉)具有治理VOCs效率高的优势，但同时也具有热量回收率低、排气温度高等问题。当废气中存在含N有机物时，经TO炉高温燃烧，会生成NOx，导致出口氮氧化物超标。因此提高TO炉热回收效率、降低排气温度，在减少能源消耗的同时解决含N污染物排放问题的一体化装置十分必要。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置，本实用新型提供的装置利用炉膛喷中的还原剂实现SNCR装置的作用；利用一级换热器实现热能回收和出口温度达到SCR催化剂反应温度的双重作用；利用催化剂腔实现催化还原NOx的作用；利用二级换热器实现提高装置热回收效率的作用。实现了一个装置内同步氧化VOCs、SNCR+SCR联合脱硝及热能回收的多重效果。降低了装置的投资、占地面积以及运行费用，节能降耗减排。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置，包括壳体；壳体内从左到右依次顺序设置炉膛、还原剂喷射机构、一级换热器、催化剂腔、二级换热器、排放口；炉膛设置用于加热炉膛的炉膛加热器；还原剂喷射机构的顶部连接还原剂进口管道，一级换热器和二级换热器通过废气管道A连接；二级换热器的底部连接废气进入管道；一级换热器底部与炉膛之间通过废气管道B连接；还原剂喷射机构与一级换热器之间、一级换热器与催化剂腔之间、催化剂腔与二级换热器之间均设有间距；所述还原剂喷射机构为喷枪或竖直设置的格栅，所述格栅上设有若干个喷嘴。
进一步的，所述炉膛处设有温度传感器和温度表，且设置两组或三组。
进一步的，一级换热器与催化剂腔之间、催化剂腔与二级换热器之间、二级换热器与排放口之间均设有温度传感器和温度表。
进一步的，废气进入管道、排放口处均设有在线监测仪表。所述在线监测仪表不限制具体型号，实现氮氧化物浓度检测工作功能即可。
进一步的，所述废气进入管道、废气管道A、废气管道B上均设有温度传感器和温度变送器。
进一步的，催化剂腔内装填催化剂；所述催化剂为蜂窝型脱硝催化剂。
进一步的，还原剂进口管道上还设有泵；用于雾化还原剂；所述还原剂不限制型号，包括但不限于氨气、氨水、尿素溶液。
进一步的，所述一级换热器和二级换热器不限制任何型号，优选管式换热器。
进一步的，所述炉膛加热器不限制任何型号，炉膛加热器可以为电加热或燃气加热；实现其工作功能即可。
进一步的，所述装置还配设有控制系统；所述控制系统为PLC控制系统或DCS控制系统。
进一步的，所述温度传感器、温度表、温度变送器、风机、炉膛加热器、还原剂喷射机构、在线监测仪表分别与控制系统相连接。且均不在限制任一型号。实现其工作功能即可。
进一步的，炉膛的尺寸根据实际需求制作即可。
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：
本实用新型提供的一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置，实现了NOx与VOCs协同减排。装置充分利用了TO炉的特点，扬长补短，有机的整合各个模块，发挥各自的有利作用。为实现NOx与VOCs协同减排提供了非常有效且节能减排的装置。
本实用新型提供的装置利用炉膛喷中的还原剂实现SNCR装置的作用；利用一级换热器实现热能回收和出口温度达到SCR催化剂反应温度的双重作用；利用催化剂腔实现催化还原NOx的作用；利用二级换热器实现提高装置热回收效率的作用。实现了一个装置内同步氧化VOCs、SNCR+SCR联合脱硝及热能回收的多重效果。降低了装置的投资、占地面积以及运行费用，节能降耗减排。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
图1是本实用新型直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置示意图。
图中1.废气进入管道，2.二级换热器，3.废气管道A，4.一级换热器，5.废气管道B，6.炉膛，7.炉膛加热器，8.还原剂喷射机构，9.催化剂腔，10.壳体。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本实用新型进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。实施例中与控制系统连接的温度传感器、温度表、温度变送器、风机、炉膛加热器、还原剂喷射机构、在线监测仪表均不限制任一型号，实现其工作功能即可。
实施例1
一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置，如图1所示，包括壳体10；壳体10内从左到右依次顺序设置炉膛6、还原剂喷射机构8、一级换热器4、催化剂腔9、二级换热器2、排放口；炉膛6设置用于加热炉膛6的炉膛加热器7；还原剂喷射机构8的顶部连接还原剂进口管道，一级换热器4和二级换热器2通过废气管道A3连接；二级换热器2的底部连接废气进入管道1；一级换热器4与炉膛6之间通过废气管道B 5连接；还原剂喷射机构8与一级换热器4之间、一级换热器4与催化剂腔9之间、催化剂腔9与二级换热器2之间均设有间距；所述还原剂喷射机构8为喷枪或竖直设置的格栅，所述格栅上设有若干个喷嘴。若为喷枪则按实际需要设置喷枪个数，喷枪通过法兰固定在壳体10上。
所述炉膛6处设有温度传感器和温度表，且设置两组或三组。
一级换热器4与催化剂腔9之间、催化剂腔9与二级换热器2之间、二级换热器2与排放口之间均设有温度传感器和温度表。
废气进入管道1、排放口处均设有在线监测仪表。所述在线监测仪表不限制具体型号，实现氮氧化物浓度检测工作功能即可。
所述废气进入管道1、废气管道A3、废气管道B 5上均设有温度传感器和温度变送器。
所述催化剂腔内装填催化剂；所述催化剂为蜂窝型脱硝催化剂。
还原剂进口管道上还设有泵；用于雾化还原剂；所述还原剂不限制型号，包括但不限于氨气、氨水、尿素溶液。
所述一级换热器4和二级换热器2不限制任何型号，优选管式换热器。
所述炉膛加热器7不限制任何型号，炉膛加热器7可以为电加热或燃气加热；实现其工作功能即可。
所述装置还配设有控制系统；所述控制系统为PLC控制系统或DCS控制系统。
所述温度传感器、温度表、温度变送器、风机、炉膛加热器7、还原剂喷射机构8、在线监测仪表分别与控制系统相连接。且均不在限制任一型号。实现其工作功能即可。
装置使用时：有机废气首先通过废气进入通道1进入二级换热器2；有机废气通过废气管道A3进入一级换热器中4，利用回收的热量加热废气，减少炉膛加热器7能源的消耗，加热后的有机废气通过废气管道B 5进入炉膛6，炉膛6内设定运行温度850℃以上。控制系统调节炉膛加热器7的热量补充，维持炉膛6的设定温度。VOCs在炉膛6内停留、氧化分解放热。在炉膛6末端设置脱硝还原剂喷射机构8，在炉膛6设定温度下，还原剂与NOx发生反应，反应效率约为30～40％，实现一级脱硝。一级脱硝后排气进入一级换热器4，一级换热器4热量回收率～60％。经一级换热器4的排气温度为340℃(通过工况按需计算即可满足)，此温度为SCR脱硝非常理想的反应温度。废气经脱硝催化剂腔9与脱硝还原剂喷射机构8喷入的还原剂充分反应，生成N2和H2O。实现深度脱硝的作用。脱硝催化剂腔9的处理效率根据项目含氮有机物的浓度和当地排放标准可调，实现稳定达标排放。经脱硝催化剂腔9处理后的净气通过二级换热器2回收热量，热量回收效率60％～70％。排气温度102～136℃。净气达标排放。
装置应用后，可实现总装置占地面积减小20～30％，TO热量回收效率提高20～30％。同步脱硝效率80～95％。设备投资降低5％～10％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置，其特征是，包括壳体(10)；壳体(10)内从左到右依次顺序设置炉膛(6)、还原剂喷射机构(8)、一级换热器(4)、催化剂腔(9)、二级换热器(2)、排放口；炉膛(6)设置用于加热炉膛(6)的炉膛加热器(7)；还原剂喷射机构(8)的顶部连接还原剂进口管道，一级换热器(4)和二级换热器(2)通过废气管道A(3)连接；二级换热器(2)的底部连接废气进入管道(1)；一级换热器(4)底部与炉膛(6)之间通过废气管道B(5)连接；还原剂喷射机构(8)与一级换热器(4)之间、一级换热器(4)与催化剂腔(9)之间、催化剂腔(9)与二级换热器(2)之间均设有间距；所述还原剂喷射机构(8)为喷枪或竖直设置的格栅；所述格栅上设有若干个喷嘴。
2.如权利要求1所述的一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置，其特征是，所述炉膛(6)处设有温度传感器和温度表。
3.如权利要求2所述的一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置，其特征是，一级换热器(4)与催化剂腔(9)之间、催化剂腔(9)与二级换热器(2)之间、二级换热器(2)与排放口之间均设有温度传感器和温度表。
4.如权利要求3所述的一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置，其特征是，废气进入管道(1)、排放口处均设有在线监测仪表。
5.如权利要求4所述的一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置，其特征是，所述废气进入管道(1)、废气管道A(3)、废气管道B(5)上均设有温度传感器和温度变送器。
6.如权利要求5所述的一种直燃式氧化炉治理VOCs协同脱硝一体化装置，其特征是，还原剂进口管道上还设有泵。
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