一種用于處理廢氣廢液的工業(yè)燃燒爐及處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及廢氣廢液處理領域，尤指一種適用于處理廢氣廢液的工業(yè)燃燒爐及處理方法。
【背景技術】
[0002]目前國內外主流的廢氣廢液處理技術以高溫焚燒為主，將廢氣廢液中的殘留有機物，H2S，NH3等有害物質氧化成CO2，H2O，SO2，勵2等，再經過脫硫，還原，堿洗等工藝，達到國家環(huán)保要求后排放。高溫焚燒是其中的關鍵工藝流程，實現該工藝的主要設備為各種形式的工業(yè)燃燒爐。
[0003]以處理H2S氣體的硫回收燃燒爐為例，在燃燒爐出口處進行氣體分析，可以發(fā)現以H2、C0為代表的未完全燃燒的可燃物以及以CS2、C0S為代表的中間產物，學術界對上述四種的生成原理進行分析后，形成的普遍觀點主要包括:
[0004]1、出體積占比約為0.1?5 %，主要由含氫組分H2S，CH4 ； H2O反應或裂解而來，三種物質的穩(wěn)定性次序為h2o>h2s>ch4 ；
[0005]2、CO體積占比約為0.1?5%，對于有燃料氣的情況，CO最有可能來自CH4的不完全燃燒；
[0006]3、0)3生成量約為進料硫量的0.5?2%，主要來源為CO與S反應；
[0007]4、CS2生成量約為進料硫量的0.5?2%，主要是由于H2S能夠成功的和CH4搶奪02，造成CH4反應不完全，進而與S反應生成CS2。
[0008]而目前常見的廢氣廢液燃燒爐結構形式如申請?zhí)?CN200720090750，CN201010266760，CN200920153761，CN200620122777，所述這些中國專利都在燃燒爐前端利用旋流裝置構造旋流流場，旋流運動能夠加強酸性氣體與氧化劑的擴散混合并不斷將混合氣卷吸進中心的燃燒區(qū)，維持回流區(qū)內火焰穩(wěn)定。而這種設計被廣泛應用于硫磺回收燃燒爐設備，當廢氣中的可燃成分較低時，需要補充燃料氣維持爐內的反應溫度。其中，燃料氣以甲烷(CH4)為主，通常與廢氣同軸進入燃燒爐內，緊鄰廢氣，導致二者與氧氣的反應區(qū)域重疊，由于H2S能夠成功的和CH4搶奪02，造成CH4反應不完全，導致CS2，⑶的產生，CO與S結合又生成COS，多余的CH4在高溫下裂解生成H2，燃燒效率較低，燃燒爐尾氣污染物殘留量高。
[0009]另外設置在燃燒爐前端構建的旋流流場，隨著氣流運行會逐漸衰減，氣流速度會逐漸趨于統(tǒng)一，當氣體運動到燃燒爐中段時，中心的低速回流區(qū)逐漸減小直至完全消失，旋流的混合作用極其微弱。在這種情況下氣體的混合擴散只能依靠氣體組分的濃度梯度驅動，分子擴散效率很低，氣體完全反應需要的時間較長。
[0010]為解決上述兩個缺點，通過將傳統(tǒng)的工業(yè)燃燒爐的燃燒爐體軸向尺寸增大，一般需增加至4m左右。但此方法不僅為場地設計施工帶來諸多限制條件，且加工和安裝費用較尚O
[0011 ]因此，如何在提高適用范圍，降低生產成本的基礎上，解決目前工業(yè)燃燒爐在處理廢氣廢液上存在的問題是本領域技術人員急需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種用于處理廢氣廢液的工業(yè)燃燒，可以避免廢氣和燃料氣與氧氣的反應區(qū)域重疊，提高燃燒效率，有效降低燃燒爐的出口尾氣中的污染殘留物，縮短反應所需的時間，進而縮減燃燒爐長度。
[0013]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種用于處理廢氣廢液的工業(yè)燃燒爐，包括爐體，所述爐體按照廢氣廢液流通路徑依次分為進料區(qū)、混合區(qū)、主燃燒區(qū)，以及后燃燒區(qū)；
[0014]所述進料區(qū)內設有軸向設置的中心空氣槍，以及與所述中心空氣槍軸線垂直設置的進氣管道和廢料管道；
[0015]還包括一套設在所述中心空氣槍外側的廢料槍，所述廢料槍與所述中心空氣槍均朝向所述混合區(qū)延伸，且與所述混合區(qū)連通，所述廢料槍與所述廢料管道垂直連通；
[0016]本技術方案中將爐體分割成進料區(qū)、混合區(qū)、主燃燒區(qū)，以及后燃燒區(qū)，通過進料區(qū)內設置的中心空氣槍和進氣管道將空氣分成兩部分進入混合區(qū)內再進入主燃燒區(qū)。啟動點火系統(tǒng)，引燃通入主燃燒區(qū)內的燃料氣，此時主燃燒區(qū)內為富氧狀態(tài)，燃料氣中大部分的CH4完全燃燒，燃燒后的高溫產物COdPH2O在旋流的作用下不斷被卷吸進入主燃燒區(qū)的中心。廢氣廢液經過第二旋流器后以旋流流動進入混合區(qū)，在混合區(qū)內與空氣不斷混合，到達主燃燒區(qū)后被高溫的C0#PH20點燃。燃料氣火焰區(qū)位于靠近爐體壁處，而廢料火焰區(qū)位于主燃燒區(qū)的中心位置，實現空間上的分離，從而減少廢氣廢液與CH4對O2的爭奪，提高燃燒效率，減少中間產物生成。
[0017]優(yōu)選地，所述第一旋流器為徑向葉片式旋流器，設置在所述整流板與所述混合區(qū)入口之間；
[0018]所述第二旋流器為橫向葉片式旋流器，設置在所述中心空氣槍的外壁與所述廢料槍的內壁之間；
[0019]所述徑向葉片旋流器和所述軸向葉片式旋流器的葉片數量均在6?60片，且安裝角度范圍是20?60°，使得從所述進氣管道進入的空氣與從所述廢料管道進入的廢氣廢液產生的旋流方向相反。
[0020]使得在混合區(qū)內“中心空氣槍進入的中心空氣、廢料管道進入的廢料、進氣管道進入的主流空氣”形成夾心結構，使廢氣廢液向內與中心空氣，向外與主流空氣不斷摻混。
[0021]優(yōu)選地，所述混合區(qū)的長度范圍在50mm?200mm;所述混合區(qū)內壁靠近所述進料區(qū)的直徑小于靠近所述主燃燒區(qū)的直徑，呈文丘里管形式。
[0022]將混合區(qū)的長度范圍控制在50mm?200mm，同時利用文丘里的設計原理，在內壁縮小的收縮段中，混合氣流速度增大，防止主燃燒區(qū)的火焰向上傳播進入混合區(qū)，燒蝕中心空氣、廢料槍體;在內壁增大的擴張段中，氣流速度減小，有助于維持火焰穩(wěn)定。
[0023]優(yōu)選地，所述主燃燒區(qū)的爐體四周內壁設有至少一個點火系統(tǒng)和一個火焰檢測器，以及均勻分布的多個噴槍，所述點火系統(tǒng)和所述火焰檢測器之間至少相隔一個所述燃料氣噴槍。
[0024]進一步優(yōu)選地，所述噴槍的數目可根據實際爐體的直徑大小做選擇，噴槍的噴射速度控制在10?30m/s之間。設置的噴槍目的是將燃料氣實現噴出，噴出后的燃料氣與進入的空氣混合，再利用點火系統(tǒng)進行點火，可以提高燃燒效率。
[0025]優(yōu)選地，所述后燃燒區(qū)內設有混合裝置，所述混合裝置包括中心流道和旋流葉片。
[0026]優(yōu)選地，所述旋流葉片為單級旋流葉片，所述單級旋流葉片的一端固定于所述中心流道的外壁上，另一端與所述爐體內壁固定；
[0027]所述單級旋流葉片與所述中心流道內的主流方向成一傾斜角度，相鄰兩片所述單級旋流葉片與所述中心流道、所述爐體組成第一旋流通道；
[0028]和/或；
[0029]所述旋流葉片為多級旋流葉片，至少包括第一級旋流葉片和第二級旋流葉片，所述第一級旋流葉片與第二級旋流葉片之間設有一隔離壁，所述第一級旋流葉片的一端部固定于所述中心流