CN106838941A - 方便节能型废气焚烧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种方便节能型废气焚烧装置，包括由燃烧室、管式换热器、导热油换热器、低温烟气换热室；所述的燃烧室、管式换热器、导热油换热器、低温烟气换热室从右到左依序排列；所述的燃烧室设有燃烧机；所述的低温烟气换热室包括第一板式换热器、第二板式换热器。本发明可以通过切换风道阀门实现将烟气余热只通过导热油输出或只通过热风输出或导热油和热风两种方式同时输出的功能。本装置可以调节热风和导热油的输出比例，当远近不一的用热设备用热负载产生变化时可以相应作出调整。热风和导热油的相互结合的装置具有更高的性价比。
Description
技术领域
本发明涉及一种焚烧装置，具体涉及一种针对VOCs气体的焚烧和余热利用装置，属于环保和节能技术领域。
背景技术
大气污染中，VOCs排放占了相当大的比例，对于VOCs排放的治理，热力分解是当前公认为最彻底的解决方案，在热力分解过程中VOCs通过自身燃烧或者利用天然气助燃，都会伴随有大量的热量产生，充分利用这些热量可以带来可观的节能效益。
现时最普遍采用蓄热式焚烧(RTO)和催化焚烧(CO或RCO)，上述技术的重心只是考虑废气焚烧等主要涉及环保方面的问题，而对于如何充分且方便地利用焚烧所产生的废热就没有太多的考虑，造成废热利用很不方便。现时在废气焚烧余热利用上有采用空气、导热油、水或蒸汽作为传热介质，由于水的加热温度达到100℃时出现沸腾产生压力，不能做高温余热的传送介质，而蒸汽输送属于压力设备投资较大，所以水和蒸汽不是理想的传送介质。而热风是最简单高效的方式，对于直接采用热风作为热源的设备(如烘干设备)无疑是最好的选择，但热空气的输送受管道阻力较大而不适合远距离输送。导热油可以承受250℃以上的高温并且可以远距离输送，但对于使用热风的设备来说，因导热油需要通过两次换热才能产生热风，换热效率偏低，所以，现有技术对于将废热输送到远近不一的用热设备上，单纯的热风输送和单纯的导热油输送都分别存在输送和换热效率的问题，而且，当远近不一的用热设备用热负载产生变化时更难应付。
发明内容
本发明为解决现有技术的不足，设计出一种将废气焚烧所产生的热量可分别转化成高温导热油和清洁热风且两者的比例可以灵活调节的方便节能型废气焚烧装置，对于余热的利用更加方便和充分，大幅提高了节能效益。
本发明方便节能型废气焚烧装置可以采取如下技术方案:
方便节能型废气焚烧装置，包括由燃烧室、管式换热器、导热油换热器、低温烟气换热室；所述的燃烧室、管式换热器、导热油换热器、低温烟气换热室从右到左依序排列；所述的燃烧室设有燃烧机；所述的低温烟气换热室包括第一板式换热器、第二板式换热器；
管式换热器的出口与燃烧室的连通，管式换热器的回风入口与燃烧室连通；管式换热器的回风出口与导热油换热器的入口连通，导热油换热器的出口与第一、第二板式换热器的第一气路的入气口连通；管式换热器的入口与第一板式换热器的第二气路的出气口连通。
本发明解决问题还可以进一步采取以下措施：
其中一个方式为：管式换热器包括管式换热组件，管式换热组件包括室体，室体中设有水平放置的第一密封端板、第二密封端板，第一密封端板、第二密封端板将室体内部分成三个空间，三个空间分别为进风空间、出风空间、中部回风空间，中部回风空间位于进风空间、出风空间之间，中部回风空间内设有多条竖直放置的蓄热管，各蓄热管的两端对应穿过第一密封端板、第二密封端板；进风空间、出风空间通过所述的蓄热管连通；
管式换热器的出口设于出风空间处；管式换热器的入口设于进风空间处；管式换热器的回风入口设于中部回风空间右端，管式换热器的回风出口设于中部回风空间左端。
其中一个方式为：管式换热器包括管式换热组件，管式换热组件包括室体，室体中设有水平放置的第一密封端板、第二密封端板，第一密封端板、第二密封端板将膛体内部分成三个空间，三个空间分别为进风空间、出风空间、中部回风空间，中部回风空间位于进风空间、出风空间之间，中部回风空间内设有多条竖直放置的蓄热管，各蓄热管的两端对应穿过第一密封端板、第二密封端板；进风空间、出风空间通过所述的蓄热管连通；
所述的管式换热器包括2个或2个以上管式换热组件；各管式换热组件按次序从左到右排列，相邻管式换热组件的出风空间与对应相邻管式换热组件的进风空间连通；相邻管式换热组件的中部回风空间相通；相邻两个管式换热组件中，左边的管式换热组件的进风空间与右边的管式换热组件的出风空间之间设有隔板相隔。
管式换热器的出口设于最右端的管式换热组件的出风空间处；管式换热器的入口设于最左端的管式换热组件的进风空间处；管式换热器的回风入口设于最右端的管式换热组件的中部回风空间右端，管式换热器的回风出口设于最左端的管式换热组件的中部回风空间左端。
其中一个方式为：所述的蓄热管由竖立的陶瓷管或耐高温金属管制成。
其中一个方式为：所述的导热油换热器为盘管式换热器。
其中一个方式为：所述的导热油换热器外部循环管路连接有冷却器。
其中一个方式为：第一板式换热器的第二气路的入气口接入VOCs气体；第二板式换热器的第二气路的入气口接入新风。
其中一个方式为：第二板式换热器的第一气路的出气口连接风阀。
其中一个方式为：其壳体设有隔热层。
上述技术方案具有这样的技术效果:
1、通过分段吸收烟气余热，可以将中温段(250-400℃)的烟气余热通过导热油吸收利用，将低温段(250℃以下)的烟气余热跟VOCs废气和新风预热，上述结构可以通过切换风道阀门实现将烟气余热只通过导热油输出或只通过热风输出或导热油和热风两种方式同时输出的功能。对于短距离的用热设备可以采用热风输送，这样可以实现高效的余热利用，而且热能设施投资更少，而对于远距离的用热设备则采用导热油输送，由于本装置可以调节热风和导热油的输出比例，当远近不一的用热设备用热负载产生变化时可以相应作出调整。热风和导热油的相互结合的装置具有更高的性价比。
2、本发明管式换热器可以由管式换热组件拼合、拼装而成，或按需求增加管式换热组件数量进而增强换热器的效能。管式换热组件结构简单，运输方便，这样管式换热器结构可适应大小不同的工程需求，适应性强。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图。
图2是实施例1的管式换热组件结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体描述。
实施例1：如图1、图2所示，一种方便节能型废气焚烧装置，包括由燃烧室1、管式换热器2、导热油换热器3、低温烟气换热室4；所述的燃烧室1、管式换热器2、导热油换热器3、低温烟气换热室4从右到左依序排列；所述的燃烧室1设有燃烧机11；所述的低温烟气换热室4由第一板式换热器41、第二板式换热器42组成。
第一板式换热器41、第二板式换热器42为常规的板式换热器。
管式换热器2的出口与燃烧室1的连通，管式换热器2的回风入口与燃烧室1连通；管式换热器2的回风出口与导热油换热器3的入口连通，导热油换热器3的出口与第一板式换热器的第一气路71、第二板式换热器的第一气路72的入气口连通；管式换热器2的入口与第一板式换热器41的第二气路的出气口连通。
管式换热器2包括管式换热组件200，管式换热组件200包括室体205，室体205中设有水平放置的第一密封端板201、第二密封端板202，第一密封端板201、第二密封端板202将室体内部分成三个空间，三个空间分别为进风空间206、出风空间207、中部回风空间208，中部回风空间208位于进风空间206、出风空间207之间，中部回风空间208内设有多条竖直放置的蓄热管203，各蓄热管203的两端对应穿过第一密封端板201、第二密封端板202；进风空间206、出风空间207通过所述的蓄热管203连通。
本例所述的管式换热器包括3个管式换热组件；各管式换热组件200按次序从左到右排列，相邻管式换热组件200的出风空间与对应相邻管式换热组件的进风空间连通(本例中出风空间与进风空间是差不多的空间结构，为了实现进风功能或出风功能可以根据需要设定空间结构的功能)；相邻管式换热组件的中部回风空间相通。相邻两个管式换热组件中，左边的管式换热组件的进风空间与右边的管式换热组件的出风空间之间设有隔板8相隔。
管式换热器的出口设于最右端的管式换热组件的出风空间处；管式换热器的入口设于最左端的管式换热组件的进风空间处；管式换热器的回风入口设于最右端的管式换热组件的中部回风空间右端，管式换热器的回风出口设于最左端的管式换热组件的中部回风空间左端。
一个改进为：所述的蓄热管由竖立的陶瓷管或耐高温金属管制成。
一个改进为：所述的导热油换热器3为盘管式换热器，盘管式换热器为常规的。
一个改进为：所述的导热油换热器3外部循环管路连接有冷却器33。
一个改进为：第一板式换热器的第二气路的入气口接入VOCs气体；第二板式换热器的第二气路的入气口接入新风。
一个改进为：第二板式换热器的第一气路的出气口连接风阀43。
一个改进为：方便节能型废气焚烧装置其壳体设有隔热层。
工作原理：
实施例1(如图)：受抽风机5驱动，VOCs气体6从依序通过第一板式换热器41的第二气路和管式换热器2，进入燃烧室1后热解成为高温烟气7，烟气7再依序通过管式换热器2和导热油换热器3后，然后可以分两路分别进入低温烟气换热室4内的第一板式换热器41和第二板式换热器42(热风输出或热风加导热油输出方式)或者关闭阀门43后只通过板式换热器41(导热油输出方式)，最后通过抽风机5排出烟气。
通常VOCs气体6的热解温度在600℃以上，而烟气7排放温度最理想控制在100℃以下，根据本装置各个区域的温度分布情况，基于板式换热器的换热效率优于管式换热器，所以将板式换热器设置于低温和低温差区域，而将管式换热器设置于高温且高温差的换热区域，这样可以充分发挥这两种不同气气换热器的性能。VOCs气体6在燃烧室1焚烧后，高温烟气7先通过管式换热器2与进入的VOCs气体6换热，这样可以节约VOCs焚烧所需要的助燃天然气，离开管式换热器2之后的烟气7从原来的600℃以上会下降到400℃左右，而400℃左右的烟气7可以利用导热油换热器3将导热油加热至200-250℃的合适温度输出给用热设备使用，离开导热油换热器3的烟气温度继续下降至250℃以下，之后再通过高效的第一板式换热器41或第一板式换热器41、第一板式换热器42同时作用将烟气余热继续吸收。
余热利用通过单独导热油输出方式：将风阀43关闭，第二板式换热器42不参与工作，让烟气只进入第一板式换热器41的第一气路71，只有第一气路第一板式换热器41的71内的烟气段与刚进入的第一板式换热器41的第二气路的VOCs气体6换热，提升待燃烧VOCs气体6的基础温度，以节约助燃成本。在采用单独采用导热油输出方式时，可以通过冷却器33将循环的导热油温度控制在合适使用的温度范围内。
余热利用通过单独热风输出方式：将风阀43打开，让烟气7分成两路烟气分别进入第一板式换热器41的第一气路71和第二板式换热器41的第一气路72，第一气路71内烟气段与第一板式换热器41的第二气路刚进入的VOCs气体6换热，提升待燃烧VOCs气体的基础温度，以节约助燃成本，第二板式换热器42内的第一气路72内烟气与第二板式换热器的第二气路内的新风421换热，获取清洁热风给用热设备使用，第二气路内的新风421变成热风排出。在采用单独热风输出方式时，可以将导热油换热器2内的导热油排空或者通过冷却器33将循环的导热油温度控制在导热油能承受的温度范围内，防止温度过高导致导热油变质。
余热利用通过导热油和热风同时输出方式：将风阀43调节至合适的开合比例，让烟气7分成两路烟气分别进入第一板式换热器41和第二板式换热器42，第一板式换热器41内第一气路71内烟气段与第一板式换热器41内第二气路刚进入的VOCs气体6换热，提升待燃烧VOCs气体6的基础温度，以节约助燃成本，第二板式换热器42内的第一气路72内烟气与新风421换热，获取清洁热风给用热设备使用，同时通过导热油循环***将导热油从进口31进入，从出口32输出，并通过冷却器33控制油温过高，调节风阀43的开合度可以控制热风的输出量。
实施例2：管式换热器2包括一个管式换热组件200。
管式换热组件包括室体205，室体205中设有水平放置的第一密封端板201、第二密封端板202，第一密封端板201、第二密封端板202将室体内部分成三个空间，三个空间分别为进风空间206、出风空间207、中部回风空间208，中部回风空间208位于进风空间206、出风空间207之间，中部回风空间208内设有多条竖直放置的蓄热管203，各蓄热管203的两端对应穿过第一密封端板201、第二密封端板202；进风空间206、出风空间207通过所述的蓄热管203连通。
管式换热器的出口设于出风空间207处；管式换热器的入口设于进风空间处；管式换热器的回风入口设于中部回风空间208右端，管式换热器的回风出口设于中部回风空间208左端。
一个改进的方式为：管式换热组件的室体205中设有竖直放置的第一密封端板201、第二密封端板202，管式换热组件的进风空间、回风空间、出风空间可以呈左、中、右设置。其它同上述实施例。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种方便节能型废气焚烧装置，其特征是：包括由燃烧室、管式换热器、导热油换热器、低温烟气换热室；所述的燃烧室、管式换热器、导热油换热器、低温烟气换热室从右到左依序排列；所述的燃烧室设有燃烧机；所述的低温烟气换热室包括第一板式换热器、第二板式换热器；
管式换热器的出口与燃烧室的连通，管式换热器的回风入口与燃烧室连通；管式换热器的回风出口与导热油换热器的入口连通，导热油换热器的出口与第一、第二板式换热器的第一气路的入气口连通；管式换热器的入口与第一板式换热器的第二气路的出气口连通。
2.根据权利要求1所述的方便节能型废气焚烧装置，其特征是：
管式换热器包括管式换热组件，管式换热组件包括室体，室体中设有水平放置的第一密封端板、第二密封端板，第一密封端板、第二密封端板将室体内部分成三个空间，三个空间分别为进风空间、出风空间、中部回风空间，中部回风空间位于进风空间、出风空间之间，中部回风空间内设有多条竖直放置的蓄热管，各蓄热管的两端对应穿过第一密封端板、第二密封端板；进风空间、出风空间通过所述的蓄热管连通；
管式换热器的出口设于出风空间处；管式换热器的入口设于进风空间处；管式换热器的回风入口设于中部回风空间右端，管式换热器的回风出口设于中部回风空间左端。
3.根据权利要求1所述的方便节能型废气焚烧装置，其特征是：
管式换热器包括管式换热组件，管式换热组件包括室体，室体中设有水平放置的第一密封端板、第二密封端板，第一密封端板、第二密封端板将膛体内部分成三个空间，三个空间分别为进风空间、出风空间、中部回风空间，中部回风空间位于进风空间、出风空间之间，中部回风空间内设有多条竖直放置的蓄热管，各蓄热管的两端对应穿过第一密封端板、第二密封端板；进风空间、出风空间通过所述的蓄热管连通；
所述的管式换热器包括2个或2个以上管式换热组件；各管式换热组件按次序从左到右排列，相邻管式换热组件的出风空间与对应相邻管式换热组件的进风空间连通；相邻管式换热组件的中部回风空间相通；相邻两个管式换热组件中，左边的管式换热组件的进风空间与右边的管式换热组件的出风空间之间设有隔板相隔；
管式换热器的出口设于最右端的管式换热组件的出风空间处；管式换热器的入口设于最左端的管式换热组件的进风空间处；管式换热器的回风入口设于最右端的管式换热组件的中部回风空间右端，管式换热器的回风出口设于最左端的管式换热组件的中部回风空间左端。
4.根据权利要求1所述的方便节能型废气焚烧装置，其特征是：所述的蓄热管由竖立的陶瓷管或耐高温金属管制成。
5.根据权利要求1所述的方便节能型废气焚烧装置，其特征是：所述的导热油换热器为盘管式换热器。
6.根据权利要求1所述的方便节能型废气焚烧装置，其特征是：所述的导热油换热器的外部循环管路连接有冷却器。
7.根据权利要求1所述的方便节能型废气焚烧装置，其特征是：
第一板式换热器的第二气路的入气口接入VOCs气体；第二板式换热器的第二气路的入气口接入新风。
8.根据权利要求1所述的方便节能型废气焚烧装置，其特征是：
第二板式换热器的第一气路的出气口连接风阀。
9.根据权利要求1所述的方便节能型废气焚烧装置，其特征是：方便节能型废气焚烧装置其壳体设有隔热层。
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