CN219797220U - 一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置 - Google Patents

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黄敏
邓启刚
刘杰
苏虎
鲁佳易
杨章宁
王杜佳
许锦
胡光伟
刘兆川
聂立
许辉
莫春鸿
潘绍成
奚旭
邹军
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Abstract

本实用新型属于余热利用技术领域,特别涉及一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置。本实用新型包括废气焚烧炉,废气焚烧炉的烟气出口连接有烟气通道,烟气通道内依次设置有高温级过热器、高温级废气预热器、高温级空气预热器、低温级过热器、低温级废气预热器、低温级空气预热器、给水加热器;还包括废气通道,废气通道依次经过低温级废气预热器和高温级废气预热器后连接至废气焚烧炉的废气入口;还包括空气通道,空气通道依次经过低温级空气预热器和高温级空气预热器后引至废气焚烧炉的各用风点;还包括蒸汽通道,蒸汽通道依次经过低温级过热器和高温级过热器。本实用新型提供了一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置。

Description

一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置
技术领域
本实用新型属于余热利用技术领域,特别涉及一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置。
背景技术
近年来,伴随着我国经济的高速发展,石油、化工、建材、印染、生物制药等行业的发展也突飞猛进。这些行业中,尤其是化工行业的生产工序中会产生大量有机废气和废液,这些气体或液体中含有少量可燃成分或有害物质。如果将这些物质直接排放到环境中,不仅会造成能源浪费,还会破坏人类赖以生存的自然生态环境,危害人类的生命健康。目前,国内外有机废物的处理技术主要有活性炭吸附处理技术和燃烧处理技术。其中,活性炭吸附技术处理效果不佳,吸附能力衰竭较快,焚烧处理技术作为减量化、资源化和无害化处理最彻底的技术,得到了大规模的应用。
现有的化工废气焚烧处理方式,存在如下问题:
第一、通常化工废气热值较低,无法实现自持燃烧,废气直接进入焚烧炉焚烧处理,需要补充大量的辅助燃料,废气无害化处理成本较高。
第二、利用废气焚烧之后产生的高温烟气加热给水,产生的低压蒸汽或热水用于预热待处理废气,余热回收效率较低。
第三、废气焚烧炉后受热面布置较少,排烟温度较高,采用雾化器喷水的方式来降低排烟温度,造成资源的浪费。
第四、废气焚烧炉后布置受热面来加热待处理废气及工艺用空气,废气处理需要较高的燃烧温度,焚烧炉后直接布置受热面加热废气或空气,受热面需要采用较高等级的材质,成本较高。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的上述问题,本实用新型的目的在于提供一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置。
本实用新型所采用的技术方案为:
一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,包括废气焚烧炉,废气焚烧炉的烟气出口连接有烟气通道,烟气通道内依次设置有高温级过热器、高温级废气预热器、高温级空气预热器、低温级过热器、低温级废气预热器、低温级空气预热器,烟气通道的尾段还设置有给水加热器;还包括废气通道,废气通道依次经过低温级废气预热器和高温级废气预热器后连接至废气焚烧炉的废气入口;还包括空气通道,空气通道依次经过低温级空气预热器和高温级空气预热器后引至废气焚烧炉的各用风点;还包括蒸汽通道,蒸汽通道依次经过低温级过热器和高温级过热器。
本实用新型利用废气焚烧之后产生的高温烟气对待处理废气和燃烧用风进行预热,以最大限度减少辅助燃料用量,多余的热量还用于加热蒸汽和给水等介质,为化工设备提供所需的热源和汽源,在此过程中焚烧产生的高温烟气温度也得到有效地降低。余热回收过程中,根据烟温及各冷却介质进出口温度的要求,选择合理的受热面布置顺序和结构型式,减少高等级材料的用量,达到较低的排烟温度,实现能源的高效梯级利用,并最大限度减小设备占地。烟气温度被冷却至一定的温度后,经烟囱排放,辅助燃料耗量少,余热回收率高,占地面积小,成本较低,运行稳定可靠。
作为本实用新型的优选方案,所述废气通道内高温级废气预热器至少一侧设置有阻火器。被预热至预期温度的高温废气进入废气焚烧炉进行焚烧净化处理,废气通道上根据结构需要设置有阻火器,防止回火损坏换热器。
作为本实用新型的优选方案,所述空气通道内未经低温级空气预热器的常温风通过管道连接至烟气通道的高温级废气预热器的烟气入口侧。鼓风机出口部分未经预热的常温风可作为烟温调节用风,通过连接管送入烟气通道的高温级废气预热器的烟气入口侧,以降低高温级废气预热器入口烟温。运行中可通过该路风量的调整,控制高温级废气预热器出口的废气温度,避免其温度过高导致爆燃。
作为本实用新型的优选方案,所述高温级过热器为多级过热器,相邻高温级过热器之间通过管道连接。蒸汽首先被引入低温级过热器,工质在低温级过热器中加热之后,由连接管引至高温级过热器中加热,可根据需要在适当位置设置抽汽引出管路,为化工设备提供不同参数的汽源。两级高温级过热器之间通过喷水减温控制下级过热器出口汽温,以保护受热面安全,也确保出口蒸汽温度在设计范围内。
作为本实用新型的优选方案,所述蒸汽通道的汽源为外部引入的单相蒸汽或汽包产生的饱和蒸汽。
作为本实用新型的优选方案,所述低温级废气预热器的数量为至少两个。
作为本实用新型的优选方案,所述给水加热器的数量为至少三个。根据烟温及化工设备用水需求可设置多级给水加热器受热面加热多路给水,为化工园区其他设备提供不同参数的热源。
作为本实用新型的优选方案,所述给水加热器的受热面入口管道设置有旁路。给水加热器受热面入口管道设置有旁路,通过调节旁路流量,既可以控制烟气出口温度,又可确保受热面出口工质温度在期望的范围内。
作为本实用新型的优选方案,所述烟气通道内设置有烟气脱硝装置,烟气脱硝装置位于低温级过热器和低温级废气预热器之间。烟气脱硝装置将烟气中污染物排放浓度降低至环保标准允许的指标,最终排放合格的低温烟气由烟囱排入大气。
本实用新型的有益效果为:
本实用新型利用废气焚烧之后产生的高温烟气对待处理废气和燃烧用风进行预热,以最大限度减少辅助燃料用量,多余的热量还用于加热蒸汽和给水等介质,为化工设备提供所需的热源和汽源,在此过程中焚烧产生的高温烟气温度也得到有效地降低。余热回收过程中,根据烟温及各冷却介质进出口温度的要求,选择合理的受热面布置顺序和结构型式,减少高等级材料的用量,达到较低的排烟温度,实现能源的高效梯级利用,并最大限度减小设备占地。烟气温度被冷却至一定的温度后,经烟囱排放,辅助燃料耗量少,余热回收率高,占地面积小,成本较低,运行稳定可靠。
附图说明
图1是实施例1中本实用新型的结构示意图;
图2是实施例2中本实用新型的结构示意图;
图3是实施例3中本实用新型的结构示意图。
图中:1-废气焚烧炉;2-烟气通道;3-高温级过热器;4-高温级废气预热器;5-高温级空气预热器;6-低温级过热器;7-烟气脱硝装置;8-低温级废气预热器;9-低温级空气预热器;10-给水加热器;11-废气通道;12-空气通道;13-蒸汽通道;14-阻火器;15-鼓风机;16引风机。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1~图3所示,本实用新型的化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,包括废气焚烧炉1,废气焚烧炉1的烟气出口连接有烟气通道2,烟气通道2内依次设置有高温级过热器3、高温级废气预热器4、高温级空气预热器5、低温级过热器6、低温级废气预热器8、低温级空气预热器9,烟气通道2的尾段还设置有给水加热器10;还包括废气通道,废气通道依次经过低温级废气预热器8和高温级废气预热器4后连接至废气焚烧炉1的废气入口;还包括空气通道,空气通道12依次经过低温级空气预热器9和高温级空气预热器5后引至废气焚烧炉1的各用风点;还包括蒸汽通道,蒸汽通道依次经过低温级过热器6和高温级过热器3。
本实用新型利用废气焚烧之后产生的高温烟气对待处理废气和燃烧用风进行预热,以最大限度减少辅助燃料用量,多余的热量还用于加热蒸汽和给水等介质,为化工设备提供所需的热源和汽源,在此过程中焚烧产生的高温烟气温度也得到有效地降低。余热回收过程中,根据烟温及各冷却介质进出口温度的要求,选择合理的受热面布置顺序和结构型式,减少高等级材料的用量,达到较低的排烟温度,实现能源的高效梯级利用,并最大限度减小设备占地。烟气温度被冷却至一定的温度后,经烟囱排放,辅助燃料耗量少,余热回收率高,占地面积小,成本较低,运行稳定可靠。
更进一步,所述废气通道内高温级废气预热器4的前端和后端均设置有阻火器14。被预热至预期温度的高温废气进入废气焚烧炉1进行焚烧净化处理,废气通道上根据结构需要设置有阻火器14,防止回火损坏换热器。
更进一步,所述空气通道内未经低温级空气预热器9的常温风通过管道连接至烟气通道2的高温级废气预热器4的烟气入口侧。鼓风机出口部分未经预热的常温风可作为烟温调节用风,通过连接管送入烟气通道2的高温级废气预热器4的烟气入口侧,以降低高温级废气预热器4入口烟温。运行中可通过该路风量的调整,控制高温级废气预热器4出口的废气温度,避免其温度过高导致爆燃。调温风开孔位置、数量、形状不限,运行中可通过调节调温风量调节烟气温度。
其中,所述高温级过热器3为多级过热器,相邻高温级过热器3之间通过管道连接。蒸汽首先被引入低温级过热器6,工质在低温级过热器6中加热之后,由连接管引至高温级过热器3中加热,可根据需要在适当位置设置抽汽引出管路,为化工设备提供不同参数的汽源。两级高温级过热器3之间通过喷水减温控制下级过热器出口汽温,以保护受热面安全,也确保出口蒸汽温度在设计范围内。所述蒸汽通道的汽源为外部引入的单相蒸汽或汽包产生的饱和蒸汽。
所述低温级废气预热器8的数量为至少两个。
所述给水加热器10的数量为至少三个。根据烟温及化工设备用水需求可设置多级给水加热器10受热面加热多路给水,为化工园区其他设备提供不同参数的热源。
所述给水加热器10的受热面入口管道设置有旁路。给水加热器10受热面入口管道设置有旁路,通过调节旁路流量,既可以控制烟气出口温度,又可确保受热面出口工质温度在期望的范围内。
更进一步,所述烟气通道2内设置有烟气脱硝装置7,烟气脱硝装置7位于低温级过热器6和低温级废气预热器8之间。烟气脱硝装置7将烟气中污染物排放浓度降低至环保标准允许的指标,最终排放合格的低温烟气由烟囱排入大气。
需要说明的是,废气焚烧炉1和烟气通道2可根据需要各自采用钢板式烟道或由膜式壁组成的受热面围成。废气焚烧炉1和烟气通道2截面可以采用方形截面,也可采用圆形或其他形状截面。各级加热器(废气、空气、蒸汽、水等)的结构型式不受限制,可采用光管也可采用肋片管或其他强化换热管型。空气预热器及废气预热器可采用管式预热器,也可采用板式预热器或其他结构换热器型式。本实用新型可根据项目蒸汽、给水等冷却介质的实际需求,适当调整受热面顺序或增减受热面,达到项目所需参数。本实用新型可同步处理化工或其他工业废气及预处理(如雾化)后的废液等。
实施例1:
如图1所示,本实施例的化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,主要由废气焚烧炉1和余热回收装置两个部分组成。废气首先进入低温级废气预热器8中进行预热,被加热的废气通过废气连接通道引入高温级废气预热器4,被预热至预期温度的高温废气进入废气焚烧炉1进行焚烧净化处理。废气通道11上根据结构需要设置有阻火器14。
燃烧所需空气由鼓风机增压后,首先进入低温级空气预热器9进行预热,被加热的风通过热风道引入高温级空气预热器5。被预热之后的高温空气进入废气焚烧炉1,为辅助燃料及废气提供燃烧用风。鼓风机出口部分未经预热的常温风可作为烟温调节用风,通过连接管送入高温级废气预热器4入口烟道前端,以降低高温级废气预热器4入口烟温,运行中可通过该路风量的调整,控制高温级废气预热器4出口的废气温度,避免其温度过高导致爆燃。
余热回收装置中的汽水工质,根据需要设置有多路来源。蒸汽首先被引入低温级过热器6,工质在低温级过热器6中加热之后,由连接管引至高温级过热器3中加热。可根据需要在适当位置设置抽汽引出管路,为化工设备提供不同参数的汽源。高温级过热器3受热面根据温升情况可设置多级,两级之间通过喷水减温控制下级过热器出口汽温,以保护受热面安全,也确保出口蒸汽温度在设计范围内。汽源根据情况可采用外部引入的单相蒸汽或汽包产生的饱和蒸汽。根据烟温及化工设备用水需求可设置多级给水加热器10受热面加热多路给水,为化工园区其他设备提供不同参数的热源。给水加热器10受热面入口管道设置有旁路,通过调节旁路流量,既可以控制烟气出口温度,又可确保受热面出口工质温度在期望的范围内。
废气焚烧炉1出口的高温烟气直接进入烟气通道2,烟气通道2由一个上行的垂直烟道、一个下行的垂直烟道和一个水平流动的水平烟道三部分组成。沿烟气流程依次布置高温级过热器3、高温级废气预热器4、高温级空气预热器5、低温级过热器6、低温级废气预热器8、低温级空气预热器9、给水加热器10,其间,将烟气脱硝装置7布置在烟温合适的烟道内。烟气通道2出口,烟温降低至预期的温度,且污染物排放指标合格,烟气进入烟囱排入大气。余热回收装置出口可根据需要设置引风机。
本实施案例中,可根据项目蒸汽、给水等冷却介质的实际需求,适当调整受热面的顺序或增减受热面级数,达到实际所需要的参数。
实施例2:
如图2所示,实施例2的工艺流程与实施例1相同,仅烟道布置型式有所区别。本实施例与实施例1的区别在于:烟气通道2由一个上行的垂直烟道和两个水平流动的水平烟道组成。
实施例3:
如图3所示,实施例3的工艺流程与实施例1相同,仅烟道布置型式有所区别。本实施例与实施例1的区别在于:烟气通道2由一个上行的垂直烟道组成。
本实用新型不局限于上述可选实施方式,任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案,均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,其特征在于:包括废气焚烧炉(1),废气焚烧炉(1)的烟气出口连接有烟气通道(2),烟气通道(2)内依次设置有高温级过热器(3)、高温级废气预热器(4)、高温级空气预热器(5)、低温级过热器(6)、低温级废气预热器(8)、低温级空气预热器(9),烟气通道(2)的尾段还设置有给水加热器(10);还包括废气通道,废气通道依次经过低温级废气预热器(8)和高温级废气预热器(4)后连接至废气焚烧炉(1)的废气入口;还包括空气通道,空气通道(12)依次经过低温级空气预热器(9)和高温级空气预热器(5)后引至废气焚烧炉(1)的各用风点;还包括蒸汽通道,蒸汽通道依次经过低温级过热器(6)和高温级过热器(3)。
2.根据权利要求1所述的一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,其特征在于:所述废气通道内高温级废气预热器(4)至少一侧设置有阻火器(14)。
3.根据权利要求1所述的一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,其特征在于:所述空气通道内未经低温级空气预热器(9)的常温风通过管道连接至烟气通道(2)的高温级废气预热器(4)的烟气入口侧。
4.根据权利要求1所述的一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,其特征在于:所述高温级过热器(3)为多级过热器,相邻高温级过热器(3)之间通过管道连接。
5.根据权利要求1所述的一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,其特征在于:所述蒸汽通道的汽源为外部引入的单相蒸汽或汽包产生的饱和蒸汽。
6.根据权利要求1所述的一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,其特征在于:所述低温级废气预热器(8)的数量为至少两个。
7.根据权利要求1所述的一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,其特征在于:所述给水加热器(10)的数量为至少三个。
8.根据权利要求1所述的一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,其特征在于:所述给水加热器(10)的受热面入口管道设置有旁路。
9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种化工废气焚烧及余热梯级回收一体化装置,其特征在于:所述烟气通道(2)内设置有烟气脱硝装置(7)。
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