CN216693577U - 一种废气焚烧加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种废气焚烧加热装置，包括预处理模块以及加热模块。其中，预处理模块用于降低待处理废气的含水量，以及加热模块与预处理模块连通，用于对经预处理模块处理过的气体进行加热。

Description

一种废气焚烧加热装置

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，特别涉及一种废气焚烧加热装置。

背景技术

在工业生产中，不可避免地会产生一些废气，这些废气需要通过一定的处理后才能排放至大气。目前，对于废气的处理方式通常包括焚烧、光解、活性炭吸附等工艺。其中，对于含有可燃有害气体的废气，多采用焚烧炉等焚烧工艺进行处理。

然而，在实际生产中，往往会存在洗吹、洗脱等步骤，进而使得生成的废气中含水量较高。若采用现有的焚烧炉直接进行焚烧，则由于废气中水分含量较高，会造成较大的能源消耗。另一方面，由于现有焚烧炉的余热回收装置性能较差，还会造成较大的能源浪费。

实用新型内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本实用新型提供一种废气焚烧加热装置，包括：

预处理模块，其用于降低待处理废气的含水量；以及

焚烧加热模块，其与所述预处理模块连通，用于对经所述预处理模块处理过的气体进行焚烧，并加热目标介质。

进一步地，所述预处理模块包括：

调气阀，设置于冷却及气水分离装置的进气口处，用于控制所述待处理废气的流入速度及流入量；

冷却及气水分离装置，用于对所述待处理废气进行冷却及气水分离；以及

第一风机，设置于冷却及气水分离装置的出气口处，用于使得经所述冷却及气水分离装置处理后的气体流入所述焚烧加热模块。

进一步地，所述冷却及气水分离装置包括冷却塔、管道泵、气液分离罐以及换热器，且所述冷却塔、管道泵、气液分离罐及换热器之间通过金属管连接。

进一步地，所述焚烧加热模块包括一个或多个并联的焚烧加热装置，其中，所述焚烧加热装置包括：

燃烧套筒，其第一端设置有废气输入口、以及点火装置，其中，所述废气输入口与所述预处理模块的出气口连通；

加热管，连接至所述燃烧套筒的第二端，且采用套管形式，包括：

加热内管，其第一端与所述燃烧套筒连通，且第二端与加热外管连通；以及

加热外管，其底部密封，侧面设置有排气口，其中，所述加热外管的直径与所述加热内管的直径比例为1.5至2之间，且所述加热外管的底部距所述加热内管的底部距离不小于300mm。

进一步地，所述燃烧套筒采用耐火材料制成；和/或

所述加热内管采用不锈钢材料，且内径大于80mm，壁厚不小于 4.5mm；和/或

所述加热外管采用金属制成，且内径大于125mm，壁厚不小于4mm。

进一步地，所述焚烧加热装置还包括：

第一控制阀，设置于所述废气输入口处，用于控制待焚烧废气的输入；和/或

燃气管道，其连接至所述点火装置，并能够通过第二控制阀控制其开启或关闭。

进一步地，所述废气焚烧加热装置还包括烟气净化模块，与所述焚烧加热模块连通，用于净化气体焚烧时产生的烟气。

进一步地，所述烟气净化模块包括喷淋急冷塔、喷淋吸收塔以及排烟烟囱。

进一步地，所述废气焚烧加热装置还包括监测模块，其包括：

第一监测装置，设置于所述预处理模块的进气口处，用于监测待处理废气的质量；以及

第二监测装置，设置于所述烟气净化模块的出气口处，用于监测净化后的气体的质量。

进一步地，所述废气焚烧加热装置还包括控制模块，其与所述预处理模块、加热模块、烟气净化模块以及监测模块可通信地连接，用于根据所述监测模块的监测结果，控制所述预处理模块、加热模块、及烟气净化模块。

本实用新型提供的一种废气焚烧加热装置，在气体焚烧加热模块前加装了预处理模块，以对高含水率的废气进行气水分离，进而降低废气中的含水量，达到后续的气体燃烧要求，由此能够有效地降低焚烧过程中能源的消耗。此外，所述废气焚烧加热装置通过对焚烧加热模块进行改进、即采用燃烧套筒串联加热套管的形式，将废气燃烧时产生的热量用于介质加热，进一步地减少了加热过程中能源的消耗，同时提高了热能的利用率，使得加热装置的供热范围更广、热能供给低廉，且加热方式更加清洁环保。为了保证处理后的废气能够达到可排放标准，所述废气焚烧加热装置还设置有烟气净化模块，用于对加热时产生的气体进行净化，并通过监测装置，对最终排放的气体进行质量监测。所述废气焚烧加热装置的设备构成简单，占地面积小，运行维护更容易。

附图说明

为进一步阐明本实用新型的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本实用新型的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本实用新型的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出本实用新型一个实施例的一种废气焚烧加热装置的结构示意图；以及

图2示出本实用新型一个实施例的一种废气焚烧加热装置中焚烧加热装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本实用新型。应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本实用新型中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本实用新型中，各实施例仅仅旨在说明本实用新型的方案，而不应被理解为限制性的。

在本实用新型中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本实用新型的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本实用新型的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。

在此还应当指出，在本实用新型的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本实用新型中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本实用新型。

图1示出本实用新型一个实施例的一种废气焚烧加热装置的结构示意图。如图1所示，一种废气焚烧加热装置包括预处理模块001以及焚烧加热模块002。其中，所述预处理模块001用于将前端输送的高含水率的待处理废气进行气水分离，以降低废气中的含水量，达到后续的气体燃烧要求，以及所述焚烧加热模块002用于焚烧废气和燃气混合物，并将焚烧产生的热量，通过管体传导至目标介质，以对目标介质进行加热。

如图1所示，所述预处理模块001包括冷却及气水分离装置101，待处理废气通过废气进气管输入到所述冷却及气水分离装置101中，进行冷却及气水分离。在本实用新型的一个实施例中，所述冷却及气水分离装置101包括冷却塔、管道泵、气液分离罐以及换热器，且所述冷却塔、管道泵、气液分离罐及换热器之间通过例如无缝钢管等金属管连接。其中，冷却塔、气液分离罐、换热器的数量可以根据实际需求设置为一个或多个，以实现一级或多级冷却分离操作。为了保证待处理废气能够充分冷却，并尽可能多地降低待处理废气中的含水量，在本实用新型的一个实施例中，所述预处理模块还包括调气阀102，其设置于所述废气进气管上，用于控制冷却及气水分离装置101的进气口处待处理废气的流入速度及流入量。为了使得经所述冷却及气水分离装置001处理后的气体能够流入所述焚烧加热模块002，在本实用新型的一个实施例中，所述预处理模块001还包括第一风机103，其设置于所述冷却及气水分离装置101的出气口处，例如可为罗茨风机。

如图1所述，所述焚烧加热模块002包括一个或多个并联的焚烧加热装置。图2示出本实用新型一个实施例的一种废气焚烧加热装置中焚烧加热装置的结构示意图。如图2所示，所述加热装置包括燃烧套筒211 以及加热管212。其中，所述燃烧套筒211作为废气焚烧的腔体，以及所述加热管212设置于带加热的目标介质处，用于通过气体焚烧产生的热量，使得目标介质升温。在本实用新型的一个实施例中，所述加热管 212设置于所述燃烧套筒211的第二端。

如图2所示，所述燃烧套筒211的第一端设置有废气输入口2111、以及点火装置213。其中，所述废气输入口2111与所述预处理模块001 的出气口连通，在本实用新型的一个实施例中，其连接至所述第一风机 103的另一端，在所述第一风机103的作用下，经所述冷却及气水分离装置101处理后的废气经由所述废气输入口2111流入所述燃烧套筒 211。为了保证废气能够充分燃烧，在本实用新型的一个实施例中，在所述燃烧套筒211上还设置有补风口，所述补风口用于向所述燃烧套筒 211内输入空气，以保证燃烧效果。在本实用新型的一个实施例中，在所述废气输入口2111处设置有第一控制阀2112，其可根据当前废气的浓度、燃烧情况等信息，控制待加热废气是否进入所述焚烧加热模块002 及进入的废气量和/或废气输入速度。在本实用新型的一个实施例中，所述燃烧套筒211采用耐火材料制成，其底部带有法兰，可通过螺栓与所述加热管212和/或点火装置213相连。在本实用新型的一个实施例中，采用燃气作为焚烧介质，因此，所述焚烧加热模块002还包括燃气管道，其连接至所述点火装置，所述燃气管道上还可设置第二控制阀 2131，所述第二控制阀2131用于控制经由所述燃气管道进入到燃烧套筒211内的燃气的输入速度和/或输入量。

如图2所示，所述加热管212采用套管形式，包括加热内管2121 以及加热外管2122，其中所述加热内管2121的底部为开放式，与加热外管2122的底部连通，所述加热外管2122的底部封堵。所述加热内管 2121与加热外管2122的管壁、及底部之间均存在一定的空隙。同时，为了使得空气能够在加热管中流动，在所述加热外管2122上还设置有排气口2123，所述排气口2123处例如还可设置第二风机214。基于此，经所述预处理模块001处理的废气，在第一风机103的作用下经由所述废气输入口2111进入燃烧套筒211，然后通过所述第二控制阀2131开启燃气管道，并点燃燃气与所述废气的混合物，所述混合物在所述燃烧套筒211内燃烧，其产生的带有热量的气体在第二风机214的作用下，经由所述加热内管2121流入加热外管2122，并经所述加热外管2122 上设置的排气口2123排出或流入下一级模块。其中，所述第二风机214 优选为离心风机。

在本实用新型的一个的实施例中，所述加热外管2122的直径与所述加热内管2121的直径比例在1.5至2之间，且所述加热内管2121的底部距所述加热外管2122的底部距离不小于300mm。在本实用新型的一个实施例中，所述加热内管2121以及加热外管2122上分别设置有金属法兰，其中，所述加热内管2121的金属法兰设置于所述加热外管2122 的金属法兰之上，所述加热内管2121及加热外管2122通过所述金属法兰与所述燃烧套筒211上的法兰连接，同时，各法兰之间还可设置耐高温垫片及石棉绳。为了保证所述加热内管2121不受气流影响产生晃动，在本实用新型的一个实施例中，在所述加热内管2121的底部还可设置固定块。为了提高热传导性能，在本实用新型的一个实施例中，所述加热管212优选采用金属材料制成，例如，所述加热外管2122可采用具有良好的导热性能、耐高温耐腐蚀的金属材料，和/或所述加热内管2121 例如可采用不锈钢材质。在本实用新型的一个实施例中，加热外管2122 选用内径大于125mm、壁厚不小于4mm的金属管，加热内管2121选用内径大于80mm、壁厚不小于4.5mm的不锈钢管

为了保证经所述废气焚烧加热装置处理后的气体达到排放标准，在本实用新型的一个实施例中，还设置有烟气净化模块003，其与所述焚烧加热模块002连通，以用于净化气体焚烧加热时产生的烟气。在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，所述烟气净化模块003例如可至少包括喷淋急冷塔301、喷淋吸收塔302以及排烟烟囱303，在本实用新型的其他一些实施例中，还可根据实际需求，设置其他的净化装置，例如脱硫脱酸塔。当设置有烟气净化模块003时，所述第二风机可以设置于所述喷淋急冷塔301、喷淋吸收塔302、脱硫脱酸塔与排烟烟囱303 之间，以更好的引导气流流经烟气净化模块003中的各净化装置。其中，所述喷淋急冷塔301、喷淋吸收塔302、脱硫脱酸塔等均设有相应配套的液体调配槽、耐腐蚀泵、循环泵、反洗电磁阀、补液电磁阀等。所述排烟烟囱303用于排放烟气，一般高度不低于15m。

本实用新型的一个实施例中，所述废气焚烧加热装置中还设置有监测模块。所述监测模块4主要用于监测进入所述废气焚烧加热装置的废气情况、和/或排放烟气的质量。基于此，所述监测模块中的各监测设备或装置需安装于废气进气管道、排气管道等符合国家或地方相关标准中规定的位置，以保证数据准确。所述监测模块主要由在线监测探头、气体处理及监测设备和其它配套设备构成，在本实用新型的一个实施例中，所述监测模块例如可以包括用于监测颗粒物、氧含量、NO_X、CO、SO₂、 TVOC、恶臭等参数的传感器。在本实用新型的一个实施例中，所述监测模块包括第一监测装置401和/或第二监测装置402，其中，所述第一监测装置401设置于所述预处理模块001的进气口处，用于监测待处理废气的质量，其例如可以包括用于检测TVOC、恶臭等指标的装置，所述第二监测装置402设置于所述烟气净化模块003的出气口，即所述处排烟烟囱303处，用于监测净化后的气体的质量，其例如可包括对颗粒物、氧含量、NO_X、CO、SO₂、TVOC、恶臭等国家/地区的废气排放标准规定指标及特殊要求指标进行监测的装置。此外，根据气体处理及监测设备的不同，还可根据需求设置在线监测设备室及烟囱的采样平台。在本实用新型的实施例中，在所述监测模块中，可综合国家及地方废气排放标准及现场需求选取恰当目标数值作为预警值，一般预警值的设定略低于排放要求。

为便于控制，在本实用新型的一个实施例中，所述废气焚烧加热装置还包括控制模块，其与所述预处理模块001、焚烧加热模块002、烟气净化模块003以及监测模块可通信地连接，用于根据所述监测模块的监测结果，控制所述预处理模块001、焚烧加热模块002、及烟气净化模块003。具体而言，所述控制模块例如可通过PLC控制***采集温度、压力、流量、气体在线监测等信号、所有电机和电动阀的运行、故障信号和电动阀的开、关信号，并通过输出信号控制电机及电动阀的启停或开关。在本实用新型的一个实施例中，所述控制模块包括操作台、触摸屏、云服务器、工业网络交换机、网络转换器、PLC控制***、电源线、网线、通信总线以及打印机。其中，所述操作台包括计算机、监控***、 UPS电源和其它元件，所有温度、压力、流量、气体在线监测信号，所有电机和电动阀的运行、故障信号和电动阀的开、关状态在所述计算机的界面上显示和记录，并可通过在计算机上可操作电机及电动阀的启停或开关，对烟气净化***的净化能力、燃气和废气的进出量进行调节。

基于此，采用如前所述的废气焚烧加热装置进行废气处理的过程包括：

通过所述控制模块控制所述调气阀102，以调节待处理废气输入量，使得待处理废气进入所述与处理模块001，通过多级冷却及气水分离后降低所述待处理废气中的水含量，使其可以达到燃烧要求；

当高含水率的废气在所述预处理模块001内去除水分后进入所述焚烧加热***002内，通过控制模块调节所述第一控制阀2112来确定加热管体，对指定的区域进行加热，并通过所述控制模块启动所述第二控制阀2131，在所述燃烧套筒211内混合燃气及废气，然后点燃混合气体，开始热气体的传输，通过所述加热管212对周边介质进行加热；

换热后的烟气输送至所述烟气净化***003，经由排烟烟囱303排放，所述排烟烟囱30内的烟气通过在线监测***对目标参数进行实时监测。此外，待处理废气在进入所述预处理模块001前，还可通过其进气口处安装的在线监测设备对其组分进行实时监测，且当废气监测参数发生较大波动时，所述控制模块发出预警信号，针对参数变化情况依次反馈调节烟气净化模块的净化能力、燃气进量、废气进量，保证烟气的达标排放。

在本实用新型的一个实施例中，根据所述预警信号调节烟气净化模块例如可包括：

控制碱液循环泵逐步提高单位时间内溶液循环量，加大喷淋吸收塔的喷淋量，增强烟气净化能力，并且加大燃烧器上天然气进气阀开度及补风口进气量，提高燃烧效果；在调节过程中，设定每5min为一个监测单元，单个监测单元内异样指标仍未降至预警值以下，则提高一次喷淋量及燃气量，直至达到喷淋吸收塔最大喷淋量及燃气允许最大进量；

若喷淋吸收塔喷淋量及燃气允许进量均达到最大值，异样指标还未降至预警值以下，控制模块将调节所述调气阀102，减少废气进气量，同时调节所述第一风机103及第二风机214的频率，维持***稳定；设定每5min为一个监测单元，单个监测单元内异样指标仍未降至预警值以下，则逐级降低废气进量，直至达到稳定运行期间设定的废气进气量的0.1倍；

若实际废气进气量减小至设定进气量的0.1倍后，在10分钟内监测指标浓度仍未降至预警值以下，则***报警停止，技术人员进行***检查，人为调控干预。

在本实用新型的一个实施例中，当所述预处理模块001处设置的第一监测装置401监测到任意一项指标数值波动范围超过稳定运行期监测数值的40％时，发出预警警告：

当指标数值上升时，以所述第二监测装置402的监测数值作为判断依据，对***整体运行进行调节；

当指标数值下降时，逐级同时降低燃气进气量及喷淋水量，至所述第二监测装置402的监测数值达到预警值，通过第二监测装置402的反馈调节作用，调节至上一级***运行状态，进行稳定运行。

所述液体调配槽安装有pH检测仪，设置pH高、低预警值。当pH 检测仪测得液体调配槽内溶液的pH值低于低值时，控制模块控制补液电磁阀开启，直至pH值高于高值时，控制***控制补液电磁阀关闭。液体调配槽内设有液位仪，控制***控制补液电磁阀开启时，若通过液位仪测得液体调配槽内的溶液高度至液位量上限时，控制模块控制补液电动阀关闭。

尽管上文描述了本实用新型的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本实用新型的精神和范围。因此，此处所公开的本实用新型的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (10)

1.一种废气焚烧加热装置，其特征在于，包括：

预处理模块，其被配置为降低待处理废气的含水量；以及

焚烧加热模块，其与所述预处理模块连通，且被配置为对经所述预处理模块处理过的气体进行焚烧，使得目标介质被加热。

2.如权利要求1所述的废气焚烧加热装置，其特征在于，所述预处理模块包括：

调气阀，设置于冷却及气水分离装置的进气口处，且被配置为控制所述待处理废气的流入；

冷却及气水分离装置，其被配置为对所述待处理废气进行冷却及气水分离；以及

第一风机，设置于冷却及气水分离装置的出气口处，且被配置为使得经所述冷却及气水分离装置处理后的气体流入所述焚烧加热模块。

3.如权利要求2所述的废气焚烧加热装置，其特征在于，所述冷却及气水分离装置包括冷却塔、管道泵、气液分离罐以及换热器，且所述冷却塔、管道泵、气液分离罐及换热器之间通过金属管连接。

4.如权利要求1所述的废气焚烧加热装置，其特征在于，所述焚烧加热模块包括一个或多个并联的焚烧加热装置，其中，所述焚烧加热装置包括：

燃烧套筒，其第一端设置有废气输入口以及点火装置，其中，所述废气输入口与所述预处理模块的出气口连通；

加热管，设置于所述目标介质处，与所述燃烧套筒连通，且采用套管形式，包括：

加热内管，其第一端连接至所述燃烧套筒的第二端，且第二端与加热外管连通；以及

加热外管，其底部密封，侧面设置有排气口，其中，所述加热外管的直径与所述加热内管的直径比例为1.5至2之间，且所述加热外管的底部距所述加热内管的底部距离不小于300mm。

5.如权利要求4所述的废气焚烧加热装置，其特征在于，所述燃烧套筒采用耐火材料制成；和/或

所述加热内管采用不锈钢材料，且内径大于80mm，壁厚不小于4.5mm；和/或

所述加热外管采用金属制成，且内径大于125mm，壁厚不小于4mm。

6.如权利要求4所述的废气焚烧加热装置，其特征在于，所述焚烧加热装置还包括：

第一控制阀，设置于所述废气输入口处，其被配置为控制待焚烧废气的输入；和/或

燃气管道，其连接至所述点火装置，且包括第二控制阀，所述第二控制阀被配置为控制燃气的输入速度和/或输入量。

7.如权利要求1所述的废气焚烧加热装置，其特征在于，还包括烟气净化模块，与所述加热模块连通，且被配置为净化气体焚烧时产生的烟气。

8.如权利要求7所述的废气焚烧加热装置，其特征在于，所述烟气净化模块包括喷淋急冷塔、喷淋吸收塔以及排烟烟囱，并通过第二风机使得气体焚烧时产生的烟气流入所述烟气净化模块。

9.如权利要求7所述的废气焚烧加热装置，其特征在于，所述废气焚烧加热装置还包括监测模块，其包括：

第一监测装置，设置于所述预处理模块的进气口处，用于监测待处理废气的质量；和/或

第二监测装置，设置于所述烟气净化模块的出气口处，用于监测净化后的气体的质量。

10.如权利要求9所述的废气焚烧加热装置，其特征在于，还包括控制模块，其与所述预处理模块、加热模块、烟气净化模块以及监测模块可通信地连接，且被配置为根据所述监测模块的监测结果，控制所述预处理模块、加热模块、及烟气净化模块。

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