專利名稱：一種無焰雙向熱氧化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱氧化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明涉及一種無焰雙向熱氧化器。
背景技術(shù)：
熱氧化器主要用于去除石油化工等エ業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的有機揮發(fā)性化合物/有害氣體等。目前，應(yīng)用較為廣泛的是蓄熱式熱氧化器(RTO)技術(shù)，它通常是將エ業(yè)廢氣-主要是揮發(fā)性有機化合物或其它有害氣體-經(jīng)過燃燒后形成ニ氧化碳和水。這樣，熱氧化器將污染環(huán)境的有機化合物就轉(zhuǎn)換成了可安全排放到大氣的無害化合物。熱氧化器的主體結(jié)構(gòu)一般都包括蓄熱床、燃燒室、控制閥、獨立的進氣管和排氣管，通過控制閥交替換向，但該設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能耗較高；傳統(tǒng)的RTO燃燒室內(nèi)采用火焰燃燒來使化合物熱分解，往往會產(chǎn)生諸如NOX或CO這類空氣污染物，同時容易存在因交替換 向廢氣未能完全處理而發(fā)生的實際效益問題；另外，傳統(tǒng)的RTO的主體裝置容積很大，例如反應(yīng)器，導(dǎo)致其所占空間過大。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提出ー種占用體積較小的無焰雙向熱氧化器。本發(fā)明，提出了一種無焰雙向熱氧化器，包括熱氧化反應(yīng)室和分別設(shè)置在該熱氧化反應(yīng)室兩側(cè)并與外部管道連通的兩個氣道；熱氧化反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有電熱元件和熱水/蒸汽管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列技術(shù)效果I、環(huán)保效益好，能夠?qū)崿F(xiàn)完全的燃燒，氮氧化物(NOx)與一氧化碳CO在廢氣中的含量非常低，避免了二次污染。2、結(jié)構(gòu)緊湊，易于模塊化，可以設(shè)計裝配在集裝箱內(nèi)方便運輸與安裝。3、能源利用率高，VOC 脫除率(DRE-destruction removal efficiency)可達 99%以上。


圖I是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，為了能明確實現(xiàn)本發(fā)明的實施例的流程，在圖中描述了特定的設(shè)備和運行順序，但這僅為示意需要，并非意圖將本發(fā)明限定在該特定設(shè)備、順序、器件和環(huán)境中，根據(jù)具體需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進行調(diào)整或者修改，所進行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。在以下的描述中，將描述本發(fā)明的多個不同的方面，然而，對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，可以僅僅利用本發(fā)明的一些或者全部結(jié)構(gòu)或者流程來實施本發(fā)明。為了解釋的明確性而言，闡述了特定的數(shù)目、配置和順序，但是很明顯，在沒有這些特定細節(jié)的情況下也可以實施本發(fā)明。在其他情況下，為了不混淆本發(fā)明，對于ー些眾所周知的特征將不再進行詳細闡述。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種無焰雙向熱氧化器。圖I是該無焰雙向熱氧化器的結(jié)構(gòu)示意圖，該熱氧化器包括熱氧化反應(yīng)室和分別設(shè)置在該熱氧化反應(yīng)室室兩側(cè)并與外部連通的兩個氣道。熱氧化反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有特定的結(jié)構(gòu)與散堆熱介質(zhì)體，熱氧化反應(yīng)室內(nèi)部還設(shè)置有電熱元件與熱水管/蒸汽管，該電熱元件用于系統(tǒng)啟動時的加熱。本實施例中，熱氧化反應(yīng)室構(gòu)成無無焰雙向熱氧化熱回收功能室。在工作時，由揮發(fā)性有機化合物等有害氣體組成的氣流穿過熱氧化回收室并在其中被氧化和分解，經(jīng)過處理后的氣流又繼續(xù)流動到熱氧化反應(yīng)室的另ー側(cè)最后經(jīng)由煙筒排放到大氣中。這個過程往復(fù)的來回，從而實現(xiàn)熱氧化器的功能。在優(yōu)選實施例中，兩個氣道內(nèi)還分別設(shè)置有靜態(tài)混合器與開關(guān)閥閥或三通提升閥，用于控制迸/出氣方向。另外，設(shè)置引風(fēng)機控制因氣流方向切換時存留在兩個氣道內(nèi)的·的氣體流向。兩個氣道通過設(shè)置在所述無無焰雙向熱氧化回收器外部的管道互相連通。特定的結(jié)構(gòu)與散堆熱介質(zhì)體經(jīng)由兩者不同數(shù)量與型號的組合可使它成為一個無焰氧化雙向多功能的系統(tǒng)設(shè)備。如直熱氧化(TO)，蓄熱再生式熱氧化(RT0)，如在其中另填加催化劑后也可作為蓄熱再生催化氧化(RCO)。上述實施例中，無焰氧化的基本概念是指在不借助外部熱源的條件下，通過將反應(yīng)物燃分解燒時所產(chǎn)生的熱能，回收再利用以預(yù)熱新的反應(yīng)物，并提升至反應(yīng)物能分解自燃的溫度從而產(chǎn)生新的熱能，反復(fù)的回收利用的燃燒溫度可遠高于沒有熱再循環(huán)時的燃燒ェ況。為保證一定程度的安全，無焰氧化時其需要混合的有機揮發(fā)性化合物/有害氣體等污染物應(yīng)在可燃下限(LFL)的85%，其爆炸下限(LEL)的25%的室間發(fā)生。下面結(jié)合上述實施例，對本發(fā)明的工作原理做進ー步地介紹。上述實施例中，利用熱氧化回收室來控制有機揮發(fā)性化合物/有害氣體等污染物的反應(yīng)溫度，使其高到足以分解有機揮發(fā)性化合物/有害氣體的分子，但低于火焰產(chǎn)生的溫度，也同時回收再利用反應(yīng)后所產(chǎn)生的熱能。參考圖1，在系統(tǒng)首次啟動需先將熱氧化回收室預(yù)熱到I 000°C，然后將富含揮發(fā)性有機化合物/有害氣體氣流經(jīng)由在氣道#A中的靜態(tài)混合器與空氣進ー步混合均勻，然后被引導(dǎo)穿過熱氧化回收室?；旌蠚怏w在通過熱氧化回收室時，開始被氧化分解并同時釋放熱量，其釋放的熱量將被其中的熱介質(zhì)吸收。氧化分解后的混合氣體通過熱氧化器另ー側(cè)的氣道#B后經(jīng)由閥門弓丨導(dǎo)到煙筒排入大氣中。隨后整個過程將逆轉(zhuǎn)，富含揮發(fā)性有機化合物/有害氣體(V0C/HAP)從氣道# B到#A。此時進入的混合氣體將被熱介質(zhì)中吸收自上個周期氣流釋放的熱量的熱能加熱，接著混合氣體再被氧化分解其分解所釋放的熱量又由熱氧化回收室吸收，最后經(jīng)由閥門控制通過煙筒外排。這個過程往復(fù)的來回。V0C/HAP從氣道# B到#A (或者從氣道#A到# B)的ー個周期通常是60 120秒，其具體時間主要取決于氣量、VOC/HAP的濃度和最大允許工作溫度的限制。另外，當(dāng)每ー個逆周期開始之前，引風(fēng)機會將上一周期前面氣道中殘留未被處理的揮發(fā)性有機化合物/有害氣體引到另ー側(cè)氣道(沒有穿越熱氧化回收室的氣流將會被反向循環(huán)的氣流推出到煙筒)，以保證所有的氣流都被處理過。本發(fā)明具有下述技術(shù)效果I、環(huán)保效益利用無焰氧化技術(shù)的優(yōu)勢，以實現(xiàn)完整的燃燒，并產(chǎn)生非常低的氮氧化物(NOx)與一氧化碳在廢氣中的含量，避免了二次污染。另外在氣道中的靜態(tài)混合器使VOC分子與空氣更充分的混合均勻，從而進ー步提高了無焰氧化的效益。2、緊湊與模塊化的設(shè)計所有組件都可以預(yù)先設(shè)計和建造，使得可選項的設(shè)備和 其性能得到增強。由于氣流是以橫向引導(dǎo)通過熱氧化器，可大幅減少占地與主設(shè)備的體積，所以可將整個系統(tǒng)設(shè)計建造在一個貨柜中，可大量節(jié)約并簡化安裝成本與工作量，另外也可同時并聯(lián)多個MFFTO單元以適用于不同流量。3、獨特的由結(jié)構(gòu)與散堆熱介質(zhì)組成的熱氧化回收室，形成高效益的氧化和儲熱功能，由于沒有殘留氣體，所以VOC脫除率(DRE-destruction removal efficiency)可達99%以上。4、能源資源化利用預(yù)先設(shè)置在熱氧化回收室內(nèi)的熱水/蒸汽管，可用來帶走多余的熱量從而取代傳統(tǒng)的高溫?zé)崤月?HGB-High Gas Bypass)，同時也可成為鍋爐/汽輪機的熱能來源。當(dāng)VOC濃度夠高時，其產(chǎn)生的蒸汽熱能還可以用來驅(qū)動蒸汽發(fā)電機。最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以描述本發(fā)明的技術(shù)方案而不是對本技術(shù)方法進行限制，本發(fā)明在應(yīng)用上可以延伸為其他的修改、變化、應(yīng)用和實施例，并且因此認為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實施例都在本發(fā)明的精神和教導(dǎo)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無焰雙向熱氧化器，包括熱氧化反應(yīng)室和分別設(shè)置在該熱氧化反應(yīng)室左右兩側(cè)并與外部管道連通的兩個氣道，每個氣道內(nèi)分別設(shè)置有靜態(tài)混合器；熱氧化反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有電熱元件和熱水/蒸汽管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無焰雙向熱氧化器，其特征在于，所述外部管道處處設(shè)置引風(fēng)機，以控制兩個進氣道之間的氣體流向。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無焰雙向熱氧化器，其特征在于，熱氧化回收室由以蓄熱材質(zhì)為主的散堆與整體式蓄熱體組成，所處理的氣流左右往復(fù)的穿過熱氧化回收室，經(jīng)過氧化和分解后再排放到大氣中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無焰雙向熱氧化器，其特征在于，熱氧化反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置的熱水/蒸汽管所帶走的熱量作為緊急高溫?zé)崤月钒踩y，或者利用其產(chǎn)生的熱水/蒸汽做為諸如鍋爐/汽輪機的設(shè)備的動力源。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無焰雙向熱氧化器，其特征在于，兩個進氣道還分別設(shè)有開關(guān)/三通提升閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無焰雙向熱氧化器，其特征在于，諸如揮發(fā)性有機化合物的有害氣體組成的氣流往復(fù)的穿過熱氧化回收區(qū)，經(jīng)過氧化和分解后排放到大氣中。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無焰雙向熱氧化器，其特征在于，熱氧化反應(yīng)室內(nèi)無焰氧化時的有機揮發(fā)性化合物/有害氣體的污染物應(yīng)在可燃下限的85%、爆炸下限的25%的區(qū)間進行。
全文摘要
本申請?zhí)峁┮环N無焰雙向熱氧化器，包括熱氧化反應(yīng)室和分別設(shè)置在該熱氧化反應(yīng)室左右兩側(cè)并與外部管道連通的兩個氣道，每個氣道內(nèi)分別設(shè)置有靜態(tài)混合器；熱氧化反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有電熱元件和熱水/蒸汽管。
文檔編號F23G7/06GK102809162SQ20121028106
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者陳漢笙 申請人:陳漢笙