本公開涉及一種蓄熱式熱氧化器、一種包括蓄熱式熱氧化器的系統(tǒng)以及一種操作蓄熱式熱氧化器的方法。
背景技術(shù):
1、若干類型的蓄熱式熱氧化器(regenerative?thermal?oxidizer,rto)在本領(lǐng)域中是已知的。rto通常用于廢氣流中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)的氧化(燃燒)。rto通常包括與公共反應(yīng)室流體連通的兩個分隔的床。廢氣被引入rto中以流過床中的一個床來預(yù)熱廢氣。在反應(yīng)室中,voc被氧化,并且所產(chǎn)生的煙氣流過床中的另一床并將熱能傳遞到床。在特定時(shí)間段之后,切換氣體流,使得將廢物引入rto中以流過先前被煙氣加熱的床,并且將反應(yīng)室中產(chǎn)生的煙氣引導(dǎo)穿過先前用于預(yù)熱廢氣的床。由于rto的設(shè)計(jì),可回收大量的(熱)能。
2、對于典型的rto,待氧化的廢氣流將在進(jìn)入rto之前與空氣混合并被稀釋。廢氣通常含有可燃化合物,諸如voc、烴、硫化氫和一氧化碳。在一些國家,廢氣的最小稀釋度是將混合物(廢氣和空氣)的爆炸下限維持在低于25%。例如,bs-en?12753要求這樣做。特別是當(dāng)廢氣含有氫氣時(shí),用于稀釋廢氣所需的空氣量是相當(dāng)大的。在一些國家,稀釋度是由法規(guī)所設(shè)定,在其他國家,則根據(jù)良好的工程實(shí)踐作出決定。
3、因此,已知的rto是體積較大、操作成本高昂并且需要測量設(shè)備以用于測量或確定爆炸下限。
4、本公開的一個目標(biāo)是提供體積較小的rto。本公開的另一目標(biāo)是提供制造成本低廉的rto。本公開的又一目標(biāo)是提供操作成本低廉的rto。本公開的又一目標(biāo)是提供降低能量消耗的rto。本公開的又一目標(biāo)是提供減少二氧化碳和/或氮氧化物排放的rto。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、上述目的中的一者或多者通過組合獨(dú)立權(quán)利要求的特征來解決。在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中提供有利的實(shí)施方案。獨(dú)立權(quán)利要求的特征可與從屬于該獨(dú)立權(quán)利要求的一個或多個權(quán)利要求的特征組合,并且一個或多個從屬權(quán)利要求的各特征可彼此組合。
2、根據(jù)本公開的方面,提出了一種蓄熱式熱氧化器。蓄熱式熱氧化器可包括至少第一傳送室。蓄熱式熱氧化器可包括至少第二傳送室。第一傳送室可包括第一床。第二傳送室可包括第二床。蓄熱式熱氧化器可包括至少一個反應(yīng)室。反應(yīng)室可與第一傳送室流體連通。反應(yīng)室可與第二傳送室流體連通??蓪U氣引入蓄熱式熱氧化器中以流過第一床至反應(yīng)室。另選地或除此之外,可將廢氣引入蓄熱式熱氧化器中以流過第二床至反應(yīng)室。蓄熱式熱氧化器可包括一個或多個第一含氧氣體入口,該一個或多個第一含氧氣體入口用于將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中。該一個或多個第一含氧氣體入口可被定位或設(shè)置在第一床的至少一部分與反應(yīng)室的至少一部分之間。另選地或除此之外,該一個或多個第一含氧氣體入口可被定位或設(shè)置在第二床的至少一部分與反應(yīng)室的至少一部分之間。
3、根據(jù)本公開的方面,提出了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括蓄熱式熱氧化器。蓄熱式熱氧化器可以是任何本文所公開的蓄熱式熱氧化器。例如,蓄熱式熱氧化器包括至少第一傳送室。蓄熱式熱氧化器可包括至少第二傳送室。第一傳送室可包括第一床。第二傳送室可包括第二床。蓄熱式熱氧化器可包括至少一個反應(yīng)室。反應(yīng)室可與第一傳送室流體連通。反應(yīng)室可與第二傳送室流體連通。該系統(tǒng)可包括廢氣管,該廢氣管用于將廢氣源與至少第一傳送室和/或至少第二傳送室連接。該系統(tǒng)可包括含氧氣體管,該含氧氣體管用于將含氧氣體源與蓄熱式熱氧化器連接。該系統(tǒng)可包括控制器??刂破骺杀慌渲脼榻?jīng)由廢氣管將廢氣引導(dǎo)穿過第一床至反應(yīng)室,使得廢氣被第一床預(yù)熱。廢氣可包括至少一種可氧化化合物??刂破骺杀慌渲脼榻?jīng)由含氧氣體管將含氧氣體引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,使得含氧氣體在第一床的至少一部分的下游進(jìn)入蓄熱式熱氧化器。
4、該系統(tǒng)可包括任何本文所公開的蓄熱式熱氧化器。
5、根據(jù)本公開的方面,提出了一種操作蓄熱式熱氧化器的方法。該方法可包括:將廢氣引導(dǎo)穿過蓄熱式熱氧化器的第一傳送室的第一床至蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室,使得廢氣被第一床預(yù)熱。廢氣可包括至少一種可氧化化合物。該方法可包括:將含氧氣體引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,使得含氧氣體在第一床的至少一部分的下游進(jìn)入蓄熱式熱氧化器。
6、任何本文所公開的蓄熱式熱氧化器可通過該方法操作。任何本文所公開的系統(tǒng)可通過該方法操作。
7、根據(jù)本公開,包含待氧化的化合物(例如,污染物)的廢氣可被引導(dǎo)朝向蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室,而無需在進(jìn)入蓄熱式熱氧化器之前用空氣稀釋廢氣。氧化待氧化的化合物所需的氧氣可被分開地引入蓄熱式熱氧化器中。通過將廢氣和氧分開地引入蓄熱式熱氧化器中,明顯較小的氣體體積流過蓄熱式熱氧化器的床,因此增加預(yù)熱廢氣的效率。
8、蓄熱式熱氧化器可包括床,該床由先前氧化循環(huán)預(yù)熱以預(yù)熱輸入氣體(例如,廢氣)。因此,可再生(熱)能。輸入氣體的化合物可在升高的溫度(例如,至少500℃)下被氧化。
9、蓄熱式熱氧化器可包括第一傳送室和第二傳送室。傳送室中的每個傳送室可以是半室,即,室的至少一側(cè)可以是打開的。第一傳送室和第二傳送室可由壁(部分地)分隔。壁可在蓄熱式熱氧化器中(優(yōu)選地朝向反應(yīng)室)延伸。
10、第一傳送室可包括第一床。第二傳送室可包括第二床。本文所公開的床中的每個床可包括填料。例如,填料可以是規(guī)整填料或無規(guī)填料。本文所公開的床中的每個床可包括陶瓷材料。廢氣可流過床以與床交換(熱)能。例如,當(dāng)廢氣的溫度低于床的溫度時(shí),廢氣在流過床時(shí)被加熱或預(yù)熱。
11、第一傳送室可與蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室流體連通。第二傳送室可與蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室流體連通。反應(yīng)室(reaction?chamber)可以是反應(yīng)室(reaction?room)。例如,傳送室可彼此(物理地)分隔。傳送室中的每個傳送室的一側(cè)可朝向反應(yīng)室打開。優(yōu)選地,第一傳送室、第二傳送室和反應(yīng)室可被設(shè)計(jì)為使得流體(例如,氣體)可從第一傳送室流至反應(yīng)室。流體可從反應(yīng)室流至第二傳送室。優(yōu)選地,在蓄熱式熱氧化器內(nèi)部,流體無法在不經(jīng)過反應(yīng)室的情況下從第一傳送室流至第二傳送室。
12、傳送室可被設(shè)計(jì)為使得流體(例如,氣體或液體)從蓄熱式熱氧化器外部導(dǎo)引穿過傳送室的床至反應(yīng)室,并且/或者傳送室可被設(shè)計(jì)為使得流體(例如,氣體或液體)從反應(yīng)室導(dǎo)引穿過傳送室的床至蓄熱式熱氧化器外部。
13、廢氣的可氧化化合物可在反應(yīng)室中被氧化??裳趸衔锏难趸赏ㄟ^可氧化化合物與含氧氣體的氧氣的化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生。
14、反應(yīng)室中的溫度可以是至少500℃、優(yōu)選地至少600℃、更優(yōu)選地至少700℃、更優(yōu)選地至少800℃。另選地或除此之外,反應(yīng)室中的溫度可以是至多1500℃、優(yōu)選地至多1300℃、更優(yōu)選地至多1100℃。具體地,反應(yīng)室中的溫度可介于800℃與1300℃之間。
15、如上文所提及,廢氣可包含一種或多種可氧化化合物。優(yōu)選地,廢氣包含至少兩種不同的可氧化化合物、更優(yōu)選地至少三種不同的可氧化化合物、更優(yōu)選地至少五種不同的可氧化化合物、更優(yōu)選地至少十種不同的可氧化化合物、更優(yōu)選地至少二十種不同的可氧化化合物。不同的可氧化化合物可以在至少一種化學(xué)或物理特性方面不同。例如,不同的可氧化化合物可具有不同的化學(xué)組成和/或不同的可氧化化合物可具有不同的沸點(diǎn)。
16、可氧化化合物的具體示例包括至少一種烴、至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)、硫化氫(h2s)、氫(h2)和/或一氧化碳(co)。優(yōu)選地,廢氣包含至少一種含硫化合物或元素硫。含硫化合物或元素硫可以是廢氣中的可氧化化合物。
17、廢氣可以是在先前的氣體處理單元中處理或預(yù)處理的氣體。例如,廢氣可以是硫回收單元的尾氣。硫回收單元可采用或包括克勞斯工藝(claus?process)。通常,廢氣可以是包含可氧化化合物的任何氣體,優(yōu)選地可氧化化合物是污染物。廢氣可包括來自硫坑的排出氣體和/或吹掃氣體。另外,可將來自硫坑的排出氣體和/或吹掃氣體與廢氣分開地引入蓄熱式熱氧化器中。
18、廢氣源可以是氣體處理單元,例如硫回收單元。廢氣源可以是氣體處理單元的出口或排出口。
19、優(yōu)選地,含氧氣體包含至少5體積%的氧氣(o2)、更優(yōu)選地至少10體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少15體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少20體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少25體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少30體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少35體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少40體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少50體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少60體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少70體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少80體積%的氧氣、更優(yōu)選地至少90體積%的氧氣。例如,含氧氣體可以是空氣??諝饪梢允菄@蓄熱式熱氧化器和/或系統(tǒng)的空氣。含氧氣體源可以是蓄熱式熱氧化器和/或系統(tǒng)的周圍或所處的環(huán)境。
20、蓄熱式熱氧化器可包括一個或多個第一含氧氣體入口,該一個或多個第一含氧氣體入口用于將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中。一個或多個第一含氧氣體入口可被定位在第一床的至少一部分與反應(yīng)室的至少一部分之間。例如,一個或多個第一含氧氣體入口可以是第一傳送室的壁中的孔或噴嘴。另選地,該一個或多個第一含氧氣體入口可以是反應(yīng)室的壁中的孔或噴嘴。
21、第一含氧氣體入口可被定位或設(shè)置為使得含氧氣體進(jìn)入第一傳送室中和/或進(jìn)入反應(yīng)室中。
22、當(dāng)廢氣流過第一傳送室的第一床至反應(yīng)室時(shí),一個或多個第一含氧氣體入口可被定位或設(shè)置在第一床的至少一部分的下游(在流體在其中流動的方向上)。換句話說,一個或多個第一含氧氣體入口可被定位為使得含氧氣體在第一床的至少一部分的下游或之后進(jìn)入蓄熱式熱氧化器。
23、當(dāng)廢氣從反應(yīng)室流過第一傳送室的第一床時(shí),可關(guān)閉一個或所有第一含氧氣體入口。當(dāng)一個或所有第一含氧氣體入口關(guān)閉時(shí),沒有含氧氣體可經(jīng)由一個或所有第一含氧氣體入口進(jìn)入蓄熱式熱氧化器。
24、一個或多個第一含氧氣體入口與第一床的至少一部分之間的距離可小于2.00m、優(yōu)選地小于1.50m、更優(yōu)選小于1.00m、更優(yōu)選地小于0.80m、更優(yōu)選地小于0.60m、更優(yōu)選地小于0.40m、更優(yōu)選地小于0.20m。另選地或除此之外,一個或多個第一含氧氣體入口與第一床的至少一部分之間的距離可以是至少0.05m、優(yōu)選地至少0.10m、更優(yōu)選地至少0.15m。
25、另選地,一個或多個第一含氧氣體入口可被定位在第二床的至少一部分與反應(yīng)室的至少一部分之間。例如,一個或多個第一含氧氣體入口可以是第二傳送室的壁中的孔或噴嘴。另選地,該一個或多個第一含氧氣體入口可以是反應(yīng)室的壁中的孔或噴嘴。在第二床的至少一部分與反應(yīng)室的部分之間的一個或多個第一含氧氣體入口可被設(shè)計(jì)和/或定位和/或設(shè)置為類似于或相等于在第一床的至少一部分與反應(yīng)室的部分之間的一個或多個第一含氧氣體入口。
26、例如,一個或多個第一含氧氣體入口與第二床的至少一部分之間的距離可小于2.00m、優(yōu)選地小于1.50m、更優(yōu)選地小于1.00m、更優(yōu)選地小于0.80m、更優(yōu)選地小于0.60m、更優(yōu)選地小于0.40m、更優(yōu)選地小于0.20m。另選地或除此之外,一個或多個第一含氧氣體入口與第二床的至少一部分之間的距離可以是至少0.05m、優(yōu)選地至少0.10m、更優(yōu)選地至少0.15m。
27、優(yōu)選地,一個或多個第一含氧氣體入口被定位為比廢氣進(jìn)入蓄熱式熱氧化器的入口更靠近反應(yīng)室。更優(yōu)選地,一個或多個第一含氧氣體入口被定位為比廢氣進(jìn)入第一傳送室或進(jìn)入第二傳送室的入口更靠近反應(yīng)室。
28、通常,反應(yīng)室的部分可以是反應(yīng)室的任何部分。優(yōu)選地,反應(yīng)室的部分與床(例如,第一床和/或第二床)的至少一部分之間的距離可以是至少0.20m、優(yōu)選地至少0.40m、更優(yōu)選地至少0.60m、更優(yōu)選地至少0.80m、更優(yōu)選地至少1.00m、更優(yōu)選地至少1.20m、更優(yōu)選地至少1.50m、更優(yōu)選地至少2.00m。另選地或除此之外,反應(yīng)室的部分與床(例如,第一床和/或第二床)的至少一部分之間的距離可以是至多2.50m、優(yōu)選地至多2.00m、更優(yōu)選地至多1.50m、更優(yōu)選地至多1.20m、更優(yōu)選地至多1.00m、更優(yōu)選地至多0.80m、更優(yōu)選地至多0.60m、更優(yōu)選地至多0.40m。反應(yīng)室的部分與床(例如,第一床和/或第二床)的至少一部分之間的距離可以是約2.00m、約1.50m、約1.00m或約0.50m。
29、通常,距離可以是兩個物體或元件或點(diǎn)之間的最短距離(例如,兩個物體或元件或點(diǎn)之間的空間的長度)。
30、通常,可將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中,使得含氧氣體引入床(例如,第一床或第二床)中。另選地或除此之外,可將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中,使得含氧氣體引入床(例如,第一床或第二床)外部。
31、通常,床的部分(例如,第一床的部分或第二床的部分)可以是床的任何部分。床的部分可以是床的上部部分或下部部分。床的部分可位于床的上部部分與下部部分之間。例如,床的部分可以是床在下游方向上的最外部分的一部分。例如,床的部分可以是床在下游方向上的最外部分、上半部分或下半部分的一部分。此外,床的部分可以是床在上游方向上的最外部分的一部分。此外,床的部分可以是床在上游方向上的最外部分、上半部分或下半部分的一部分。
32、當(dāng)廢氣流過床(例如,第一床和/或第二床)至反應(yīng)室時(shí),廢氣可被預(yù)熱。同時(shí),床可被冷卻。當(dāng)氣體(例如,通過在反應(yīng)室中氧化廢氣的可氧化化合物而產(chǎn)生的煙氣)從反應(yīng)室流過床(例如,第一床和/或第二床)時(shí),氣體可被冷卻。同時(shí),床可被加熱。
33、含氧氣體的氧氣可用于氧化廢氣的可氧化化合物。優(yōu)選地,含氧氣體中的氧可不用于點(diǎn)燃燃燒器。
34、可將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中以在反應(yīng)室中提供氧。在反應(yīng)室中,氧可氧化廢氣的可氧化化合物。
35、蓄熱式熱氧化器可包括一個或多個第一含氧氣體入口,該一個或多個第一含氧氣體入口用于將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中,該一個或多個第一含氧氣體入口被定位在第一床的至少一部分與反應(yīng)室的至少一部分之間。此外,熱氧化器可包括一個或多個第二含氧氣體入口,該一個或多個第二含氧氣體入口用于將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中,該一個或多個第二含氧氣體入口被定位在第二床的至少一部分與反應(yīng)室的至少一部分之間。反應(yīng)室的部分可以是反應(yīng)室的一個部分或同一部分。
36、一個或多個第一含氧氣體入口可對應(yīng)于第一傳送室,優(yōu)選地對應(yīng)于第一床。一個或多個第二含氧氣體入口可對應(yīng)于第二傳送室,優(yōu)選地對應(yīng)于第二床。
37、當(dāng)一個或多個第一含氧氣體入口打開以將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中時(shí),一個或多個第二含氧氣體入口可關(guān)閉,使得沒有含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中。當(dāng)一個或多個第二含氧氣體入口打開以將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中時(shí),一個或多個第一含氧氣體入口可關(guān)閉,使得沒有含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中。
38、優(yōu)選地,僅一個或多個第一含氧氣體入口在某個時(shí)間點(diǎn)打開。僅一個或多個第二含氧氣體入口可在某個時(shí)間點(diǎn)打開。
39、蓄熱式熱氧化器可包括加熱器。一個或多個第一含氧氣體入口可被定位為或設(shè)置為比加熱器更靠近第一床。優(yōu)選地,一個或多個第一含氧氣體入口與第一床的至少一部分之間的距離可小于一個或多個第一含氧氣體入口與加熱器之間的距離。一個或多個第一含氧氣體入口與第一床的至少一部分之間的距離可比一個或多個第一含氧氣體入口與加熱器之間的距離小至少0.10m、優(yōu)選地至少0.20m、更優(yōu)選地至少0.30m、更優(yōu)選地至少0.50m。
40、一個或多個第一含氧氣體入口與加熱器之間的距離可以是至少0.10m、優(yōu)選地至少0.20m、更優(yōu)選地至少0.30m、更優(yōu)選地至少0.40m、更優(yōu)選地至少0.50m、更優(yōu)選地至少0.75m、更優(yōu)選地至少1.00m、更優(yōu)選地至少1.50m、更優(yōu)選地至少2.00m。
41、一個或多個第二含氧氣體入口可與一個或多個第一含氧氣體入口類似地或相等地相對于加熱器和/或相對于第二床定位。
42、蓄熱式熱氧化器可包括至少第三傳送室。第三傳送室可包括第三床。反應(yīng)室可與第三傳送室流體流動連通。蓄熱式熱氧化器可包括一個或多個第三含氧氣體入口,該一個或多個第三含氧氣體入口用于將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中。一個或多個第三含氧氣體入口可被定位在第三床的至少一部分與反應(yīng)室的至少一部分之間。
43、第三傳送室可與第一傳送室和/或第二傳送室類似地或相等地設(shè)計(jì)和/或定位。一個或多個第三含氧氣體入口可與一個或多個第一含氧氣體入口和/或一個或多個第二含氧氣體入口類似地或相等地設(shè)計(jì)和/或定位。第三床可與第一床和/或第二床類似地或相等地設(shè)計(jì)和/或定位。
44、例如,第三傳送室可以是半室。第一傳送室、第二傳送室和第三傳送室可由壁、至少兩個壁或至少三個壁(部分地)分隔。
45、一個或多個第三含氧氣體入口可被定位在第三床的至少一部分與反應(yīng)室的至少一部分之間。一個或多個第三含氧氣體入口可以是第三傳送室的壁中的孔或噴嘴。
46、一個或多個第三含氧氣體入口與第三床的至少一部分之間的距離可小于2.00m、優(yōu)選地小于1.50m、更優(yōu)選小于1.00m、更優(yōu)選地小于0.80m、更優(yōu)選地小于0.60m、更優(yōu)選地小于0.40m、更優(yōu)選地小于0.20m。另選地或除此之外,一個或多個第三含氧氣體入口與第三床的至少一部分之間的距離可以是至少0.05m、優(yōu)選地至少0.10m、更優(yōu)選地至少0.15m。
47、一個或多個第三含氧氣體入口可被定位為比廢氣進(jìn)入蓄熱式熱氧化器的入口中更靠近反應(yīng)室。
48、一個或多個第三含氧氣體入口與第三床的至少一部分之間的距離可小于第三含氧氣體入口與加熱器之間的距離。一個或多個第三含氧氣體入口與第三床的至少一部分之間的距離可比一個或多個第三含氧氣體入口與加熱器之間的距離小至少0.10m、優(yōu)選地至少0.20m、更優(yōu)選地至少0.30m、更優(yōu)選地至少0.50m。
49、一個或多個第三含氧氣體入口與加熱器之間的距離可以是至少0.10m、優(yōu)選地至少0.20m、更優(yōu)選地至少0.30m、更優(yōu)選地至少0.40m、更優(yōu)選地至少0.50m、更優(yōu)選地至少0.75m、更優(yōu)選地至少1.00m、更優(yōu)選地至少1.50m、更優(yōu)選地至少2.00m。
50、一個或多個第三含氧氣體入口可對應(yīng)于第三傳送室。當(dāng)一個或多個第三含氧氣體入口打開以將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中時(shí),一個或多個第一二含氧氣體入口和一個或多個第二含氧氣體入口可關(guān)閉。
51、蓄熱式熱氧化器的每個傳送室可包括至少兩個含氧氣體入口。優(yōu)選地,蓄熱式熱室的每個傳送室包括至少三個含氧氣體入口。更優(yōu)選地,蓄熱式熱室的每個傳送室包括至少四個含氧氣體入口。
52、例如,一個或多個第一含氧氣體入口可包括至少兩個第一含氧氣體入口。一個或多個第一含氧氣體入口可將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中。第一含氧氣體入口中的每個第一含氧氣體入口可對應(yīng)于第一傳送室。第一含氧氣體入口可包括至少三個第一含氧氣體入口或至少四個第一含氧氣體入口。
53、類似地,一個或多個第二含氧氣體入口可包括至少兩個第二含氧氣體入口、至少三個第二含氧氣體入口或至少四個第二含氧氣體入口。類似地,一個或多個第三含氧氣體入口可包括至少兩個第三含氧氣體入口、至少三個第三含氧氣體入口或至少四個第三含氧氣體入口。
54、傳送室中的每個傳送室可具有圓形或多邊形(例如,矩形或正方形)截面。一個或多個第一含氧氣體入口、第二含氧氣體入口和/或第三含氧氣體入口可沿相應(yīng)傳送室的圓周均勻地或非均勻地分布。例如,當(dāng)一個或多個第一含氧氣體入口包括兩個、三個或四個第一含氧氣體入口時(shí),兩個、三個或四個第一含氧氣體入口可沿第一傳送室的圓周均勻地或非均勻地分布。一個或多個第二含氧氣體入口和/或一個或多個第三含氧氣體入口的含氧氣體入口可類似地或相等地定位在相應(yīng)傳送室處。
55、傳送室中的每個傳送室可包括多于一個傳送室。例如,第一傳送室、第二傳送室和/或第三傳送室可包括至少兩個、至少三個、至少四個、至少五個或至少十個傳送室。
56、如上文所提及,系統(tǒng)可包括蓄熱式熱氧化器。廢氣管可將廢氣源與至少第一傳送室和至少第二傳送室連接。
57、廢氣管可以是任何合適的管,該任何合適的管用于將廢氣源與第一傳送室和第二傳送室連接,使得廢氣源與第一傳送室以及第二傳送室流體流動連通。除此之外,廢氣管可將廢氣源與第三傳送室連接,使得廢氣源和第三傳送室流體流動連通。廢氣管可包括一個或多個閥。取決于一個或多個閥的閥位置,廢氣管的不同區(qū)段可打開或關(guān)閉。
58、例如,廢氣管可僅連接傳送室中的一個傳送室,使得廢氣源在某個時(shí)間點(diǎn)與一個傳送室流體流動連通。在相同時(shí)間點(diǎn),其他傳送室可不與廢氣源流體流動連通。
59、含氧氣體管可以是任何合適的管,該任何合適的管用于將含氧氣體源與第一傳送室和第二傳送室連接,使得含氧氣體源與第一傳送室以及第二傳送室流體流動連通。除此之外,含氧氣體管可將含氧氣體源與第三傳送室連接,使得含氧氣體源和第三傳送室流體流動連通。含氧氣體管可包括一個或多個閥。取決于一個或多個閥的閥位置,含氧氣體管的不同區(qū)段可打開或關(guān)閉。
60、例如,含氧氣體管可僅連接傳送室中的一個傳送室,使得含氧氣體源在某個時(shí)間點(diǎn)與一個傳送室流體流動連通。在相同時(shí)間點(diǎn),其他傳送室可不與含氧源流體流動連通。
61、當(dāng)廢氣朝向反應(yīng)室流過傳送室(例如,第一傳送室或第二傳送室或第三傳送室)的床(例如,第一床或第二床或第三床)時(shí),可在床的至少一部分的上游將廢氣引入蓄熱式熱氧化器中,并且可在床的至少一部分的上游將含氧氣體引入蓄熱式熱氧化器中。
62、該系統(tǒng)可包括控制器??刂破骺梢允怯布考撚布考慌渲脼榭刂菩顭崾綗嵫趸骱?或系統(tǒng)的總體操作??刂破骺砂ㄖ辽僖粋€處理器。處理器可被實(shí)現(xiàn)為多個邏輯門的陣列,或者可被實(shí)現(xiàn)為微處理器和存儲器的組合??捎晌⑻幚砥鲌?zhí)行的程序可存儲在存儲器中。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解,控制器可以各種硬件形式實(shí)現(xiàn)。蓄熱式熱氧化器和/或系統(tǒng)的功能可由控制器控制。
63、控制器可被配置為經(jīng)由廢氣管將廢氣引導(dǎo)穿過第一床至反應(yīng)室。廢氣可被第一床預(yù)熱。同時(shí),床可被冷卻。優(yōu)選地,控制器被配置為控制廢氣管的閥的閥位置以將廢氣引導(dǎo)至反應(yīng)室。
64、控制器可被配置為僅將廢氣(優(yōu)選地來自廢氣源)引導(dǎo)穿過第一床至反應(yīng)室。換句話說,控制器可被配置為不將除廢氣之外的其他氣體朝向反應(yīng)室引導(dǎo)穿過第一床,即,僅廢氣流過第一床。優(yōu)選地,控制器不將含氧氣體引導(dǎo)穿過第一床朝向反應(yīng)室。
65、廢氣源中的壓力可高于傳送室中的一個或每個傳送室中的壓力。壓力單元(例如,鼓風(fēng)機(jī))可沿廢氣管布置,以用于增加廢氣的壓力。類似地,壓力單元(例如,鼓風(fēng)機(jī))可沿含氧氣體管布置,以用于增加含氧氣體的壓力。
66、控制器可被配置為經(jīng)由含氧氣體管將含氧氣體引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,使得含氧氣體在第一床的至少一部分的下游進(jìn)入蓄熱式熱氧化器。
67、在第一循環(huán)期間,控制器可被配置為經(jīng)由廢氣管將廢氣引導(dǎo)穿過第一床至反應(yīng)室,使得廢氣被第一床預(yù)熱。在第一循環(huán)期間,控制器可被配置為經(jīng)由含氧氣體管將含氧氣體引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,使得含氧氣體在第一床的至少一部分的下游進(jìn)入蓄熱式熱氧化器。在第二循環(huán)期間,控制器可被配置為經(jīng)由廢氣管將廢氣引導(dǎo)穿過第二床至反應(yīng)室,使得廢氣被第二床預(yù)熱。在第二循環(huán)期間,控制器可被配置為經(jīng)由含氧氣體管將含氧氣體引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,使得含氧氣體在第二床的至少一部分的下游進(jìn)入蓄熱式熱氧化器。
68、通常,蓄熱式熱氧化器或系統(tǒng)在循環(huán)中可執(zhí)行預(yù)定義的功能,優(yōu)選地持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段。在不同循環(huán)中,由蓄熱式熱氧化器或系統(tǒng)所執(zhí)行的功能可能是不同的。此外,不同循環(huán)可執(zhí)行不同的時(shí)間段。蓄熱式熱氧化器或系統(tǒng)可被配置為重復(fù)地執(zhí)行循環(huán)。例如,可執(zhí)行第一循環(huán)。然后,可執(zhí)行第二循環(huán)。之后,可再次執(zhí)行第一循環(huán),隨后執(zhí)行另一第二循環(huán)等。
69、優(yōu)選地,第一循環(huán)和第二循環(huán)可在不同的時(shí)間段期間執(zhí)行。換句話說,在某個時(shí)間點(diǎn)或在某時(shí)間段內(nèi)僅可執(zhí)行循環(huán)中的一個循環(huán)。第一循環(huán)和第二循環(huán)可接續(xù)地執(zhí)行,即,第二循環(huán)跟隨第一循環(huán),第二循環(huán)之后則是第一循環(huán)等。可在第一循環(huán)與第二循環(huán)之前、之間、或之后執(zhí)行附加循環(huán)。
70、第一循環(huán)可持續(xù)執(zhí)行至少10s、優(yōu)選地至少30s、更優(yōu)選地至少45s、更優(yōu)選地至少60s、更優(yōu)選地至少90s、更優(yōu)選地至少120s。第二循環(huán)可持續(xù)執(zhí)行至少10s、優(yōu)選地至少30s、更優(yōu)選地至少45s、更優(yōu)選地至少60s、更優(yōu)選地至少90s、更優(yōu)選地至少120s、更優(yōu)選地至少240s。
71、在第一循環(huán)期間,沒有廢氣可被引導(dǎo)穿過第二床至反應(yīng)室。另選地或除此之外,在第二循環(huán)期間,沒有廢氣可被引導(dǎo)穿過第一床至反應(yīng)室。
72、通常,含氧氣體可經(jīng)由一個或多個含氧氣體入口(例如,一個或多個第一含氧氣體入口和/或一個或多個第二含氧氣體入口和/或一個或多個第三含氧氣體入口)引入或引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器。
73、在第一循環(huán)期間,控制器可被配置為經(jīng)由含氧氣體管將含氧氣體引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,使得廢氣的可氧化化合物被氧化并且在反應(yīng)室中產(chǎn)生煙氣。在第一循環(huán)期間,控制器可被配置為將煙氣從反應(yīng)室引導(dǎo)穿過第二床,使得煙氣被第二床冷卻。在第二循環(huán)期間,控制器可被配置為經(jīng)由含氧氣體管將含氧氣體引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,使得廢氣的可氧化化合物被氧化并且在反應(yīng)室中產(chǎn)生煙氣。在第二循環(huán)期間,控制器可被配置為將煙氣從反應(yīng)室引導(dǎo)穿過第一床,使得煙氣被第一床冷卻。
74、煙氣可通過廢氣的至少一種可氧化化合物與含氧氣體的氧氣起反應(yīng)而在反應(yīng)室中產(chǎn)生。由反應(yīng)產(chǎn)生的氣體組成可被稱為煙氣。反應(yīng)可以是吸熱的或放熱的。
75、當(dāng)煙氣從反應(yīng)室被引導(dǎo)穿過床并且煙氣被床冷卻時(shí),床被加熱。儲存在床中的(熱)能可用于在隨后的循環(huán)中預(yù)熱廢氣。
76、可交替地執(zhí)行第一循環(huán)和第二循環(huán)。在連續(xù)的第一循環(huán)與第二循環(huán)之間可不執(zhí)行其他或附加循環(huán)。
77、蓄熱式熱氧化器可包括至少第三傳送室。第三傳送室可包括第三床。反應(yīng)室可與第三傳送室流體流動連通。在第三循環(huán)期間,控制器可被配置為經(jīng)由廢氣管將廢氣引導(dǎo)穿過第三床至反應(yīng)室,使得廢氣被第三床預(yù)熱。在第三循環(huán)期間,控制器可被配置為經(jīng)由含氧氣體管將含氧氣體引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,使得含氧氣體在第三床的至少一部分的下游進(jìn)入蓄熱式熱氧化器。
78、蓄熱式熱氧化器可包括至少三個傳送室。蓄熱式熱氧化器可以至少三個循環(huán)或至少六個循環(huán)操作。
79、該系統(tǒng)可包括旁通管,該旁通管用于將熱交換器與蓄熱式熱氧化器連接,優(yōu)選地用于將熱交換器與蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室連接??刂破骺杀慌渲脼閷碜孕顭崾綗嵫趸鞯臍怏w引導(dǎo)至熱交換器,使得氣體被熱交換器冷卻。
80、優(yōu)選地,來自蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室的煙氣可被引導(dǎo)至熱交換器。煙氣可被熱交換器冷卻。
81、熱交換器可被配置為允許在廢氣進(jìn)入蓄熱式熱氧化器中之前交換在來自蓄熱式熱氧化器的氣體與廢氣之間的(熱)能或熱。此外,熱交換器可被配置為允許在含氧氣體進(jìn)入蓄熱式熱氧化器之前交換在來自蓄熱式熱氧化器的氣體與含氧氣體之間的(熱)能或熱。此外,熱交換器可被配置為允許交換在來自蓄熱式熱氧化器的氣體與熱回收系統(tǒng)之間的(熱)能或熱。此外,熱交換器可被配置為允許交換在來自蓄熱式熱氧化器的氣體與過熱器(優(yōu)選地為蒸汽過熱器)之間的(熱)能或熱。
82、廢氣、含氧氣體、熱回收系統(tǒng)和/或過熱器可被熱交換器加熱。同時(shí),來自蓄熱式熱氧化器的氣體可被熱交換器冷卻。
83、可在循環(huán)中的任何一個循環(huán)期間將來自蓄熱式熱氧化器(優(yōu)選地來自蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室)的氣體引導(dǎo)至熱交換器。優(yōu)選地,在第一循環(huán)、第二循環(huán)和第三循環(huán)期間將來自蓄熱式熱氧化器(優(yōu)選地來自蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室)的氣體引導(dǎo)至熱交換器。
84、通常,廢氣可包含小于20.0體積%的氧氣(o2)。優(yōu)選地,廢氣尤其是在進(jìn)入蓄熱式熱氧化器時(shí)包含小于17.5體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于15.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于12.5體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于10.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于9.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于8.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于7.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于6.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于5.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于4.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于3.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于2.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于1.0體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于0.5體積%的氧氣、更優(yōu)選地小于0.1體積%的氧氣。廢氣可不含氧,即,廢氣可不包含氧氣。
85、優(yōu)選地,廢氣具有非爆炸性的組成,尤其是關(guān)于氧,更優(yōu)選地在進(jìn)入蓄熱式熱氧化器時(shí)。
86、廢氣在進(jìn)入蓄熱式熱氧化器時(shí)可以是未稀釋的。優(yōu)選地,廢氣在進(jìn)入蓄熱式熱氧化器時(shí)未被空氣稀釋。廢氣在離開廢氣源時(shí)和在進(jìn)入蓄熱式熱氧化器時(shí)可具有基本上相同的組成。
87、蓄熱式熱氧化器可包括加熱器。加熱器可被配置為加熱蓄熱式熱氧化器的至少一部分。加熱器可包括燃燒器和/或電加熱元件。
88、加熱器可被配置為加熱蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室和/或床。
89、燃燒器可由燃料(例如,燃料氣體)操作。燃料氣體可包含至少一種烴和/或氫。優(yōu)選地,燃料氣體包含氫。燃燒器可除此之外、分開地或獨(dú)立于供應(yīng)至用于氧化廢氣中的至少一種可氧化化合物的蓄熱式熱氧化器的含氧氣體供應(yīng)氧(例如,空氣)。
90、電加熱元件可以是電阻加熱元件。電加熱元件可被供應(yīng)有來自可再生能源的電能。可再生能源可以是風(fēng)能或太陽能。
91、在啟動循環(huán)期間,加熱器可將蓄熱式熱氧化器加熱至起始溫度。例如,可將反應(yīng)室和/或床加熱至起始溫度。第一循環(huán)、第二循環(huán)和/或第三循環(huán)可在啟動循環(huán)之后執(zhí)行。
92、優(yōu)選地,在第一循環(huán)、第二循環(huán)和/或第三循環(huán)期間不操作加熱器。另選地,在第一循環(huán)、第二循環(huán)和/或第三循環(huán)期間可操作加熱器。
93、在啟動循環(huán)期間,可控制加熱器,使得蓄熱式熱氧化器被加熱至預(yù)定溫度。在啟動循環(huán)期間,沒有廢氣可被引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,優(yōu)選地引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室。
94、在第一循環(huán)期間,本文提出的方法可包括:將廢氣引導(dǎo)穿過蓄熱式熱氧化器的第一傳送室的第一床至蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室,使得廢氣被第一床預(yù)熱。在第一循環(huán)期間,本文提出的方法可包括:將含氧氣體引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,使得含氧氣體在第一床的至少一部分的下游進(jìn)入蓄熱式熱氧化器。在第二循環(huán)期間,本文提出的方法可包括:將廢氣引導(dǎo)穿過蓄熱式熱氧化器的第二傳送室的第二床至蓄熱式熱氧化器的反應(yīng)室,使得廢氣被第二床預(yù)熱。在第二循環(huán)期間,本文提出的方法可包括:將含氧氣體引導(dǎo)至蓄熱式熱氧化器,使得含氧氣體在第二床的至少一部分的下游進(jìn)入蓄熱式熱氧化器。
95、廢氣和含氧氣體可在蓄熱式熱氧化器中混合以允許廢氣的可氧化化合物被含氧氣體的氧氧化。
96、可基于廢氣的組成和廢氣的流速中的至少一者來控制進(jìn)入蓄熱式熱氧化器的含氧氣體的流速。優(yōu)選地,可基于廢氣的組成和廢氣的流速兩者來控制進(jìn)入蓄熱式熱氧化器的含氧氣體的流速。
97、可由一個或多個傳感器測量廢氣的組成??捎梢粋€或多個傳感器測量廢氣的流速。
98、具體地,可控制進(jìn)入蓄熱式熱氧化器的含氧氣體的流速,使得引入蓄熱式熱氧化器的氧的量足以氧化廢氣的至少一種可氧化化合物。