一種熱回收式焚燒爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及廢氣焚燒及氧化處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱回收式焚燒爐。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)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。石油化工、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(guò)程中發(fā)生的有毒、有害廢氣，包括VOCs等繼續(xù)不斷地污染、破壞生態(tài)環(huán)境。一般處理方法:廢氣前處理系統(tǒng)+焚燒系統(tǒng)。對(duì)經(jīng)過(guò)廢氣前處理系統(tǒng)出來(lái)的廢氣在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行高溫裂解，裂解后的成分主要產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣被排放到大氣，這部分氣體帶有熱量，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(guó)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。
[0003]目前，蓄熱式焚燒爐正在廣泛使用，其利用陶瓷蓄熱體材料的吸熱、放熱過(guò)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，體積龐大，壓降大，且陶瓷蓄熱體易堵塞。另一種，在焚燒爐后加廢氣換熱器，也可以進(jìn)行余熱回收，但是存在流程復(fù)雜，體積龐大，投資成本高等弊端。為了提高廢氣焚燒效率，減少燃料的消耗量，降低焚燒裝置建造成本，開(kāi)發(fā)新一代焚燒爐十分必要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，提供一種熱回收式焚燒爐，內(nèi)置弧形板式換熱器，實(shí)現(xiàn)焚燒后的高溫?zé)煔馀c待焚燒的廢氣之間的熱交換，具有節(jié)奏緊湊及焚燒效率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，所采用的技術(shù)方案是:一種熱回收式焚燒爐，包括焚燒爐爐體以及設(shè)置在焚燒爐爐體內(nèi)的燃燒室和換熱裝置，燃燒室的廢氣進(jìn)口通過(guò)燃燒室與爐體之間的環(huán)隙與換熱裝置的廢氣流道相連通，燃燒室的煙氣出口與換熱裝置的煙氣流道相連通，燃燒室流出的高溫?zé)煔馀c待焚燒的廢氣通過(guò)換熱裝置實(shí)現(xiàn)熱交換，以提高待焚燒廢氣的溫度。
[0006]所述爐體為一圓筒形結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)為金屬，前端設(shè)置封頭，后端設(shè)置過(guò)渡段，其外面包裹一層50-100毫米的耐火保溫材料和外層保護(hù)金屬板，制成焚燒爐爐體，具有保溫、隔熱、減少熱量的傳導(dǎo)、輻射損失，降低然燃料的消耗量，節(jié)能、環(huán)保。上述燃燒室設(shè)置在爐體內(nèi)部前端，燃燒室和爐體之間的環(huán)隙安裝有若干沿該環(huán)隙軸向設(shè)置的內(nèi)燃燒室支撐筋，燃燒室直徑和長(zhǎng)度根據(jù)處理量的大小確定。燃燒室為耐熱金屬制成，或?yàn)榻饘賰?nèi)壁敷設(shè)一層耐火材料的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。焚燒爐爐體前端封頭中心安裝燃燒器，所述燃燒器適合氣體燃料和液體燃料，具有燃燒強(qiáng)度高，高調(diào)節(jié)比的特點(diǎn)，調(diào)節(jié)比可達(dá)30-110%。同時(shí)燃燒生成的NOX較低。
[0007]所述換熱裝置的煙氣流道出口通過(guò)筒狀連接段與焚燒爐爐體的煙氣出口相連通。所述焚燒爐爐體與換熱裝置之間還設(shè)置有擋板和擋條，擋板、擋條和連接段形成與焚燒爐爐體的廢氣進(jìn)口連通的廢氣入口腔。
[0008]所述的燃燒室內(nèi)靠近煙氣出口一端設(shè)置有擾流板。擾流板為耐熱金屬制成，其形狀為一板狀或錐形，起作用為加大內(nèi)燃燒室煙氣湍動(dòng)，提高焚燒效果，同時(shí)減少對(duì)后端換熱裝置輻射。
[0009]所述的換熱裝置包括筒形殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的換熱板組件，殼體上設(shè)有與換熱板組件中的流體通道連通的進(jìn)出口，換熱板組件包括對(duì)稱設(shè)置在殼體軸線兩側(cè)的兩組弧形換熱板，每組弧形換熱板均由自殼體中心由內(nèi)向外直徑依次增大的多個(gè)弧形換熱板形成間隔的廢氣流道和煙氣流道；形成廢氣流道和煙氣流道的相鄰弧形換熱板之間的相應(yīng)位置密封設(shè)置，具體為煙氣流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面封閉設(shè)置，煙氣流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面分別設(shè)有流道口，形成沿殼體軸線方向的直線流道；廢氣流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面封閉設(shè)置，廢氣流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面分別設(shè)有流道口，形成沿圓周方向的弧形流道。
[0010]所述煙氣流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面封閉設(shè)置，煙氣流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面分別設(shè)有流道口，形成沿殼體軸線方向的直線流道，煙氣從殼體的煙氣進(jìn)口進(jìn)入直線流道中，然后沿著殼體的軸線方向流動(dòng)，并從煙氣出口流出。
[0011]所述廢氣流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面封閉設(shè)置，廢氣流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面分別設(shè)有流道口，形成沿圓周方向的弧形流道，廢氣從殼體的廢氣進(jìn)口進(jìn)入弧形流道中，然后沿著弧形流道流動(dòng)，并從廢氣出口流出。
[0012]所述兩組弧形換熱板之間的區(qū)域由一個(gè)隔離件分隔為分別連通殼體上相應(yīng)進(jìn)出口的進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔，換熱板組件的多個(gè)廢氣流道的進(jìn)口端匯聚至進(jìn)口匯集腔，其出口端匯聚至出口匯集腔，廢氣從殼體的進(jìn)口先進(jìn)入進(jìn)口匯集腔，然后由進(jìn)口匯集腔分別進(jìn)入各個(gè)廢氣通道，經(jīng)各個(gè)廢氣通道流出的流體在出口匯集腔聚集并從殼體的出口流出。沿平行于殼體軸線的方向，進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔的兩端通過(guò)端部擋板封閉，防止煙氣進(jìn)入進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔。
[0013]所述殼體與位于最外層的兩個(gè)弧形換熱板之間均具有沿殼體軸向設(shè)置的側(cè)擋板，兩個(gè)側(cè)擋板將殼體與換熱板組件之間的區(qū)域分隔為分別連通至進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔的兩個(gè)腔室。
[0014]所述換熱板組件還包括兩個(gè)加強(qiáng)圈，兩個(gè)加強(qiáng)圈分別套設(shè)在最外層弧形換熱板的兩端，加強(qiáng)圈與弧形換熱板和端部擋板固定焊接，加強(qiáng)圈可使換熱板組件的煙氣流道和廢氣流道有效連接。
[0015]所述加強(qiáng)圈與殼體內(nèi)壁之間設(shè)置有弧形連接板，弧形連接板為環(huán)形金屬板，分別與殼體內(nèi)壁和加強(qiáng)圈固定焊接，可有效緩解溫差應(yīng)力。
[0016]所述的隔離件為隔離板，隔離板沿殼體軸向穿設(shè)在兩組弧形換熱板之間的區(qū)域內(nèi)，且隔離板分別與位于最內(nèi)層的兩個(gè)弧形換熱板密封連接。
[0017]所述的隔離件為中心管，該中心管的兩端分別與殼體上對(duì)應(yīng)直線流道的進(jìn)出口相連通，且中心管的出口端設(shè)置有蝶閥。中心管作為一種調(diào)節(jié)手段，在需要提高出口側(cè)溫度時(shí)，通過(guò)蝶閥打開(kāi)中心管，使部分煙氣直接從中心管通過(guò)混入出口側(cè)煙氣中，從而提高溫度，通過(guò)蝶閥的開(kāi)度可以進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
[0018]所述的隔離件為螺旋板式換熱器，螺旋板式換熱器具有軸向流道和螺旋流道，其軸向流道的進(jìn)出口分別與殼體內(nèi)直線流道的進(jìn)出口相連通，螺旋流道的進(jìn)出口分別與殼體內(nèi)弧形流道的進(jìn)出口相連通。
[0019]所述煙氣流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面通過(guò)側(cè)密封條密封或者通過(guò)形成流體流道的任一弧形換熱板的折邊密封。
[0020]所述廢氣流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面通過(guò)端部密封條密封或者通過(guò)形成流體流道的任一弧形換熱板的折邊密封。
[0021]所述煙氣流道和廢氣流道內(nèi)分散設(shè)置有支撐件，支撐件用于保持煙氣流道和廢氣流道的間距，并且可以提高整個(gè)設(shè)備的承壓能力。
[0022]所述的支撐件為金屬柱，金屬柱固定設(shè)置在流體流道內(nèi)部。
[0023]所述的支撐件為形成流體流道的任一弧形換熱板表面形成的凸起。
[0024]廢氣的進(jìn)口端與出口端之間具有壓力差，并且壓降隨流道長(zhǎng)度增加而增大，由于各流道進(jìn)口側(cè)壓力均相等，因此，要使廢氣流道內(nèi)流體分配均勻就要保證各流道出口側(cè)壓力也基本相同，為了達(dá)到這一目的，可以采用以下方法:
[0025]換熱板組件的多個(gè)廢氣流道內(nèi)的支撐件設(shè)置密度保持一致，且流道的間距從內(nèi)向外依次遞增。
[0026]或者換熱板組件的多個(gè)廢氣流道的間距保持一致，且流道內(nèi)的支撐件設(shè)置密度從內(nèi)向外依次遞減。
[0027]或者所述換熱板組件的多個(gè)廢氣流道從內(nèi)向外依次遞增，且流道內(nèi)的支撐件設(shè)置密度從內(nèi)向外依次遞減。
[0028]或者所述換熱板組件還設(shè)有折流板，折流板設(shè)置在進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔，將相鄰的兩個(gè)廢氣流道的進(jìn)口或出口相連接，形成串接結(jié)構(gòu)，從而能夠?qū)⒖拷鼉?nèi)部的流程較短的廢氣流道串聯(lián)在一起，形成一個(gè)流程較長(zhǎng)的流道。
[0029]待焚燒的廢氣從焚燒爐爐體的廢氣進(jìn)口進(jìn)入換熱裝置的廢氣流道內(nèi)，然后被預(yù)熱后的廢氣從換熱裝置的出