專利名稱：系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，一種適合所有VOCs (發(fā)揮性有機(jī)氣體)焚燒、氧化處理的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐。
背景技術(shù)：
當(dāng)前能源短缺和環(huán)境污染問題日益凸顯，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)變得十分迫切。電子、半導(dǎo)體、醫(yī)藥等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，使在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的V0Cs(發(fā)揮性有機(jī)氣體)繼續(xù)不斷地污染、破壞生態(tài)環(huán)境。VOCs (發(fā)揮性有機(jī)氣體)以下簡稱VOCsVOCs常見成分及物理性質(zhì)
化學(xué)品I M.WB. P°C F. P°C LEL% 分子式
~Tpa(異丙醇)—60. I ~ 88 — 21. I! — 2.5C3H8O
Icetone (丙酮)一 58. I _ 56 ~ -20 ~ 2.6CH.COCH,
Igmea(丙二醇甲醚乙酸)—78.1 — 146 ~ 45i. 5C6H1A
^GME(丙二醇甲醚) —90.0 ~ 120 — 37.78 — 1.6C4H10Oa
]MS0(二甲基亞砜) —78. I ~ 189 — 95/89 —CaHqSO
Iea (乙醇胺)—61. I ~ 171 ~ 935. 5CaH7ON
Idg (二乙二醇丁醚) —162.2 ~ 230 ~ 110 —C8H1A
lMP(N-甲基吡咯烷酮)—99. I ~ 202 ~ 93I. 3C5HqNO
HMDS (六甲基二桂胺腔)161.4 I 126 IC6H19SiVOCs 的特性依排放氣體的沸點(diǎn)特性，可歸類為高沸點(diǎn)的VOCs (沸點(diǎn)大于150°C )，一般沸點(diǎn)有機(jī)化合物(沸點(diǎn)在30°C以上，1500C以下)及室溫即為氣體存在的有機(jī)化合物。而依排放氣體的化學(xué)性質(zhì)又可區(qū)分為臭、毒及一般性之VOCs。其對(duì)環(huán)境也造成不同程度的危害。VOCs的一般處理方法混合式處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)輪濃縮器+再生蓄熱氧化爐(Regenerat iveTO ；RT0)濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)該系統(tǒng)分吸附、脫附、冷卻三個(gè)區(qū)域，系統(tǒng)對(duì)廢氣中的VOCs進(jìn)行吸附并對(duì)吸附后的VOCs進(jìn)行高溫脫附，脫附后的轉(zhuǎn)輪進(jìn)入冷卻區(qū)，冷卻后以備后續(xù)的吸附。循環(huán)工作，周爾復(fù)始。焚化爐系統(tǒng)對(duì)經(jīng)轉(zhuǎn)輪脫附出來的VOCs進(jìn)行高溫732°C裂解，裂解后的成分分別與O2反應(yīng)，生成二氧化碳和水蒸汽。換熱系統(tǒng)焚化爐出來的氣體與脫附后的氣體進(jìn)行熱交換，使將進(jìn)入氧化爐的氣體溫度達(dá)到合適溫度，從而減少氧化爐燃燒燃料。各國都在致力研發(fā)新一代VOCs處理技術(shù)，尤其是對(duì)VOCs焚燒技術(shù)更是重視。這種焚燒處理技術(shù)就是把VOCs進(jìn)行加熱氧化、裂解，將碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為二氧化碳(CO2)和水(H2O)的典型流程。這個(gè)過程是將制程廢氣溫度升高以打斷碳?xì)滏I，而產(chǎn)生二氧化碳(CO2)和水(H2O)。這個(gè)過程的發(fā)生也產(chǎn)生放熱反應(yīng)。焚燒爐的熱源需求主要是加熱空氣到有機(jī)溶劑裂解所需要的熱量，有機(jī)溶劑在裂解的同時(shí)，也能提供部分熱能，減少對(duì)燃料的需求。焚燒爐膛應(yīng)保持在800-850°C并讓在爐膛內(nèi)滯留一段時(shí)間被氧化、裂解，這段時(shí)間不應(yīng)小于2秒。VOCs進(jìn)行加熱氧化、裂解后，產(chǎn)生二氧化碳(CO2)和水(H2O)被排放到大氣，對(duì)環(huán)境沒有污染，但是，仍然帶有熱量，這就需要一個(gè)很好的燃燒系統(tǒng)和熱回收設(shè)備，使排放氣體達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，減少對(duì)能源的消耗、消除對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。目前，兩塔式、三塔式VOCs焚燒爐正廣泛應(yīng)用。兩塔式、三塔式焚燒爐的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，VOCs加熱氧化、裂解率95-99%。這些焚燒爐設(shè)計(jì)有蓄熱室，蓄熱室內(nèi)部填充蜂巢式陶瓷結(jié)構(gòu)蓄熱槽，熱回收效率可以達(dá)到93% (±2%)左右。蓄熱槽分段進(jìn)行吸熱、放熱、吹除，在吹除段，進(jìn)氣槽與排氣槽熱量切換，達(dá)到熱回收的目的。但是，兩塔式、三塔式VOCs焚燒爐的啟機(jī)階段需要預(yù)熱，陶瓷蓄熱槽被燃燒機(jī)逐漸加溫至工作溫度，在VOCs未加熱氧化處理前，需要消耗大量燃料。VOCs通過放熱的蓄熱槽進(jìn)行吸熱升溫，到焚燒爐膛燃燒后，高溫的氣體再經(jīng)過蓄熱槽放熱，加熱蓄熱材料。利用陶瓷蓄熱材料的吸熱、放熱過程進(jìn)行余熱回收，雖然減少了部分燃料消耗，但是余熱回收效率低。使用大量的瓷蓄熱材料，使 爐體體積龐大，增加了焚燒爐建造成本。因?yàn)樾顭岵鄯涑彩蕉嗫捉Y(jié)構(gòu)，管路細(xì)長，VOCs紊流式氣流在爐膛內(nèi)拐彎較多，風(fēng)阻大，氣流流速低，容易滯留殘余未燃燒的VOCs物質(zhì)，造成管路阻塞，需要隨時(shí)更換部分蓄熱槽和增加吹風(fēng)風(fēng)機(jī)，也增加了建造成本和維修成本。這些已經(jīng)成為當(dāng)前兩塔式、三塔式VOCs焚燒爐的成本居高不下，管理復(fù)雜、故障頻發(fā)、維修困難的主要因素。為了提高VOCs加熱氧化、裂解效率，減少燃料的消耗量，降低燃燒建造成本，我們根據(jù)“阿基米德螺旋線”的基本原理，設(shè)計(jì)出系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，焚燒爐的燃燒室被設(shè)計(jì)為陶瓷阿基米德螺旋線爐膛，送風(fēng)口與爐膛的切入角為13.5度。被濃縮、脫附后的VOCs進(jìn)入陶瓷阿基米德螺旋線爐膛后，形成螺旋氣流，與燃燒機(jī)火焰充分混合、完全燃燒。螺旋氣流在爐膛內(nèi)停留時(shí)間要比兩塔式、三塔式VOCs焚燒爐長，不會(huì)產(chǎn)生殘留氣體和殘留物，既減少了燃料的消耗量，也使燃燒效率大幅提高。系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐采用新的燃燒方式和過程后，使VOCs在第一燃燒機(jī)焚燒階段，已經(jīng)接近全部氧化、裂解，裂解率達(dá)到96-98%，在第二燃燒機(jī)燃燒階段，繼續(xù)氧化、裂解，裂解率達(dá)到99-99. 5%以上。系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐比現(xiàn)在世界上普遍采用的兩塔式、三塔式VOCs焚燒爐的裂解率高，不需要安裝蜂巢式陶瓷結(jié)構(gòu)蓄熱槽，體積要小30%以上，建造成本降低35-40%。也降低了安裝費(fèi)用和維修費(fèi)用，是節(jié)能減排的高效環(huán)保產(chǎn)品，代表了新一代VOCs焚燒爐的發(fā)展趨勢和方向。

發(fā)明內(nèi)容
一種系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，一種適合所有VOCs燃燒、氧化、裂解處理的系列化熱回收式VOCs焚燒爐。本發(fā)明的主要目的在于提高VOCs焚燒爐的燃燒效率，提高氧化、裂解率、降低燃料的消耗量、降低建造成本和安裝、維修成本。為了達(dá)到上述節(jié)能、環(huán)保目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，一種適合所有VOCs燃燒、裂解處理的系列化非相變超導(dǎo)熱管熱回收式焚燒爐。包括由內(nèi)螺旋式VocsS燒爐體、陶瓷阿基米德螺旋線爐膛、一次、二次燃燒機(jī)、處理風(fēng)機(jī)、非相變超導(dǎo)熱管換熱器、可拆卸過濾器、廢氣輸入管、進(jìn)氣口、溫度檢測器、排氣檢測孔、PLC控制箱、二次風(fēng)機(jī)、煙 、工作平臺(tái)、爐體支架等組成。焚燒爐體安裝在爐體支架上，PLC控制箱安裝在燃燒爐旁邊。這種系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的燃燒方式是螺旋式，送風(fēng)口與爐膛的切入角為13. 5度，VOCs從送風(fēng)口進(jìn)入陶瓷阿基米德螺旋線爐膛后，形成螺旋氣流，與燃燒機(jī)火焰充分混合、完全燃燒，保證VOCs燃燒、氧化、裂解的效率高。在燃燒過程中，螺旋氣流在爐膛內(nèi)停留時(shí)間長，與火焰混合完全，燃燒充分。這種燃燒方式和過程，減少了燃料的消耗，燃燒、裂解率比兩塔式、三塔式VOCs焚燒爐提高O. 5-1%。這種系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的熱回收方式是非相變超導(dǎo)熱管熱回收式，采用非相變超導(dǎo)熱管進(jìn)行熱能回收，效率高、體積小、成本低廉。系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的發(fā)明，是VOCs焚燒爐燃燒方式和過程以及熱回收方式的重大技術(shù)突破和創(chuàng)新。
上述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的內(nèi)螺旋式VOCs氣體焚燒爐體，由陶瓷阿基米德螺旋線爐膛、50MM厚石棉保溫板和鋼板外殼組成，由水平段和垂直段組成L形，安裝在爐體支架上。上述的內(nèi)螺旋式VOCs氣體焚燒爐體的陶瓷阿基米德螺旋線爐膛，是根據(jù)阿基米德螺旋線原理設(shè)計(jì)而成，爐膛厚度120-240毫米，內(nèi)表面制成螺旋角為13. 5度的螺旋線，用陶瓷材料整體或以部件的形式燒制而成。所述的陶瓷阿基米德螺旋線爐膛的螺旋線環(huán)繞成圓形，進(jìn)口端、出口端在同一軸心線上。水平段爐膛的側(cè)面有切入角為13. 5度的進(jìn)風(fēng)口。陶瓷阿基米德螺旋線爐膛由水平段和垂直段結(jié)合而成，做成90度焚燒爐體，L形結(jié)構(gòu)。垂直爐膛與水平爐膛的長度比例為O. 618。爐膛的管徑、長度根據(jù)處理VOCs流量的大小，設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)化系列產(chǎn)品。陶瓷爐膛內(nèi)面光潔，使氣流流暢，陶瓷材料既耐火又隔熱，爐膛外面包裹一層50毫米的耐火保溫材料和外層鋼板，制成整體式焚燒爐體，既美觀又保溫、隔熱，減少熱量的傳導(dǎo)、輻射損失，降低燃料的消耗量，節(jié)能、環(huán)保。上述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的前部安裝有一次燃燒機(jī)，在焚燒爐體的拐角處下方安裝有二次燃燒機(jī)，這兩個(gè)燃燒機(jī)采用美國north Amenican或Maxon廠牌的產(chǎn)品。有符合認(rèn)證(FM&UL))與適合的天燃?xì)馊剂舷盗薪M件，其配置與選用全部通過國際半導(dǎo)體協(xié)會(huì)的安全認(rèn)證(SEML-S2)。系列組件包含有過濾器、天燃?xì)鉁p壓閥、高低壓快速關(guān)閥、高低壓壓力開關(guān)、天燃?xì)忾_度控制閥(空燃比控制閥)、殘留天燃?xì)馀欧烹姶砰y、母火控制電磁閥、點(diǎn)火棒(搭配有高壓點(diǎn)火線圈)高低壓天燃?xì)鈮毫Ρ怼⑻烊細(xì)飧綦x閥。通過以上系列天燃?xì)饨M件調(diào)節(jié)天燃?xì)獾牧髁?，控制燃燒機(jī)火焰和焚燒爐燃燒溫度。上述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐安裝有非相變超導(dǎo)熱管換熱器，非相變超導(dǎo)熱管換熱器由非相變超導(dǎo)熱管制作而成，非相變超導(dǎo)熱管通過力的擴(kuò)散傳遞熱量，其原理與概念和現(xiàn)行的相變超導(dǎo)熱管完全不同，其傳熱密度可以達(dá)到200-300瓦/平方厘米，是相變超導(dǎo)熱管的數(shù)十甚至一百多倍。非相變超導(dǎo)熱管傳熱方式為閉環(huán)系統(tǒng)，可以彎曲。在國外已經(jīng)申請(qǐng)專利。非相變超導(dǎo)熱管換熱器分前端和后端兩個(gè)部分，分別安裝在焚燒爐排氣口和進(jìn)氣口上。VOCs在焚燒爐內(nèi)加熱氧化、裂解后，產(chǎn)生二氧化碳(CO2)和水(H2O),帶有大量熱量。安裝在焚燒爐排氣口的非相變超導(dǎo)熱管換熱器后端部分，吸收排出氣體的熱量并傳送到換熱器前端，加熱即將進(jìn)入焚燒爐進(jìn)行燃燒處理的VOCs，以減少天燃?xì)饣蚱渌剂系南牧?。非相變超?dǎo)熱管換熱器體積小、傳熱速度快，比兩塔式、三塔式焚燒爐的蜂巢式陶瓷結(jié)構(gòu)蓄熱槽傳熱效率提高35-40%，體積減小近30%以上，建造成本可以降低35-40%。上述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐在煙囪根部安裝有可拆卸排氣初效過濾器。VOCs在焚燒爐內(nèi)被燃燒、氧化、裂解后，產(chǎn)生水和二氧化碳被排出爐外，為了保證被排出的被處理后的氣體達(dá)到環(huán)保要求的標(biāo)準(zhǔn)，防止極少量VOCs物質(zhì)逃逸，可拆卸排氣初效過濾器把即將排出的已處理氣體中可能存在的有害物質(zhì)和雜質(zhì)進(jìn)一步過濾，確保排到大氣中的氣體質(zhì)量達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和要求。可拆卸排氣初效過濾器的結(jié)構(gòu)是可拆卸式，過濾網(wǎng)可以隨時(shí)拆下清洗和更換，鉸鏈?zhǔn)矫芊忾T扣緊箱體，保證不漏氣。上述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐安裝有處理風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)，處理風(fēng)機(jī)安裝在廢氣輸入管后端，固定在下層工作平臺(tái)上。處理風(fēng)機(jī)把廢氣引入非相變超導(dǎo)熱管換熱器的前端，進(jìn)行預(yù)熱，然后再通過送風(fēng)口送進(jìn)焚燒爐的陶瓷阿基米德螺旋線爐膛燃燒、裂解。二次風(fēng)機(jī)安裝在焚燒爐的尾端，固定在上層工作平臺(tái)上。二次風(fēng)機(jī)利用抽吸力，克服經(jīng)余熱回收和過濾器的氣流壓力降低，把VOCs在加熱氧化、裂解后，產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)和水(H2O)排出焚燒爐外。 上述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐安裝有溫度檢測器和排氣檢測孔。溫度檢測器分段安裝在焚燒爐爐體上，溫度檢測器的溫感探頭檢測焚燒爐內(nèi)的各段溫度，并把檢測到的溫度信號(hào)傳遞給PLC箱。排氣檢測孔安裝在距煙囪入口 I. 5D-0. 5D的地方，是環(huán)保檢測儀器安放點(diǎn)，平時(shí)用密封蓋蓋嚴(yán)。上述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐安裝有PLC控制箱。PLC控制箱使用彩色人機(jī)接口，控制系統(tǒng)操作與參數(shù)設(shè)定可以在觸控屏上完成，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)焚燒爐體上安裝的溫度檢測器傳輸來的信號(hào)控制焚燒過程，并負(fù)責(zé)爐溫監(jiān)控保護(hù)。PLC控制箱可以單獨(dú)在焚燒爐使用，也可以與VOCs處理系統(tǒng)其它設(shè)備控制柜聯(lián)機(jī)使用。通過PLC控制箱可以調(diào)節(jié)燃燒機(jī)噴頭進(jìn)入陶瓷阿基米德螺旋線爐膛的火焰大小，控制燃燒室溫度上述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐安裝有排氣煙囪。煙囪安裝在二次風(fēng)機(jī)的上方，煙囪用于排放VOCs在加熱氧化、裂解后，產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)和水(H2O)。煙囪主要是利用負(fù)壓抽吸原理，通過高度產(chǎn)生負(fù)壓抽力，把處理后的無害氣體排到大氣。煙囪內(nèi)氣體流速小于18M/S。上述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐安裝有工作平臺(tái)和爐體支架。工作平臺(tái)分上下兩層，其作用是安裝處理風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)，維修、更換過濾器、檢測排放氣體。爐體支架支撐焚燒爐體、安裝二次燃燒機(jī)。采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的燃燒、氧化、裂解率比兩塔式、三塔式VOCs焚燒爐提高O. 5-1%，燃料的消耗量減少25-30%。體積減小近30%以上，建造成本降低35-40%。系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的發(fā)明，是VOCs焚燒爐燃燒方式和過程的重大突破。系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的燃燒方式和過程是把VOCs送進(jìn)陶瓷阿基米德螺旋線爐膛，形成螺旋氣流，與燃燒機(jī)火焰充分混合、完全燃燒。燃燒、裂解率大大提高。非相變超導(dǎo)熱管換熱器把焚燒爐尾排出氣體的熱量回收并加熱即將進(jìn)入焚燒爐待處理的廢氣，提高換熱效率、降低燃料消耗。關(guān)鍵技術(shù)是利用“阿基米德螺旋線原理”和“非相變超導(dǎo)熱管”技術(shù)，設(shè)計(jì)出系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐；最大特征是燃燒方式和過程以及熱回收方式的改變。提高了燃燒、裂解率，減少了燃燒過程的熱量損失和燃料消耗，減小了焚燒爐體積，降低了建造成本。這一發(fā)明，是現(xiàn)代VOCs燃燒技術(shù)的重大突破。


說明書附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明，茲配合說明書附圖詳細(xì)說明。請(qǐng)參考說明書附圖所示，本發(fā)明公開了一種系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，一種適合所有VOCs處理的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，由包括內(nèi)螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I、陶瓷阿基米德螺旋線爐膛1-1、50MM厚石棉保溫板1-2、鋼板外殼1-3、一次燃燒機(jī)2、非相變超導(dǎo)熱管換熱器3、處理風(fēng)機(jī)4、可拆卸排氣過濾器
5、二次燃燒機(jī)6、廢氣輸入管7、進(jìn)氣口 8、溫度檢測器9、排氣檢測孔10、PLC控制箱11、二次風(fēng)機(jī)12、煙囪13、工作平臺(tái)14、爐體支架15等組成。焚燒爐體安裝在爐體支架上，PLC控制箱安裝在焚燒爐旁邊。其中內(nèi)螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I安裝在爐體支架15上，一次燃燒機(jī)2安裝在螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I前部，陶瓷阿基米德螺旋線爐膛1-1安裝在螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I內(nèi)部，二次燃燒機(jī)6安裝在螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I拐角處，非相變超導(dǎo)熱管換熱器3的吸熱后端安裝在焚燒爐頂排氣口上，前端安裝在處理風(fēng)機(jī)4下部，處理風(fēng)機(jī)4安裝在下部工作平臺(tái)14上，廢氣輸入管7安裝在處理風(fēng)機(jī)4前端，進(jìn)氣口 8安裝在處理風(fēng)機(jī)4后端，與內(nèi)螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I相連，二次風(fēng)機(jī)12安裝在上部工作平臺(tái)14上，煙囪13安裝在二次風(fēng)機(jī)12的出口處，可拆卸排氣過濾器5安裝在二次風(fēng)機(jī)12的入口處，溫度檢測器9分段安裝在螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I上，排氣檢測孔10安裝在煙囪13上，PLC控制箱11安裝在內(nèi)螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I旁側(cè)，上部和下部工作平臺(tái)14安裝在內(nèi)螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I旁側(cè)。以上各部件共同組成一個(gè)焚燒爐體,與VOCs處理、燃燒系統(tǒng)其他設(shè)備配合使用。上述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐具體實(shí)施方式
是廢氣輸入管7與生VOCs處理、燃燒系統(tǒng)的濃縮轉(zhuǎn)輪相連。濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)分吸附、脫附、冷卻三個(gè)區(qū)域，系統(tǒng)對(duì)廢氣中的VOCs進(jìn)行吸附并對(duì)吸附后的VOCs進(jìn)行高溫脫附，脫附后的轉(zhuǎn)輪進(jìn)入冷卻區(qū)，冷卻后以備后續(xù)的吸附，循環(huán)工作，周爾復(fù)始。處理風(fēng)機(jī)4從廢氣輸入管7把高溫脫附的濃縮VOCs送進(jìn)非相變超導(dǎo)熱管換熱器3的前端，預(yù)熱、升溫，然后從進(jìn)氣口 8以13. 5度的切入角進(jìn)入內(nèi)螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I內(nèi)部的陶瓷阿基米德螺旋線爐膛1-1，在阿基米德螺旋線的作用下，濃縮VOCs形成螺旋氣流，安裝在內(nèi)螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I前部的一次燃燒機(jī)2同時(shí)點(diǎn)火，其火焰與濃縮VOCs螺旋氣流充分混合、燃燒，濃縮中的VOCs在800-85(TC高溫下氧化、裂解，被打斷碳?xì)滏I，并形成新鍵，產(chǎn)生二氧化碳(CO2)與水蒸汽(H2O)。濃縮VOCs螺旋氣流在陶瓷阿基米德螺旋線爐膛1-1的水平段被800-850°C的火焰氧化、裂解后，繼續(xù)以螺旋氣流的方式拐角進(jìn)入陶瓷阿基米德螺旋線爐膛1-1的垂直段，被安裝在內(nèi)螺旋式VOCs氣體焚燒爐體I拐角處的二次燃燒機(jī)6的火焰繼續(xù)燃燒，殘余的VOCs物質(zhì)幾乎全部被氧化、裂解成二氧化碳(CO2)與水蒸汽(H2O),從焚燒爐頂排出。安裝在焚燒爐頂排出口處的非相變超導(dǎo)熱管換熱器3的后吸熱端，把排出的二氧化碳(CO2)與水蒸汽(H2O)攜帶的熱量吸收并以極快的速度傳遞到安裝在處理風(fēng)機(jī)4下部的非相變超導(dǎo)熱管換熱器3的前放熱端，預(yù)熱流經(jīng)的濃縮VOCs，以減少燃料的消耗。從焚燒爐頂排出的二氧化碳(CO2)與水蒸汽(H2O)攜帶的熱量被非相變超導(dǎo)熱管換熱器3吸收后，溫度降低，同時(shí)流速也降低，經(jīng)經(jīng)安裝在二次風(fēng)機(jī)12的入口處可拆卸排氣過濾器5過濾后，流速和壓力進(jìn)一步降低，安裝在上部工作平臺(tái)14上層的二次風(fēng)機(jī)12，把二氧化碳(CO2)與水蒸汽(H2O)抽出，從安裝在二次風(fēng)機(jī)12的出口處的煙囪13排向大氣。從此完成濃縮VOCs在系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐中的燃燒、氧化、裂解過程。PLC控制箱11始終控制系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的燃燒過程，PLC控制箱使用彩色人機(jī)接口，控制系統(tǒng)操作與參數(shù)設(shè)定可以在觸控屏上完成，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)焚燒爐體上安裝的溫度檢測器傳輸來的信號(hào)控制燃燒機(jī)火焰大小和焚燒爐 內(nèi)溫度，并負(fù)責(zé)爐溫監(jiān)控保護(hù)。系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的燃燒方式是濃縮VOCs螺旋式氣流燃燒，與火焰混合充分、在焚燒爐內(nèi)停留時(shí)間長，燃燒完全，燃料消耗量少，氧化、裂解效率高。系列化熱回收式焚燒爐的熱回收方式是非相變超導(dǎo)熱管換熱器吸熱、放熱，體積小、傳熱效率高?，F(xiàn)在普遍使用的兩塔式、三塔式VOCs焚燒爐雖然氧化、裂解效率較高，但是，內(nèi)部蓄熱、換熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，蓄熱槽蜂巢式多孔結(jié)構(gòu)，管路細(xì)長，氣流流速低，容易滯留殘余未燃燒的VOCs物質(zhì)，造成管路阻塞，VOCs紊流式氣流在爐膛內(nèi)拐彎較多，風(fēng)阻大，燃料消耗量大，風(fēng)機(jī)功率大，能耗大，焚燒爐體積龐大，控制、檢測系統(tǒng)復(fù)雜，故障多，維修困難，建造和維修成本高。系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的發(fā)明，改變了兩塔式、三塔式VOCs焚燒爐的燃燒方式和燃燒過程，提高了 VOCs燃燒、氧化、裂解效率；使用了目前屬于世界頂級(jí)傳熱技術(shù)的非相變超導(dǎo)熱管換熱器，把余熱充分回收、利用，減少了熱損失和燃料消耗量。系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐體積小，結(jié)構(gòu)簡單，控制系統(tǒng)簡明有效，建造成本低廉，安裝、維護(hù)方便。本發(fā)明，適合所VOCs處理、焚燒系統(tǒng)設(shè)備。系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐高效、低成本處理VOCs，減少對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體健康的危害，將逐漸取代現(xiàn)在普遍使用的兩塔式、三塔式VOCs焚燒爐，系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的發(fā)明，為節(jié)能減排、環(huán)保領(lǐng)域作出巨大貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種系列化熱回收式燃燒爐，一種適合所有VOCs (發(fā)揮性有機(jī)氣體)處理的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，由包括由內(nèi)螺旋式VOCs焚燒爐體、陶瓷阿基米德螺旋線爐膛、一次、二次燃燒機(jī)、處理風(fēng)機(jī)、非相變超導(dǎo)熱管換熱器、可拆卸過濾器、廢氣輸入管、進(jìn)氣口、溫度檢測器、排氣檢測孔、PLC控制箱、二次風(fēng)機(jī)、煙 、工作平臺(tái)、爐體支架等組成。焚燒爐體安裝在爐體支架上，PLC控制箱安裝在燃燒爐旁邊，也可以與VOCs處理系統(tǒng)的控制拒安裝在一起，統(tǒng)一控制。工作平臺(tái)分上下兩層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，其特征在于，所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐是系列化產(chǎn)品，對(duì)VOCs (發(fā)揮性有機(jī)氣體)處理量由小到大，從50立方米/小時(shí)到50000立方米/小時(shí)的VOCs (發(fā)揮性有機(jī)氣體)，都有相對(duì)應(yīng)的L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐供選擇、配套使用。配套的一次、二次燃燒機(jī)，把VOCs (發(fā)揮性有機(jī)氣體)加熱到有機(jī)溶劑裂解溫度，加熱的熱量從小到大，與系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐配套使用，
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，其特征在于，所述系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，采用的是旋轉(zhuǎn)氣流燃燒方式被轉(zhuǎn)輪等吸附、濃縮、脫附設(shè)備脫附后的VOCs (發(fā)揮性有機(jī)氣體)，由處理風(fēng)機(jī)送進(jìn)非相變超導(dǎo)管換熱器的后端預(yù)熱，再經(jīng)與燃燒爐體切入角為13. 5度的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入陶瓷阿基米德螺旋線爐膛，沿著爐膛內(nèi)陶瓷阿基米德螺旋線旋轉(zhuǎn)，形成螺旋氣流，與一次、二次燃燒機(jī)的火焰充分接觸焚燒，由于火焰與廢氣充分混合，燃燒完全，焚燒、氧化效率比傳統(tǒng)兩塔、三塔式VOCs (發(fā)揮性有機(jī)氣體)焚燒爐提高O. 5-1 %，燃料消耗減少25-30 %，建造成本降低35-40%。實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能目標(biāo)。
4.如權(quán)利要求I所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，其特征在于，所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐爐膛全部為陶瓷阿基米德螺旋線爐膛，陶瓷阿基米德螺旋線爐膛采用陶瓷耐火材料制作，尺寸大小系列化，在陶瓷廠整體或分段燒制而成，內(nèi)表面光滑，耐火、耐腐蝕，厚度從120毫米至240毫米。爐膛上安裝有切入角為13. 5度的陶瓷風(fēng)口，與帶保溫層的切入角為13. 5度的鋼制進(jìn)風(fēng)口接駁。通過風(fēng)口進(jìn)入爐膛后會(huì)形成螺旋氣流。
5.如權(quán)利要求I所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，其特征在于，所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐采用非相變超導(dǎo)熱管換熱器，非相變超導(dǎo)熱管換熱器由非相變超導(dǎo)熱管制成閉環(huán)系統(tǒng)，把焚化爐出來的氣體與脫附后的氣體進(jìn)行熱交換。其前端置于VOCs焚燒爐的排出口頂部，吸收經(jīng)焚燒處理后將排放到大氣的氣體熱量，以極快的速度傳送到非相變超導(dǎo)熱管換熱器后端，使將進(jìn)入焚化爐的氣體溫度達(dá)到合適溫度，從而減少氧化爐燃燒燃料。非相變超導(dǎo)熱管傳熱原理與概念不同于普通相變超導(dǎo)熱管，是通過力的擴(kuò)散傳遞熱量?？梢詮澢?，做成各種形狀。其傳熱密度可以達(dá)到35瓦/平方毫米，是相變超導(dǎo)熱管的數(shù)十甚至一百多倍，傳熱效率可以達(dá)到95%以上。
6.如權(quán)利要求I所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，其特征在于，所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐安裝有可拆卸排氣初效過濾器。在焚燒爐內(nèi)被焚燒、裂解，氫鏈被打破，產(chǎn)生水和二氧化碳被出爐外。為了保證被排出的氣體達(dá)到環(huán)保要求的標(biāo)準(zhǔn)，防止極少量逃逸，在煙囪下部安裝可拆卸排氣初效過濾器，過濾、吸附排出氣體中可能存在的有害物質(zhì)和雜質(zhì)，確保排到大氣中的氣體質(zhì)量達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和要求?？刹鹦杜艢獬跣н^濾器的結(jié)構(gòu)是可拆卸式，過濾網(wǎng)可以隨時(shí)拆下清洗和更換，鉸鏈?zhǔn)矫芊忾T扣緊箱體，保證不漏氣。
7.如權(quán)利要求I所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，其特征在于，所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐的內(nèi)螺旋式VOCs焚燒爐體結(jié)構(gòu)是橫豎形即L形結(jié)構(gòu)，安裝在機(jī)架上。由一次燃燒機(jī)提供焚燒熱量的內(nèi)螺旋式VOCs焚燒爐體是橫形，爐體較長，進(jìn)入的機(jī)廢氣VOCs旋轉(zhuǎn)氣流，大部分在這段爐體內(nèi)被焚燒氧化、裂解。豎形內(nèi)螺旋式VOCs焚燒爐體與橫形內(nèi)螺旋式VOCs焚燒爐體90度連接，在橫形內(nèi)螺旋式VOCs焚燒爐體焚燒、裂解后的旋轉(zhuǎn)氣流在爐膛內(nèi)由螺旋推進(jìn)力、氣流熱力和煙囪負(fù)壓抽吸力作用下，拐彎90度進(jìn)入豎形內(nèi)螺旋式VOCs焚燒爐體，繼續(xù)以旋轉(zhuǎn)氣流形式與二次燃燒機(jī)火焰充分混合，把殘余有害氣體焚燒氧化、裂解后產(chǎn)生二氧化碳和水排出排出爐外。橫形內(nèi)螺旋式VOCs焚燒爐體在煙囪的作用下產(chǎn)生的負(fù)壓抽吸力，可以減小排氣阻力，加快排出氣體的流動(dòng)。橫形與豎形內(nèi)螺旋式VOCsS燒爐體的長度比例為I : O. 618，即按黃金分割法計(jì)算、確定比例。
8.如權(quán)利要求I所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，其特征在于，所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐爐體上，分段安裝有熱電偶式溫度檢測器，檢測燃內(nèi)螺旋式VOCs焚燒爐體各階段的爐內(nèi)溫度，并提供溫度信號(hào)給PLC控制箱，控制一次和二次燃燒機(jī)的燃?xì)饬亢椭歼M(jìn)風(fēng)量，調(diào)節(jié)火焰的大小，確保內(nèi)螺旋式VOCs焚燒爐爐內(nèi)溫度穩(wěn)定，保證VOCs的燃燒、氧化、裂解質(zhì)量。
9.如權(quán)利要求I所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，其特征在于，所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐安裝有PLC控制箱。PLC控制箱使用彩色人機(jī)接口、系統(tǒng)控制，操作與參數(shù)設(shè)定可以在觸控屏上完成。PLC控制系統(tǒng)根據(jù)燃燒爐體上安裝的溫度檢測器傳輸來的信號(hào)，控制燃燒機(jī)火焰大小，穩(wěn)定爐溫，并負(fù)責(zé)爐溫監(jiān)控保護(hù)。PLC控制箱可以單獨(dú)使用，也可以與處理系統(tǒng)設(shè)備的控制柜聯(lián)機(jī)使用。
10.如權(quán)利要求I所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐，其特征在于，所述的系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCs焚燒爐安裝有排氣檢測孔，為環(huán)保部門的檢測設(shè)備提供排氣監(jiān)測點(diǎn)。排氣檢測孔至煙囪出口距離要符合1.OT/0.5D的規(guī)定。平時(shí)不檢測取樣時(shí)，檢測孔被孔蓋蓋緊，不漏氣。
全文摘要
本發(fā)明公開一種系列化L型非相變超導(dǎo)熱管熱回收式VOCS焚燒爐，一種適合所有VOCS(發(fā)揮性有機(jī)氣體)去除系統(tǒng)使用的VOCS焚燒爐。包括由內(nèi)螺旋式焚燒爐體、陶瓷阿基米德螺旋線爐膛、燃燒機(jī)、處理風(fēng)機(jī)、非相變超導(dǎo)熱管換熱器、PLC控制箱等組成。VOCS(發(fā)揮性有機(jī)氣體)氣體經(jīng)去除系統(tǒng)的轉(zhuǎn)輪吸附、濃縮、脫附、預(yù)熱后，進(jìn)入陶瓷阿基米德螺旋線爐膛，形成螺旋氣流，通過兩段式燃燒，全部裂解成為CO2和O2，然后從煙囪排到大氣；非相變超導(dǎo)熱管換熱器進(jìn)行熱回收。這種系列化L型焚燒爐的旋轉(zhuǎn)氣流燃燒方式和余熱回收方式，比傳統(tǒng)的兩塔式、三塔式VOCS焚燒爐燃燒、裂解率提高0.5-1％，燃料消耗減少25-30％，建造成本降低35-40％。
文檔編號(hào)F23C3/00GK102865584SQ20111019021
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者王天祥 申請(qǐng)人:深圳市天亞建筑環(huán)境科技有限公司, 王天祥