廢氣焚燒裝置的製作方法

2023-05-02 10:42:56 1

本實用新型涉及的是一種廢氣焚燒裝置，具體涉及一種針對有機廢氣無害化處理的焚燒裝置，屬於環保技術領域。

背景技術：

目前對於有機廢氣的無害化熱解處理，主要採用蓄熱式焚燒 (RTO)和催化焚燒(CO或RCO)。蓄熱式焚燒對所處理廢氣成分有大範圍的適用性，但該設備結構複雜、體型龐大、安裝周期長、造價昂貴。蓄熱焚燒爐是採用兩個或以上的蓄熱儲罐，儲罐內裝有蓄熱陶塊，通過輪流切換流徑蓄熱陶塊的氣流方向完成蓄熱和放熱過程，實現廢氣和煙氣之間的熱交換。但這種技術存在頻繁切換的閥門很容易損壞，加上蓄熱陶塊的風阻很大，需要採用大功率的風機驅動，造成風機運行的耗電量很大。

蓄熱式焚燒(RTO)設備存在設備投資大和運行費用高的問題，限制了這個技術在市場上的大面積推廣。

而催化焚燒所使用的催化劑對所處理容的廢氣成分有選擇性，略有不慎催化劑很容易中毒而失去作用。催化焚燒(CO)雖然不需要切換風向，但因爐膛內部沒有足夠的蓄熱體，當廢氣濃度變幅較大時熱解產生的熱量急劇變化容易使催化床的溫度波動很大而受損，催化焚燒爐不適合處理濃度較高的有機廢氣。蓄熱式催化焚燒(RCO)雖然有蓄熱陶塊穩定內部溫度，但其也因為內部氣流阻力大和需要切換風向而帶有RTO同樣的缺陷。

技術實現要素：

本實用新型為解決現有技術的不足，設計出一種集蓄熱、換熱、燃燒和冷卻功能於一體且不需要切換風向的廢氣焚燒裝置，大大減少了設備部件，提高了設備的穩定性和可靠性，降低了設備的製造成本和使用成本。

本實用新型廢氣焚燒裝置可以採取如下技術方案:

一種廢氣焚燒裝置，包括由爐膛、蓄熱管、加熱器、進風口、出風口和煙氣冷卻器組成；

所述的爐膛1內上部設有上密封端板，該上密封端板與爐膛的內壁圍成密封的空間內設有兩個或兩個以上的上部過風空間，各上部過風空間從左至右依次排列；其中在右邊與第M個上部過風空間相鄰的是第M+1個上部過風空間；

所述的爐膛1內下部設有下密封端板，該下密封端板與爐膛的內壁圍成密封的空間內設有兩個或兩個以上的下部過風空間，各下部過風空間從左至右依次排列；其中在右邊與第L個下部過風空間相鄰的是第L+1個下部過風空間；

上密封端板、下密封端板、爐膛的側壁之間圍成中部過風空間；最右端的上部過風空間或者下部過風空間與中部過風空間連通；

所述的上密封端板、下密封端板之間設有多根豎立的蓄熱管，所述的蓄熱管之間留有間隙；所述的蓄熱管兩端對應地穿過上密封端板、下密封端板，第M個上部過風空間通過相應的蓄熱管與第L個下部過風空間連通，第L個下部過風空間通過相應的蓄熱管與第M+1個上部過風空間相通，第M+1個上部過風空間通過相應的蓄熱管與第 L+1個下部過風空間相通；所述的爐膛在靠近最右端處設有加熱器3，在另一端設有進風口和出風口，進風口與最左端的上部過風空間連通，出風口與中部過風空間的左端連通；

所述的出風口與煙氣冷卻器連接。

M為自然數。

L為自然數。

本實用新型解決問題還可以進一步採取以下措施：

其中一個方式為：所述的爐膛呈長方體。

其中一個方式為：所述的爐膛周圍設有保溫層。

其中一個方式為：所述的蓄熱管可以是陶瓷管或金屬管。

其中一個方式為：所述的上密封端板為陶瓷板或耐高溫金屬板；所述的下密封端板為陶瓷板或耐高溫金屬板。

其中一個方式為：所述的加熱器可以是電熱器或燃燒機。

其中一個方式為：所述冷卻器設於第L個下部過風空間或第M+1 個上部過風空間。

其中一個方式為：所述的冷卻器11是水冷式盤管換熱器。

其中一個方式為：所述的煙氣冷卻器是板式換熱器或盤管換熱器。

其中一個方式為：第M個上部過風空間中有部分空間與第L個下部過風空間中的部分空間位置對應；第M+1個上部過風空間中有部分空間與第L個下部過風空間中的部分空間位置對應；第M+1個上部過風空間中有部分空間與第L+1個下部過風空間中的部分空間位置對應。

其中一個方式為：所述的爐膛設有可以打開的上蓋。

上述技術方案具有這樣的技術效果:

1、廢氣和煙氣通過蓄熱管壁換熱，使兩種氣體不會相互混合，更不需要像傳統的蓄熱焚燒爐這樣需要輪流切換廢氣和煙氣的流向完成蓄熱和放熱的熱交換過程。

2、爐膛內的蓄熱管具有良好的熱容量和導熱性，其良好的蓄熱性能可以快速吸收和釋放熱量減少爐膛溫度的劇烈波動。

3、蓄熱管可以承受很高的溫度，有機廢氣可以在蓄熱管內外引燃熱解而無損蓄熱管。

4、廢氣和煙氣流的流道風阻較少，可減少驅動風機耗電。

5、蓄熱管豎立設置比水平放置可以減少蓄熱管受自身重力下墜而受損。

6、大大簡化了設備結構，安裝更加方便。

附圖說明

圖1是實施例1的結構示意圖。

圖2是實施例2的進出風口模塊結構示意圖。

圖3是實施例2的蓄熱管模塊結構示意圖。

圖4是實施例2的加熱模塊結構示意圖。

圖5是實施例2的整體拼接結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型進行具體描述。

實施例1：如圖1所示，一種廢氣焚燒裝置，包括由爐膛1、蓄熱管2、加熱器3、進風口4、出風口5和煙氣冷卻器8組成，所述的爐膛1內上部設有上密封端板6，該上密封端板6與爐膛的內壁圍成密封的空間，該空間中設有第一隔板7，第一隔板7將該空間分成第一個上部過風空間600(相當於第M個上部過風空間，該處M＝1)、第二個上部過風空間601(相當於第M+1個上部過風空間，該處M＝1)。

所述的爐膛1內下部設有下密封端板61，該下密封端板61與爐膛的內壁圍成密封的空間，該空間中設有第二隔板，第二隔板71將該空間分成第一個下部過風空間700(相當於第L個下部過風空間, 該處L＝1)、第二個下部過風空間701(相當於第L+1個下部過風空間, 該處L＝1)。

上密封端板6、下密封端板61、爐膛的側壁之間圍成中部過風空間610；第二個下部過風空間與中部過風空間610連通。

所述的上密封端板6、下密封端板61之間設有多根豎立的蓄熱管2，所述的蓄熱管2之間留有間隙；所述的蓄熱管2兩端對應地穿過上密封端板、下密封端板，第一個上部過風空間600通過相應的蓄熱管與第一個下部過風空間700連通，第一個下部過風空間700通過相應的蓄熱管與第二個上部過風空間601相通，第二個上部過風空間 601通過相應的蓄熱管與第二個下部過風空間701相通；所述的爐膛 1在靠近第二個下部過風空間的那一端設有加熱器3，在另一端設有進風口4和出風口5，進風口4與第一個上部過風空間連通，出風口 5與中部過風空間的左端連通。

所述的出風口5與煙氣冷卻器8連接。

所述的爐膛1呈長方體。

所述的爐膛1周圍設有保溫層。

靠近爐膛左邊的蓄熱管2是金屬管，靠近爐膛右邊的蓄熱管2 是陶瓷管。

所述的下密封端板61可以是陶瓷板或者是耐高溫的金屬板。所述的上密封端板6可以是陶瓷板或者是耐高溫的金屬板。

所述的加熱器3是燃燒機。

所述的爐膛內設有冷卻器11。所述冷卻器11設於第L個下部過風空間或第M+1個上部過風空間。

水冷卻器11是水冷式盤管換熱器。

所述的出風口5與爐膛1外的煙氣冷卻器8連接。

所述的煙氣冷卻器8是板式換熱器或盤管換熱器。

第一個上部過風空間中有部分空間與第一個下部過風空間中的部分空間位置對應；第二個上部過風空間中有部分空間與第一個下部過風空間中的部分空間位置對應；第二個上部過風空間中有部分空間與第二個下部過風空間中的部分空間位置對應。

所述的進風口4與出風口5可以功能互換，即氣流方向可以順向或逆向流動。

工作原理：

實施例1(如圖1)：受風機驅動，有機廢氣從進風口4進入爐膛 1內蓄熱管2上方的首個封閉空間(第一個上部過風空間)，之後通過蓄熱管2往下流動，再進入蓄熱管2下方的另一個封閉空間(第一個下部過風空間)，廢氣再從後續的蓄熱管2向上流動，進入第二個上部過風空間，然後再通過相應的蓄熱管，流進第二個下部過風空間，這種流動方式使廢氣在蓄熱管2和封閉空間之間呈波浪式上下流動，氣體從蓄熱管2中流出，這時，流出的廢氣已經被高溫的蓄熱管2加熱，廢氣有害成分被熱力氧化分解，變成無害的高溫煙氣(該環節實現了燃燒功能)。高溫煙氣之後從蓄熱管2的外部(中部過風空間) 折返，折返的高溫煙氣在蓄熱管2之間的間隙穿行，這個過程高溫煙氣的熱量通過蓄熱管2壁傳遞給蓄熱管2內的廢氣(該環節實現了換熱功能)，之後從出風口5流入爐膛1外的板式換熱器，煙氣剩下的餘熱繼續對新風進行換熱，煙氣溫度進一步降低，新風吸收煙氣餘熱後變成熱風。爐膛1內大量的蓄熱管2由陶瓷或金屬材料構成，具有很好熱容量和導熱性，可以適應更大幅度的廢氣濃度變化範圍，可避免爐膛1溫度的劇烈變化，更容易對爐膛1溫度進行控制(該環節實現蓄熱功能)。

當廢氣濃度偏高造成爐膛溫度過高時，爐膛可以通過水冷卻器 11冷卻內部氣體給爐膛降溫(該環節實現降溫功能)。

設置於爐膛1內一端的加熱器3其作用是用於焚燒爐冷啟動時對蓄熱管2及爐膛1內壁的預熱，以保證有機廢氣有足夠高的溫度充分熱解。當有機廢氣達到一定濃度時其氧化分解所析出熱量，可維持在合理散熱量下熱解所需的熱能，但當有機廢氣濃度偏低時，需要加熱器3補充熱量。

在實際使用中進風口4與出風口5可以功能互換，即氣流的進出方向，氣流的進出方向的改變不會影響設備的性能。

根據設計需要，上部過風空間可以設置更多個，下部過風空間可以對應設置更多個。

所述的爐膛設有可以打開的上蓋。爐膛1的上蓋可以打開的設計，可以方便蓄熱管2的安裝、更換及檢修。

更一步改進為：M為自然數。L為自然數。M、L為可以變化自然數。

實施例2：如圖2、圖3、圖4、圖5：一種模塊化的廢氣焚燒裝置，整體結構與實施例一樣。爐膛及位於爐膛內的部件構成爐膛主體；爐膛主體分割成三部分模塊，包括進出風模塊(如圖2)、蓄熱模塊 (如圖3)和加熱模塊(如圖4)，出風模塊、蓄熱模塊和加熱模塊拼合後形成整個爐膛主體。進出風模塊設有進風口4與出風口5，結構為一面開口的方形腔體；蓄熱模塊結構為兩面開口的方形框體，其內部設有多根豎立設置的蓄熱管2；所述的加熱模塊結構為一面開口的方形腔體，其內部設有加熱器3，所述的進出風模塊2、多段的蓄熱模塊和加熱模塊連成一個內部貫通的整體，出風口5與煙氣冷卻器8 連接(如圖5)。

所述的蓄熱模塊為多個。

所述的蓄熱模塊內多根豎立設置的蓄熱管2之間留有間隙。

所述的蓄熱管2兩端設有露出管孔的上密封端板6、下密封端板61。

所述的蓄熱管2是陶瓷管或金屬管。

所述的上密封端板6為陶瓷板或耐高溫金屬板；所述的下密封端板61為陶瓷板或耐高溫金屬板。

所述的蓄熱管2與框體上方和下方之間留有過風空間。

所述的蓄熱模塊設有過風區間隔板7。

所述的蓄熱模塊過風區間設有水冷卻器11。

所述的水冷卻器11是水冷式盤管換熱器。

所述的腔體和框體設有保溫層。

所述的加熱器3是燃燒機。

所述的加熱模塊所在的腔體設有超溫熱風出口9及風閥10。

實施例2適用於處理大流量的有機廢氣，分段式的模塊化結構便於生產和運輸，模塊化組合設計便於在使用現場快速安裝。

增加蓄熱模塊的數量，就能實現大幅增加的煙氣和有機廢氣的換熱效率，廢氣在燃燒前吸收更多的煙氣餘熱，可以節約廢氣焚燒的助燃成本。

爐膛溫度控制：當廢氣濃度偏低造成爐膛溫度過低時，可以通過加熱器3補充熱量，當廢氣濃度偏高造成爐膛溫度過高時，正壓爐膛可通過超溫熱風出口9排出部分高溫熱風實現爐膛降溫，負壓爐膛可以通過冷卻器11冷卻內部氣體給爐膛溫度降溫。

煙氣冷卻器8的作業是將煙氣溫度進一步降溫，防止高溫煙氣對抽風機的損傷，另外，採用板式換熱器利用新風或採用盤管換熱器用水為煙氣降溫，可以將煙氣的廢熱轉換成清潔的熱風或熱水利用而實現節能。

爐膛內進程的氣體稱為有機廢氣或廢氣，返程的氣體稱為煙氣。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。