CN208365549U - 一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置，整体装置采用立式布局，焚烧炉绝热炉膛和绝热燃烧室连通，绝热燃烧室通过第一级烟气转向室与第一烟道连通，第一烟道通过第二级烟气转向室与第二烟道连通，第二烟道通过第三级烟气转向室与第三烟道连通，第三烟道的末端与废气入口腔室连通，废气入口腔室设有脱碳解析气进口，低温段预热器位于废气入口腔室内，中温段预热器位于第二烟道内，高温段预热器位于第一烟道内，高温段预热器与焚烧炉绝热炉膛连通，低温段预热器还设有烟气出口。本实用新型采用直燃处理方式，通过少量的外界能源引燃，利用VOCs自身的可利用的能量，将挥发性有机废气的彻底焚毁，达标排放，节能环保。

Description

一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置

技术领域

本实用新型属于挥发性有机废气焚烧技术领域，涉及到挥发性有机废气环保节能焚烧技术，具体涉及到一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置。

背景技术

由于经济增速发展，现代制造业对氢气的需要量求日益增加，随之煤制氢技术发展也十分迅速。近年来由于工业发展迅速，能源的过度消耗及环境污染现象过为严重，实现节能减排势在必行。煤制氢脱碳解析气为VOCs（挥发性有机气体），含有H₂，N₂，CO，CH₄等气体，可燃气体含量少，该有机气体流量特别大的特点，仔细分析此类气体特点，具有可燃、有能量、有热值、不能独立燃烧等特点。若直接排放不仅造成大气污染、环境破坏，而且还浪费可利用的能源。目前脱碳解析气直接焚烧技术因其可燃气体含量较少的特点一般不采用，有采用直接焚烧技术的反而因气体流量特别大的特点反而更加浪费能源，因此，对于有机成分含量稀少的挥发性有机废气直燃技术尚未成熟，现有处理挥发性有机废气大多采用RTO蓄热焚烧方式的技术，RTO蓄热焚烧方式因预热、燃烧、吹扫过程的反复切换，需要布置的气体管路阀门较多，反复切换造成阀门很难关闭严实，造成气体易泄露，由于挥发性有机废气大多含氢、甲烷、一氧化碳等易燃易爆气体，阀门泄露不仅环保不能达标，而且因含有易燃易爆气体具有相当高的危险性，同时RTO蓄热焚烧系统占地面积大，有较大的局限性，对于含氢、甲烷、一氧化碳等易燃易爆的挥发性有机废气不宜推广使用。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置，采用直燃处理方式，吸取了RTO蓄热焚烧的优点对挥发性有机废气进行预热、加热，仅通过少量的外界能源引燃和利用VOCs自身焚烧产生的的可利用的能量，将有机废气的彻底焚毁，达标排放，节能环保。

为实现以上目的，采用以下技术方案：一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置，包括焚烧炉，余热锅炉及有机废气预热器，焚烧炉包括焚烧炉绝热炉膛、绝热燃烧室，余热锅炉包括一级蒸发管束、二级蒸发管束、省煤器及锅炉汽包，有机废气预热器由换热管束、上板管、下管板及中间隔板组成且分为低温段预热器、中温段预热器、高温段预热器；整体装置采用立式布局，余热锅炉在焚烧炉上方，有机废气预热器安装在余热锅炉内，焚烧炉绝热炉膛和绝热燃烧室之间通过烟气均匀蓄热花孔墙a连通，绝热燃烧室通过第一级烟气转向室与第一烟道连通，第一烟道通过第二级烟气转向室与第二烟道连通，第二烟道通过第三级烟气转向室与第三烟道连通，第三烟道的末端还通过外连接管道与废气入口腔室连通，废气入口腔室与第二烟道顶部连通，废气入口腔室设有脱碳解析气进口，低温段预热器位于废气入口腔室内，中温段预热器位于第二烟道内，高温段预热器位于第一烟道内，高温段预热器与焚烧炉绝热炉膛连通，低温段预热器还设有烟气出口。

进一步地，第三烟道内自下而上安装有一级蒸发管束、二级蒸发管束及省煤器。

进一步地，第一级烟气转向室与第一烟道之间设有烟气均匀蓄热花孔墙b。

进一步地，焚烧炉绝热炉膛、绝热燃烧室、第一烟道、第二烟道及第三烟道、第一级烟气转向室、第二级烟气转向室、第三级烟气转向室以及废气入口腔室均由绝热耐火材料炉墙、金属密封板及钢架围合而成，锅炉汽包设置于围合第三烟道的上部钢架顶部。

进一步地，焚烧炉绝热炉膛安装稳燃燃烧器。

进一步地，换热管束为螺纹管管束或波节管管束。

烟气走向：煤制氢脱碳解析气从脱碳解析气进口进入机废气预热器，气体经低温段、中温段、高温段预热后进入到焚烧炉绝热炉膛，再通过天然气引燃产生高温烟气，高温烟气经过绝热燃烧室、第一烟道、第二烟道、第三烟道，然后通过外连接管道进入废气入口腔室，最后从低温段预热器的烟气出口排放。低温段预热器经过余热锅炉换热后的较低温度烟气初步加热煤制氢脱碳解析气，同时进一步降低排放烟气的温度以达到节能效果，煤制氢脱碳解析气走换热管束内，烟气走换热管束外。中温段预热器、高温段预热器利用有机废气直燃焚烧产生的热量进行加热煤制氢脱碳解析气，使煤制氢脱碳解析气达到较高温度，可以采用少量的辅助燃料即可达到可燃气体含量少的煤制氢脱碳解析气高温燃烬。第一烟道和第二烟道内的高温烟气能持续给有机废气预热器提供热量，节省大量的能源。

本实用新型有益效果：

1、利用VOCs（挥发性有机废气）及少量天然气燃烧产生的热量对VOCs（挥发性有机废气）进行预热达到高温后通过少量天然气引燃可以达到彻底焚毁、燃尽，达到了RTO蓄热焚烧的预热焚烧以减少焚烧处理VOCs（挥发性有机废气）需要的天然气耗量之优点，消除了RTO蓄热焚烧阀门泄露的隐患和RTO蓄热焚烧环保很难达标的缺点，本装置直燃焚烧效率可达99.9%，且焚烧温度850-900℃，与RTO蓄热焚烧温度基本一致，该温度下烟气中NOx的生成量完全满足国家环保标准要求，即排放的烟气不用经过脱硝处理，确保排出的烟气环保达标。

2、将VOCs（挥发性有机废气）产生的多余热量通过余热锅炉进行回收，产生的蒸汽可用于工业生产，以实现节能。

3、采用烟气均匀蓄热花孔墙对有机废气燃烧产生的高温烟气进行均匀混合，确保逃逸的有机废气在花孔墙的作用下与高温烟气充分混合及燃烬。并且花孔墙吸收燃烧产生的高温热能对通过花孔墙的废气进行加热，达到高温焚毁有机废气的目的。

4、余热锅炉、焚烧炉及预热器采用立式、模块结构布置，大大节省占地面积，且减少现场安装的工作量，结构简单，便于操作及维护。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型侧视图；

图3是本实用新型的俯视图；

图4是烟气均匀蓄热花孔墙的错列布置花墙示意图；

图5是烟气均匀蓄热花孔墙的顺列布置花墙示意图。

如图所示：1、焚烧炉绝热炉膛，2、绝热燃烧室，3、第一烟道，4、第二烟道，5、第三烟道，6、低温段预热器，7、中温段预热器，8、高温段预热器，9、第一级烟气转向室，10、第二级烟气转向室，11、第三级烟气转向室，12、废气入口腔室，13、外连接管道，14、烟气出口，15、脱碳解析气进口，16、烟气均匀蓄热花孔墙a，17、烟气均匀蓄热花孔墙b，18、一级蒸发管束，19、二级蒸发管束，20、省煤器，21、锅炉汽包，22、稳燃燃烧器，23、上管板，24、中间隔板，25、换热管束，26、下管板。

具体实施方式

实施例

下面结合附图对本实用新型对进一步说明；一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置，包括焚烧炉，余热锅炉及有机废气预热器，整体装置采用立式布局，余热锅炉在焚烧炉上方，有机废气预热器安装在余热锅炉内。焚烧炉包括焚烧炉绝热炉膛（1）和绝热燃烧室（2），焚烧炉绝热炉膛（1）安装稳燃燃烧器（22）；余热锅炉包括一级蒸发管束（18）、二级蒸发管束（19）、省煤器（21）及锅炉汽包（22）；有机废气预热器由换热管束（25）、上板管（23）、下管板（26）及中间隔板（24）组成且分为低温段预热器（6）、中温段预热器（7）、高温段预热器（8），换热管束（25）为螺纹管管束或波节管管束。焚烧炉绝热炉膛（1）和绝热燃烧室（2）连通，绝热燃烧室（2）通过第一级烟气转向室（9）与第一烟道（3）连通，第一烟道（3）通过第二级烟气转向室（10）与第二烟道（4）连通，第二烟道（4）通过第三级烟气转向室（11）与第三烟道（5）连通，第三烟道（5）的末端还通过外连接管道（13）与废气入口腔室（12）连通，废气入口腔室（12）与第二烟道（4）顶部连通。废气入口腔室（12）设有脱碳解析气进口（15），低温段预热器（6）位于废气入口腔室（12）内，中温段预热器（7）位于第二烟道（4）内，高温段预热器（8）位于第一烟道（3）内，高温段预热器（8）与焚烧炉绝热炉膛（1）连通，低温段预热器（6）还设有烟气出口（14）。第三烟道（5）内自下而上安装有一级蒸发管束（18）、二级蒸发管束（19）及省煤器（20）。焚烧炉绝热炉膛（1）和绝热燃烧室（2）之间设有烟气均匀蓄热花孔墙a（16），第一级烟气转向室（9）与第一烟道（3）之间设有烟气均匀蓄热花孔墙b（17）。烟气均匀蓄热花孔墙a（16）和烟气均匀蓄热花孔墙b（17）采用蓄热陶瓷顺列布置花墙或错列布置花墙。焚烧炉绝热炉膛（1）、绝热燃烧室（2）、第一烟道（3）、第二烟道（4）及第三烟道（5）、第一级烟气转向室（9、第二级烟气转向室（10）以及第三级烟气转向室（11）以及废气入口腔室（12）均由绝热耐火材料炉墙、金属密封板及钢架围合而成，锅炉汽包（21）设置于围合第三烟道（5）的上部钢架顶部。第一烟道（3）和第二烟道（4）是为了设置有机废气预热器迫使烟气流向按照有机废气预热器加热煤制氢脱碳解析气需要而设置的，第三烟道（5）是为了将多余热量通过余热锅炉吸收迫使烟气流向按照余热锅炉结构需要而设置的。

Claims (5)

1.一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置，包括焚烧炉，余热锅炉及有机废气预热器，焚烧炉包括焚烧炉绝热炉膛（1）、绝热燃烧室（2），余热锅炉包括一级蒸发管束（18）、二级蒸发管束（19）、省煤器（20）及锅炉汽包（21），有机废气预热器由换热管束（25）、上板管（23）、下管板（26）及中间隔板（24）组成且分为低温段预热器（6）、中温段预热器（7）、高温段预热器（8），其特征在于，整体装置采用立式布局，余热锅炉在焚烧炉上方，有机废气预热器安装在余热锅炉内，焚烧炉绝热炉膛（1）和绝热燃烧室（2）之间通过烟气均匀蓄热花孔墙a（16）连通，绝热燃烧室（2）通过第一级烟气转向室（9）与第一烟道（3）连通，第一烟道（3）通过第二级烟气转向室（10）与第二烟道（4）连通，第二烟道（4）通过第三级烟气转向室（11）与第三烟道（5）连通，第三烟道（5）的末端还通过外连接管道（13）与废气入口腔室（12）连通，废气入口腔室（12）与第二烟道（4）顶部连通，废气入口腔室（12）设有脱碳解析气进口（15），低温段预热器（6）位于废气入口腔室（12）内，中温段预热器（7）位于第二烟道（4）内，高温段预热器（8）位于第一烟道（3）内，高温段预热器（8）与焚烧炉绝热炉膛（1）连通，低温段预热器（6）还设有烟气出口（14）。

2.根据权利要求1所述的一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置，其特征在于，所述的第三烟道（5）内自下而上安装有一级蒸发管束（18）、二级蒸发管束（19）及省煤器（20）。

3.根据权利要求1所述的一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置，其特征在于，第一级烟气转向室（9）与第一烟道（3）之间设有烟气均匀蓄热花孔墙b（17）。

4.根据权利要求1所述的一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置，其特征在于，所述的焚烧炉绝热炉膛（1）、绝热燃烧室（2）、第一烟道（3）、第二烟道（4）及第三烟道（5）、第一级烟气转向室（9）、第二级烟气转向室（10）、第三级烟气转向室（11）以及废气入口腔室（12）均由绝热耐火材料炉墙、金属密封板及钢架围合而成，锅炉汽包（21）设置于围合第三烟道（5）的上部钢架顶部。

5.根据权利要求1所述的一种煤制氢脱碳解析气焚烧处理装置，其特征在于，所述的焚烧炉绝热炉膛（1）安装稳燃燃烧器（22）。