CN117433025B - 一种rto废气处理用余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RTO废气处理用余热回收装置，具体涉及RTO废气处理技术领域，包括RTO燃烧炉和换热组件，换热组件包括多个换热水箱，换热水箱中设置有换热管，排气管排放的高温废气从第一组换热水箱中的换热管依次向后方各组换热水箱中的换热管流动，换热所需的水从最后一组换热水箱依次向前方各组换热水箱中流动，换热水箱上设置有气态水释放器，气态水释放器包括缓压箱，缓压箱中滑动安装有缓压板。本发明换热水箱中水受热较多而蒸发时，气态水将缓压板向上顶开，汇聚在上方的气态水即可通过气态水通道进入到气态水释放腔中释放，从而可以避免换热水箱内压力突增，提高对设备的保护效果，增加设备的使用寿命。

Description

一种RTO废气处理用余热回收装置

技术领域

本发明涉及RTO废气处理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种RTO废气处理用余热回收装置。

背景技术

RTO，是一种高效有机废气治理设备，需要把有机废气加热到760摄氏度（具体需要看成分）以上，使废气中的VOC氧化分解成二氧化碳和水。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而蓄热，此蓄热用于预热后续进入的有机废气。从而节省废气升温的燃料消耗。

由于燃烧炉中温度较高，虽然废气热量有部分被蓄热陶瓷回收，但是最终排出炉体的气体，仍旧具有较高温度，还需对排出的废气进行进一步的热回收，而对于部分工业生产中有热水或供暖等需求的场景中，需要使用水来回收废气中的热量来得到热水，具体的，将高温废气通过热交换器，高温废气中的热能被传递给水，使水升温，而加热后的水可以用于多种目的，实现对热量的充分利用。

由于热传导通常是传导至两种介质温度相同就会停止传导，所以，为了提高热回收效率，可以设置多组热回收装置，废气排放管道串联各组热回收装置，而各组热回收装置的水流通道也相互串联，且水经过各组热回收装置的顺序与废气经过各组热回收装置的顺序相反，也就是说，废气从第一组热回收装置向最后一组热回收装置的过程中，热量逐渐减少，而恰好水从最后一组换热装置向第一组换热装置流动的过程中逐渐升温，利用较低温度的废气与更低温度的水进行换热，实现对水的逐渐预热，并利用最高温度的废气对相对较高温度的水进行进一步的预热，因此，在每组的换热装置中，废气与水的热交换量都不大，但是能确保第一组换热装置中的水的热量能够充分升高，而最后一组的换热装置排出的废气热量能够降到最低，从而保证对废气热量的充分回收。

通过上述设置，第一组换热装置能够得到最终的高温热水，但是，当RTO处理设备的废气浓度增加时，燃烧炉内需要增加燃烧温度对废气进行处理，因此，最终排放出的废气温度也逐渐增高，由于流经至第一组换热装置中的热水已经升高至较高温度，因此，废气的温度增加，导致第一组换热装置中温度过高使水蒸发，容易产生气态水，而气态水的形成，会导致整个供水***中的压力突然增加，会对水循环管路和***等设备造成损伤，影响设备的使用寿命。

发明内容

本发明提供的一种RTO废气处理用余热回收装置，所要解决的问题是：现有的余热回收设备中温度过高使水蒸发，容易产生气态水时会导致整个供水***中的压力突然增加，会对水循环管路和***等设备造成损伤，影响设备的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种RTO废气处理用余热回收装置，包括RTO燃烧炉和换热组件，RTO燃烧炉上设置有吸气管和排气管，换热组件包括多个换热水箱，换热水箱中设置有换热管，排气管排放的高温废气从第一组换热水箱中的换热管依次向后方各组换热水箱中的换热管流动，换热所需的水从最后一组换热水箱依次向前方各组换热水箱中流动；

换热水箱上设置有气态水释放器，气态水释放器包括缓压箱，缓压箱与换热水箱连通，缓压箱中滑动安装有缓压板，缓压板远离换热水箱中水的一侧设置为气态水释放腔，缓压箱的侧壁上开设有气态水通道，气态水通道的底部延伸至缓压板的侧壁处，并与缓压板滑动配合，气态水通道的顶端与气态水释放腔连通，缓压板的底壁运动至气态水通道的底部端口上方时，换热水箱与气态水释放腔导通；

缓压板上设置有弹性组件，该弹性组件用于对缓压板提供向下的弹力。

在一个优选的实施方式中，换热水箱上均设置有进水管和出水管，相邻的两个换热水箱中的其中一个换热水箱的进水管与另一个换热水箱的出水管连接，最后一组换热水箱的进水管连接冷水供水***。

在一个优选的实施方式中，每组换热管上均设置有输入管和输出管，相邻两组换热管之间的其中一组换热管的输入管与另一组换热管的输出管连通，第一组换热管的输入管上连接有废气进入管，最后一组换热管的输出管上连接有废气排出管，废气进入管与排气管连通。

在一个优选的实施方式中，缓压箱中还设置有分隔板，分隔板滑动安装在缓压箱中，气态水释放腔为分隔板和缓压板之间的区域，弹性组件为第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧设置在缓压板与分隔板之间，且第一弹簧的两端分别与分隔板和缓压板固定连接，第二弹簧设置在分隔板与缓压箱之间，缓压箱的顶部设置有通气孔，该通气孔与分隔板上方的空间连通。

在一个优选的实施方式中，气态水释放器上还设置有低温废气预热器，低温废气预热器包括低温废气通过管，低温废气通过管横穿缓压箱设置，且低温废气通过管横穿气态水释放腔，缓压板顶部对应低温废气通过管的位置设置有集水槽，低温废气通过管设置为多组，低温废气通过管用于输送低温废气。

在一个优选的实施方式中，低温废气通过管的两端与缓压箱之间设置有柔性接头，低温废气通过管的内部转动安装有偏质心风扇结构，偏质心风扇结构上远离偏质心风扇结构中心处的位置固定连接有偏移质量块。

在一个优选的实施方式中，换热管为Z形分布的往复弯折式管道，换热管在换热水箱中形成有多组横向管，各组横向管相互平行设置。

在一个优选的实施方式中，安装有气态水释放器的换热水箱中的进水管设置在底部，出水管设置在顶部，换热水箱的内部设置有多组竖直隔板，且竖直隔板在换热水箱内竖直分布，相邻两个竖直隔板之间形成有竖直通道，换热水箱的底部对应进水管的位置设置有均流通道，均流通道为横向通道，且该横向通道对应每个竖直通道的位置处均设置有开口。

在一个优选的实施方式中，横向管的外部转动设置有扰流转动器，扰流转动器包括外转环，外转环转动设置在横向管外部，外转环的外侧固定连接有多组外凸板。

在一个优选的实施方式中，扰流转动器还包括内转环，内转环转动安装在横向管外部，内转环与外转环之间通过扇叶板固定连接，内转环转动时，扇叶板在横向管表面带动水产生轴向流动。

本发明的有益效果在于：本发明利用较低温度的废气与更低温度的水进行换热，实现对水的逐渐预热，并利用最高温度的废气对相对较高温度的水进行进一步的预热，极大的提高了热交换效率，而在换热水箱中水受热较多而蒸发时，气态水向上将缓压板向上顶开，汇聚在上方的气态水即可通过气态水通道进入到气态水释放腔中释放，从而可以避免换热水箱内压力突增，提高对设备的保护效果，增加设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明各组换热水箱的水流流向示意图。

图3为本发明第一组换热水箱的内部结构示意图。

图4为本发明第一组换热水箱中在竖直隔板的引导下水流流向示意图。

图5为本发明图3的A部结构放大图。

图6为本发明图4的B部结构放大图。

图7为本发明加装扰流转动器后第一组换热水箱的内部结构示意图。

图8为本发明水流经过扰流转动器时带动扰流转动器转动的示意图。

图9为本发明扰流转动器在换热管横向管上的分布示意图。

图10为本发明扰流转动器的整体结构示意图。

图11为本发明低温废气流通管的内部结构示意图。

图12为本发明偏质心风扇结构的整体结构示意图。

附图标记为：1、RTO燃烧炉；11、吸气管；12、排气管；2、换热组件；21、换热水箱；211、进水管；212、出水管；22、换热管；221、输入管；222、输出管；223、横向管；23、废气进入管；24、废气排出管；25、竖直隔板；26、均流通道；3、气态水释放器；31、缓压箱；311、气态水通道；32、缓压板；321、集水槽；33、气态水释放腔；34、分隔板；35、第一弹簧；36、第二弹簧；4、低温废气预热器；41、低温废气通过管；42、柔性接头；43、偏质心风扇结构；44、偏移质量块；5、扰流转动器；51、外转环；52、内转环；53、外凸板；54、扇叶板。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

参照说明书附图1至图4，一种RTO废气处理用余热回收装置，包括RTO燃烧炉1和换热组件2，所述RTO燃烧炉1上设置有吸气管11和排气管12，未处理的低温废气从吸气管11进入RTO燃烧炉1中焚烧处理，焚烧后排出的具有较高温度的废气从排气管12向换热组件2输送，所述换热组件2包括多个换热水箱21，所述换热水箱21中设置有换热管22，其中，直接与排气管12连接的换热水箱21为第一组换热水箱21，以此往后各组换热水箱21依照高温废气的流通顺序称之为第二组换热水箱21、第三组换热水箱21…第n组换热水箱21…最后一组换热水箱21，所述换热水箱21上均设置有进水管211和出水管212，参照说明书附图2，相邻的两个换热水箱21中的其中一个换热水箱21的进水管211与另一个换热水箱21的出水管212连接，最后一组换热水箱21的进水管211连接冷水供水***，冷水供水***由泵机提供动力向最后一组换热水箱21输入冷水，经各组换热水箱21换热后由第一组换热水箱21的出水管212输出热水，每组换热管22上均设置有输入管221和输出管222，相邻两组换热管22之间的其中一组换热管22的输入管221与另一组换热管22的输出管222连通，第一组换热管22的输入管221上连接有废气进入管23，最后一组换热管22的输出管222上连接有废气排出管24，所述废气进入管23与排气管12连通，排气管12排放的高温废气经废气进入管23输入换热组件2中，再依次经过各组换热水箱21中的换热管22进行换热，最终由废气排出管24排出。

通过上述设置，水经过各组换热水箱21的顺序与废气经过各组换热管22的顺序相反，废气从第一组换热管22向最后一组换热管22流动的过程中，热量逐渐减小，而恰好水从最后一组换热水箱21向第一组换热水箱21流动的过程中逐渐升温，利用较低温度的废气与更低温度的水进行换热，实现对水的逐渐预热，并利用最高温度的废气对相对较高温度的水进行进一步的预热，极大的提高了热交换效率。

第一组换热水箱21上设置有气态水释放器3，参照说明书附图3和图4，所述气态水释放器3包括缓压箱31，所述缓压箱31与换热水箱21连通，所述缓压箱31中滑动安装有缓压板32，所述缓压板32远离换热水箱21中水的一侧设置为气态水释放腔33，所述缓压箱31的侧壁上开设有气态水通道311，参照说明书附图5，所述气态水通道311的底部延伸至缓压板32的侧壁处，并与缓压板32滑动配合，所述气态水通道311的顶端与气态水释放腔33连通，所述缓压箱31中设置有对缓压板32进行上移限位的限位结构，所述缓压板32上设置有弹性组件，该弹性组件用于对缓压板32提供向下的弹力，使缓压板32能够具有向换热水箱21中水面靠近的能力。

需要说明的是，当第一组换热水箱21中水受热较多而蒸发时，气态水向上冒出，随着气态水的聚集，使换热水箱21内压力增大，即可将缓压板32向上顶开，参照说明书附图6，当所述缓压板32的底壁运动至气态水通道311的底部端口上方时，换热水箱21与气态水释放腔33导通，汇聚在上方的气态水即可通过气态水通道311进入到气态水释放腔33中释放，从而可以避免换热水箱21内压力突增，提高对设备的保护效果，增加设备的使用寿命。

进一步的，参照说明书附图3和图4，所述缓压箱31中还设置有分隔板34，所述分隔板34滑动安装在缓压箱31中，所述气态水释放腔33为分隔板34和缓压板32之间的区域，所述弹性组件为第一弹簧35和第二弹簧36，所述第一弹簧35设置在缓压板32与分隔板34之间，且所述第一弹簧35的两端分别与分隔板34和缓压板32固定连接，所述第二弹簧36设置在分隔板34与缓压箱31之间，所述缓压箱31的顶部设置有通气孔，该通气孔与分隔板34上方的空间连通。

需要说明的是，当换热水箱21内形成气态水后，气态水形成气泡向上运动，当气泡水压力超过第二弹簧36和第一弹簧35的弹力时，可以将缓压板32顶开，气态水从气态水通道311进入气态水释放腔33中，如果气态水持续增多进入气态水释放腔33中，还可以将分隔板34继续上顶，使气态水释放腔33扩大，提高对气态水的释压效果，从而可以利用分隔板34实现对气态水与外界空气的隔断，避免气态水外溢，且分隔板34和缓压板32均选优隔热材料制作，减少热量的散发和浪费。

在上述实施方式中，气态水会聚集在气态水释放腔33中，为了减少压力，可以在缓压箱31中设置低温介质，使气态水实现热交换并冷凝，具体的，参照说明书附图2、图3和图7，所述气态水释放器3上还设置有低温废气预热器4，所述低温废气预热器4包括低温废气通过管41，所述低温废气通过管41横穿缓压箱31设置，且所述低温废气通过管41横穿气态水释放腔33，所述缓压板32顶部对应低温废气通过管41的位置设置有集水槽321，所述低温废气通过管41设置为多组，多组所述低温废气通过管41设置有共同的进气端和出气端，并通过进气端和出气端连接未经RTO燃烧炉1处理的低温废气。

需要说明的是，未处理的低温废气从低温废气通过管41中穿过，而溢出的高温气态水在进入气态水释放腔33中后与低温的缓压箱31接触，即可发生冷凝，形成液态水，并滴落至集水槽321中，在气态水冷凝后，体积大幅缩小，压力也大大减小，同时，气态水释放的热量也被低温废气吸收，实现对低温废气的预加热，从而进一步的利用热量，其中，当换热水箱21中停止产生气态水时，换热水箱21中的压力逐渐恢复，缓压板32逐渐下降对气态水通道311进行封堵，可以避免气态水回流，也可以避免换热水箱21中的水漫入气态水释放腔33中，而集水槽321可以设置可以控制的排放管，当集水槽321中的水集满时，进行统一排放。

当换热水箱21产生的气态水较多时，低温废气通过管41表面形成的冷凝水增多，若冷凝水没有及时脱离低温废气通过管41，附着在低温废气通过管41上，会影响后续换热效率，因此，本实施例还提供以下技术方案，具体的，参照说明书附图12和图12，所述低温废气通过管41的两端与缓压箱31之间设置有柔性接头42，所述低温废气通过管41的内部转动安装有偏质心风扇结构43，所述偏质心风扇结构43上远离偏质心风扇结构43中心处的位置固定连接有偏移质量块44。

需要说明的是，通过设置偏移质量块44，可以使偏质心风扇结构43的质心偏离柔性接头42的中心处，当低温废气在低温废气通过管41中输送时，可以带动偏质心风扇结构43转动，而由于偏质心风扇结构43质心偏移，因此在其转动时会产生晃动，进而带动低温废气通过管41振动，可以有效的促使低温废气通过管41表面的冷凝水脱离，增加气态水与低温废气通过管41的接触面积，提高对气态水的处理效果。

进一步的，所述换热管22为Z形分布的往复弯折式管道，所述换热管22在换热水箱21中形成有多组横向管223，从而能够提高换热形成，增加换热效率，而由于横向管223的存在，同时，为了减少换热水箱21中产生的气态水跟随水流从出水管212流出量，本实施例还提供以下技术方案，具体的，参照说明书附图3和图4，第一组所述换热水箱21中的进水管211设置在底部，出水管212设置在顶部，所述换热水箱21的内部设置有多组竖直隔板25，且所述竖直隔板25在换热水箱21内竖直分布，相邻两个所述竖直隔板25之间形成有竖直通道，所述换热水箱21的底部对应进水管211的位置设置有均流通道26，所述均流通道26为横向通道，且该横向通道对应每个竖直通道的位置处均设置有开口，从而能够使从进水管211进入的水流能够均匀的分配到各个竖直通道中，形成向上的水流，最终汇聚在出水管212处排出，因此，换热水箱21的水流多为向上运动，如果横向管223表面产生气态水的气泡，在水向上流动的趋势下，也容易将气泡向上带走，从而提高气态水的分离效果。

进一步的，在上述实施方式中，换热水箱21中水流方向主要是垂直横向管223向上运动，容易导致水与横向管223的接触不充分，因此，本实施例还提供以下技术方案，具体的，参照说明书附图7至图10，所述横向管223的外部转动设置有扰流转动器5，所述扰流转动器5包括外转环51，所述外转环51转动设置在横向管223外部，所述外转环51的外侧固定连接有多组外凸板53；需要说明的是，在均流通道26和竖直隔板25引导的向上流动的水流从相邻两个横向管223中间经过时，可以推动外凸板53使外转环51产生转动，进而带动横向管223外部水流产生旋转流动，从而提高水与横向管223的接触效率，提高换热效率。

进一步的，为了提高高温废气与水的换热效果，可以提高横向管223在换热水箱21中的密集程度，但横向管223在换热水箱21中相对密集时，横向管223表面形成的气态水气泡不易脱落，为此，本实施例还提供以下技术方案，所述扰流转动器5还包括内转环52，所述内转环52转动安装在横向管223外部，所述内转环52与外转环51之间通过扇叶板54固定连接，在外转环51带动内转环52转动时，外凸板53带动水在横向管223外部产生周向流动，而扇叶板54在横向管223表面带动水产生轴向流动，加速水流与横向管223表面的流动速度，提高将蒸发的气态水的气泡带走的效率，加速气态水释放器3对气态水的处理。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种RTO废气处理用余热回收装置，其特征在于：包括RTO燃烧炉（1）和换热组件（2），所述RTO燃烧炉（1）上设置有吸气管（11）和排气管（12），所述换热组件（2）包括多个换热水箱（21），所述换热水箱（21）中设置有换热管（22），所述排气管（12）排放的高温废气从第一组换热水箱（21）中的换热管（22）依次向后方各组换热水箱（21）中的换热管（22）流动，换热所需的水从最后一组换热水箱（21）依次向前方各组换热水箱（21）中流动；

所述换热水箱（21）上设置有气态水释放器（3），所述气态水释放器（3）包括缓压箱（31），所述缓压箱（31）与换热水箱（21）连通，所述缓压箱（31）中滑动安装有缓压板（32），所述缓压板（32）远离换热水箱（21）中水的一侧设置为气态水释放腔（33），所述缓压箱（31）的侧壁上开设有气态水通道（311），所述气态水通道（311）的底部延伸至缓压板（32）的侧壁处，并与缓压板（32）滑动配合，所述气态水通道（311）的顶端与气态水释放腔（33）连通，所述缓压板（32）的底壁运动至气态水通道（311）的底部端口上方时，换热水箱（21）与气态水释放腔（33）导通；

所述缓压板（32）上设置有弹性组件，该弹性组件用于对缓压板（32）提供向下的弹力。

2.根据权利要求1所述的一种RTO废气处理用余热回收装置，其特征在于：所述换热水箱（21）上均设置有进水管（211）和出水管（212），相邻的两个换热水箱（21）中的其中一个换热水箱（21）的进水管（211）与另一个换热水箱（21）的出水管（212）连接，最后一组换热水箱（21）的进水管（211）连接冷水供水***。

3.根据权利要求2所述的一种RTO废气处理用余热回收装置，其特征在于：每组换热管（22）上均设置有输入管（221）和输出管（222），相邻两组换热管（22）之间的其中一组换热管（22）的输入管（221）与另一组换热管（22）的输出管（222）连通，第一组换热管（22）的输入管（221）上连接有废气进入管（23），最后一组换热管（22）的输出管（222）上连接有废气排出管（24），所述废气进入管（23）与排气管（12）连通。

4.根据权利要求3所述的一种RTO废气处理用余热回收装置，其特征在于：所述缓压箱（31）中还设置有分隔板（34），所述分隔板（34）滑动安装在缓压箱（31）中，所述气态水释放腔（33）为分隔板（34）和缓压板（32）之间的区域，所述弹性组件为第一弹簧（35）和第二弹簧（36），所述第一弹簧（35）设置在缓压板（32）与分隔板（34）之间，且所述第一弹簧（35）的两端分别与分隔板（34）和缓压板（32）固定连接，所述第二弹簧（36）设置在分隔板（34）与缓压箱（31）之间，所述缓压箱（31）的顶部设置有通气孔，该通气孔与分隔板（34）上方的空间连通。

5.根据权利要求4所述的一种RTO废气处理用余热回收装置，其特征在于：所述气态水释放器（3）上还设置有低温废气预热器（4），所述低温废气预热器（4）包括低温废气通过管（41），所述低温废气通过管（41）横穿缓压箱（31）设置，且所述低温废气通过管（41）横穿气态水释放腔（33），所述缓压板（32）顶部对应低温废气通过管（41）的位置设置有集水槽（321），所述低温废气通过管（41）设置为多组，所述低温废气通过管（41）用于输送低温废气。

6.根据权利要求5所述的一种RTO废气处理用余热回收装置，其特征在于：所述低温废气通过管（41）的两端与缓压箱（31）之间设置有柔性接头（42），所述低温废气通过管（41）的内部转动安装有偏质心风扇结构（43），所述偏质心风扇结构（43）上远离偏质心风扇结构（43）中心处的位置固定连接有偏移质量块（44）。

7.根据权利要求6所述的一种RTO废气处理用余热回收装置，其特征在于：所述换热管（22）为Z形分布的往复弯折式管道，所述换热管（22）在换热水箱（21）中形成有多组横向管（223），各组横向管（223）相互平行设置。

8.根据权利要求7所述的一种RTO废气处理用余热回收装置，其特征在于：安装有所述气态水释放器（3）的所述换热水箱（21）中的进水管（211）设置在底部，出水管（212）设置在顶部，所述换热水箱（21）的内部设置有多组竖直隔板（25），且所述竖直隔板（25）在换热水箱（21）内竖直分布，相邻两个所述竖直隔板（25）之间形成有竖直通道，所述换热水箱（21）的底部对应进水管（211）的位置设置有均流通道（26），所述均流通道（26）为横向通道，且该横向通道对应每个竖直通道的位置处均设置有开口。

9.根据权利要求8所述的一种RTO废气处理用余热回收装置，其特征在于：所述横向管（223）的外部转动设置有扰流转动器（5），所述扰流转动器（5）包括外转环（51），所述外转环（51）转动设置在横向管（223）外部，所述外转环（51）的外侧固定连接有多组外凸板（53）。

10.根据权利要求9所述的一种RTO废气处理用余热回收装置，其特征在于：所述扰流转动器（5）还包括内转环（52），所述内转环（52）转动安装在横向管（223）外部，所述内转环（52）与外转环（51）之间通过扇叶板（54）固定连接，所述内转环（52）转动时，扇叶板（54）在横向管（223）表面带动水产生轴向流动。