热传导系统及蓄热式氧化焚烧炉系统

782 编辑：中冶有色技术网来源：福建龙净环保股份有限公司

2023-12-28 15:22:40

权利要求书： 1.一种热传导系统，用于蓄热式氧化焚烧炉，其特征在于，包括：

热管装置，包括至少一根热管，所述热管包括能够进行热量传递的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述蓄热式氧化焚烧炉的炉膛内部，所述第二部分位于所述炉膛外部；

余热存储装置，位于所述炉膛外部，所述余热存储装置能够与所述第二部分进行热传导；

当所述热传导系统处于第一工作状态时，所述余热存储装置存储所述第二部分传递的热能；当第二工作状态时，所述余热存储装置向所述第二部分释放热能。

2.如权利要求1所述的热传导系统，其特征在于，所述热管的内部具有在气液两相之间转换的热媒介质，所述热管能够在第一位置和第二位置之间切换，当所述热管处于第一位置时，所述第一部分高度低于所述第二部分的高度，此时所述热传导系统处于所述第一工作状态；当所述热管处于第二位置时，所述第一部分高度高于所述第二部分的高度，此时所述热传导系统处于所述第二工作状态。

3.如权利要求2所述的热传导系统，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分通过直管段连接，所述第一部分和所述第二部分为朝相反方向偏折的折弯段，所述直管段贯穿所述炉膛的侧壁并且二者转动连接。

4.如权利要求3所述的热传导系统，其特征在于，还包括驱动部件，所有所述热管通过连接件连接形成整体，所述驱动部件驱动所述连接件动作以带动各所述热管同步转动。

5.如权利要求4所述的热传导系统，其特征在于，还包括控制器，用于控制所述连接件动作。

6.如权利要求1至5任一项所述的热传导系统，其特征在于，还包括形成流体介质循环流动回路的余热循环管路，位于所述炉膛外部，所述第二部分和所述余热存储装置均位于所述余热循环管路内部，所述余热存储装置的和所述热管装置通过所述余热循环管路中的流体介质进行热交换。

7.如权利要求6所述的热传导系统，其特征在于，所述热管装置沿第一方向包括N排热管组件，每一所述热管组件包括至少两个所述热管，所述余热循环管路包括与所述热管组件相对应的N排循环管路，每一排所述循环管路中均包括余热存储装置。

8.如权利要求7所述的热传导系统，其特征在于，所述余热存储装置包括蓄热砖，所述蓄热砖位于所述余热循环管路内部。

9.如权利要求6所述的热传导系统，其特征在于，所述余热循环管路还包括连通外部环境的介质进口和介质出口，所述介质进口和介质出口均安装有流量控制阀，用于控制所述介质进口和介质出口的打开或关闭。

10.一种蓄热式氧化焚烧炉系统，包括蓄热式氧化焚烧炉，其特征在于，还包括权利要求1至9任一项所述的热传导系统。

说明书：热传导系统及蓄热式氧化焚烧炉系统技术领域[0001] 本实用新型涉及技术领域，特别涉及一种热传导系统及蓄热式氧化焚烧炉系统。背景技术[0002] 蓄热式氧化焚烧炉，又称RTO(英文全称RegenerativeThermalOxidizer，以下简称RTO)，是OCs(英文全称volatileorganiccompounds，中文为挥发性有机物，以下简称OCs)废气治理的主流技术之一。在正常工况下，RTO炉膛内保持近760～850℃的高温焚烧OCs废气，将废气分解成无害的二氧化碳和水。RTO的核心是设备内部填充有陶瓷蓄热体，可最大限度实现热量的循环利用。[0003] 在实际工程应用中，RTO炉膛内正常运行温度维持在760～850℃范围内。偶尔也会出现900℃以上的超温情况，采取不停机操作时，一般是开启旁通泄温，将多余热量直接外排，无法利用；当出现超温或者其他故障需要紧急停机降温时，一般采取的措施是，关闭燃烧装置，切断可燃高浓度有机废气进入设备，并且输入常温新风，通过风机吹扫自然冷却，实现设备降温，目前这种措施无法在短时间内实现设备降温，在紧急情况下无法进入设备内部进行及时检修。[0004] 另外，多数废气治理不需要RTO设备进行24h全天候运行，需要RTO设备正常停机降温，并于第二天重新开机使用，因此需要设备内部保持在较高温度水平时。一般是直接关闭风机与阀门，使炉膛内部温度降到300～400℃时再进行憋温。这种情况下，偶尔出现保温效果不佳，无法长时间保存热量，当RTO再次开机启动时，需要从较低温度加热到运行温度，消耗大量能源。实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的为提供一种能量损耗比较低的热传导系统及蓄热式氧化焚烧炉系统。[0006] 本实用新型提供一种热传导系统，用于蓄热式氧化焚烧炉，[0007] 包括：[0008] 热管装置，包括至少一根热管，所述热管包括能够进行热量传递的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述蓄热式氧化焚烧炉的炉膛内部，所述第二部分位于所述炉膛外部；[0009] 余热存储装置，位于所述炉膛外部，所述余热存储装置能够与所述第二部分进行热传导；[0010] 当所述热传导系统处于第一工作状态时，所述余热存储装置存储所述第二部分传递的热能；当第二工作状态时，所述余热存储装置向所述第二部分释放热能。[0011] 本实用新型所提供的热传导系统能够将炉膛内的多余热量快速转移，在RTO炉膛出现超温或者其他故障时，可快速停机降温，为及时进入设备内部维护检修提供便利，并且转移的热量存储于余热存储装置，避免了停机降温时有大量能量损耗。并且，本系统余热储存装置中的余热，可在RTO启机或炉膛保温时提供热量，减少了启机和炉膛保温的热量外来需求，降低了运行能耗避免了停机降温时有大量能量损耗，并且存储于余热存储装置的热量可以释放通过热管传递至炉膛内部。[0012] 可选的，所述热管的内部具有在气液两相之间转换的热媒介质，所述热管能够在第一位置和第二位置之间切换，当所述热管处于第一位置时，所述第一部分高度低于所述第二部分的高度，此时所述热传导系统处于所述第一工作状态；当所述热管处于第二位置时，所述第一部分高度高于所述第二部分的高度，此时所述热传导系统处于所述第二工作状态。[0013] 可选的，所述第一部分和所述第二部分通过直管段连接，所述第一部分和所述第二部分为朝相反方向偏折的折弯段，所述直管段贯穿所述炉膛的侧壁并且二者转动连接。[0014] 可选的，还包括驱动部件，所有所述热管通过连接件连接形成整体，所述驱动部件驱动所述连接件动作以带动各所述热管同步转动。[0015] 可选的，还包括控制器，用于控制所述连接件动作。[0016] 可选的，还包括形成流体介质循环流动回路的余热循环管路，位于所述炉膛外部，所述第二部分和所述余热存储装置均位于所述余热循环管路内部，所述余热存储装置的和所述热管装置通过所述余热循环管路中的流体介质进行热交换。[0017] 可选的，所述热管装置沿第一方向包括N排热管组件，每一所述热管组件包括至少两个所述热管，所述余热循环管路包括与所述热管组件相对应的N排循环管路，每一排所述循环管路中均包括余热存储装置。[0018] 可选的，所述余热存储装置包括蓄热砖，所述蓄热砖位于所述余热循环管路内部。[0019] 可选的，所述余热循环管路还包括连通外部环境的介质进口和介质出口，所述介质进口和介质出口均安装有流量控制阀，用于控制所述介质进口和介质出口的打开或关闭。[0020] 此外，本实用新型提供了一种蓄热式氧化焚烧炉系统，包括蓄热式氧化焚烧炉，还包括上述任一项所述的热传导系统。[0021] 本实用新型的蓄热式氧化焚烧炉系统具有上述热传导系统，故也具有热传导系统的上述技术效果。附图说明[0022] 图1为本实用新型一种实施例中热传导系统的结构示意图；[0023] 图2为本实用新型一种实施例中热传导系统的结构示意图；[0024] 图3为图1中热管处于第一位置的结构示意图；[0025] 图4为图1中热管处于第二位置的结构示意图。[0026] 其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间一一对应关系如下：[0027] 1?第一蓄热室体；2?第二蓄热室体；3?第三蓄热室体；4?炉膛；5?余热循环管路；6?热管；61?第一部分；62?第二部分；7?蓄热砖；[0028] 8?第一开关阀；9?风机；10?第二开关阀；11?连接件；12?控制器；13?保温层结构；14?控制阀。

具体实施方式[0029] 在上述研究发现的基础上，本文进一步探索提出了一种解决上述技术问题的技术方案。[0030] 为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。[0031] 请参考图1至图4，图1为本实用新型一种实施例中热传导系统的结构示意图；图2为本实用新型一种实施例中热传导系统的结构示意图；图3为图1中热管处于第一位置的结构示意图；图4为图1中热管处于第二位置的结构示意图。[0032] 本实用新型提供了一种蓄热式氧化焚烧炉系统，包括蓄热式氧化焚烧炉和热传导系统。[0033] 其中蓄热式氧化焚烧炉包括形成有炉膛4的炉体，炉膛4内设置有N个蓄热室体，图1中示出了三个蓄热室体：第一蓄热室体1、第二蓄热室体2和第三蓄热室体3。炉腔侧壁可以为保温层结构13。关于蓄热式氧化焚烧炉的蓄热室体、炉体及其他具体结构本文不做具体介绍，可以参考现有技术。

[0034] 本实用新型的热传导系统包括热管装置和余热存储装置。其中热管装置包括至少一根热管，热管包括能够进行热量传递的第一部分61和第二部分62，其中第一部分61位于蓄热式氧化焚烧炉的炉膛内部，第二部分62位于炉膛外部，也就是说热管部分位于炉膛内，部分位于炉膛外，这样炉膛内部和炉膛外部能够通过热管实现热量的传输。[0035] 本实用新型的余热存储装置位于炉膛外部，其能够与热管的第二部分62进行热传导，二者可以直接进行热量传递，当然也可以借助中间介质进行热量传递，后文将介绍一种具体的实施方式。[0036] 当热传导系统处于第一工作状态时，余热存储装置存储第二部分62传递的热能；当热传导系统处于第二工作状态时，余热存储装置向第二部分62释放热能。

[0037] 热传导系统处于哪种工作状态可以通过控制系统控制，例如当蓄热式氧化焚烧炉需要进行快速降温时，或者超温不停机，热量需要外排时，可使热传导系统处于第一工作状态，炉膛内的热量自热管的第一部分61传导至第二部分62，然后再传递至余热存储装置，余热存储装置将热量进行存储；[0038] 当蓄热式氧化焚烧炉在开机需要进行升温或停机保温时，此时将热传导系统处于第二工作状态，使得余热存储装置中存储的热量传递至第二部分62，然后传递至第一部分61，实现存储热量对炉膛加热，以实现炉膛的保温或升温。

[0039] 由以上描述可知，本实用新型所提供的热传导系统能够将炉膛内的多余热量快速转移，在设备出现超温或者其他故障时，可快速停机降温，为及时进入设备内部维护检修提供便利，并且转移的热量存储于余热存储装置，避免了停机降温时有大量能量损耗。并且，本系统余热储存装置中的余热，可在RTO启机或炉膛保温时提供热量，减少了启机和炉膛保温的热量外来需求，降低了运行能耗避免了停机降温时有大量能量损耗，并且存储于余热存储装置的热量可以释放通过热管传递至炉膛内部。[0040] 在一种具体实施方式中，热管的内部具有在气液两相之间转换的热媒介质，热管能够在第一位置和第二位置之间切换，当热管处于第一位置时，第一部分61高度低于第二部分62的高度，此时热传导系统处于第一工作状态；当热管处于第二位置时，第一部分61高度高于第二部分62的高度，此时热传导系统处于第二工作状态。以热媒介质为水为例介绍技术效果，当然，本领域内技术人员应当理解，热媒介质不局限于水，还可以为其他流体介质。[0041] 当炉膛内部温度较高需要快速降温时，将热管的第一部分61置于低于第二部分62的高度位置，即热管6位于炉膛侧一端处于低点，位于余热循环管路5一端则处于高点，此时炉膛内部的部分热量通过热管6由炉膛侧迅速转移至余热循环管路5中。热管6低点的液态水在炉膛侧吸收热量后发生相变为水蒸气，水蒸气向上运动至热管6高点，放热后又由气态水蒸气发生相变为液态水，通过重力作用流回热管6低点，如此循环实现热量的转移，实现炉膛的快速降温，见图3。[0042] 当炉膛内部需要热量时，将热管的第一部分61置于高于第二部分62的高度位置，即热管6位于余热循环管路5一端则处于低点，热管位于炉膛内的一端处于高点，此时热量通过热管6由余热循环管路5中迅速转移至炉膛侧。热管6低点的液态水在余热循环管路5吸收热量后发生相变为水蒸气，水蒸气向上运动至炉膛侧热管6高点，放热后又由气态水蒸气发生相变为液态水，通过重力作用流回热管6低点，如此循环实现热量的转移，实现炉膛的保温或升温。[0043] 在一种实施例中，第一部分61和第二部分62通过直管段连接，第一部分61和第二部分62为朝相反方向偏折的折弯段，请参考图3，第一部分61和第二部分62一者向上偏折，另一者向下偏折。直管段贯穿炉膛的侧壁并且二者转动连接。[0044] 该设置方式，热管结构简单。[0045] 在一种实施例中，热传导系统还可以包括驱动部件，所有热管通过连接件11连接形成整体，驱动部件驱动连接件11动作以带动各热管同步转动。驱动部件可以为电机齿轮组件，当然也可以为其他部件。连接件11起到连接各热管的作用以及传递驱动部件动作的功效。驱动部件的动力经连接件11转化为热管的转动动力，关于连接件11和驱动部件的具体结构本文不做具体描述，本领域内技术人员可以根据具体环境而定，只要具有上述功能即可。[0046] 再者，上述实施例中，还包括控制器12，用于控制连接件11动作。控制器12可以实现自动且精确控制。[0047] 在一种具体实施例中，热传导系统还包括形成流体介质循环流动回路的余热循环管路5，位于炉膛外部，第二部分62和余热存储装置均位于余热循环管路5内部，余热存储装置的和热管装置通过余热循环管路5中的流体介质进行热交换。[0048] 具体地，热管装置沿第一方向包括N排热管组件，每一热管组件包括至少两个热管，余热循环管路5包括与热管组件相对应的N排循环管路，每一排循环管路中均包括余热存储装置。各排所对应的循环管路可以连通，以方便后续控制。[0049] 图1中示出了设置有三排热管组件的具体实施方式，每一组热管组件对应一组蓄热砖7。当然，热管的设置不局限于本文设置。[0050] 在一种具体实施例中，余热存储装置包括蓄热砖7，蓄热砖7位于余热循环管路5内部。蓄热砖7的数量可以根据具体应用环境进行设置。当然余热存储装置也可以为其他能够蓄热的部件。[0051] 为了进一步提高炉腔内温度的降低速度，上述各实施例中的余热循环管路5还可以包括连通外部环境的介质进口和介质出口，介质进口和介质出口均安装有开关阀，用于控制介质进口和介质出口的打开或关闭。如图2所示介质进口设置有第一开关阀8，介质出口设置有第二开关阀10。各开关阀的开度可以能够调节。[0052] 当炉腔内的温度过高，通过循环管路中的循环流体介质无法满足时，此时可以打开新风进口和出风口，使外界环境的低温空气或者烟气引入余热循环管路5内部，进一步对热管的第二部分62接触，余热循环管路5中的部分高温气体可以自出风口流至外界环境。[0053] 当然，当余热循环管路5中的循环介质能够满足炉腔工作所需时，关闭介质进口和介质出口即可。[0054] 余热循环管路5中的介质可以为空气或者烟气等气体介质，当然也可以为液体介质。[0055] 进一步的，可以设置动力部件用于对循环管路中介质提供流动动力，动力部件可以为风机9或者泵送部件等。[0056] 再者循环管路上也可以设置控制阀14，用于控制介质流量。[0057] 本实用新型的蓄热式氧化焚烧炉系统具有上述热传导系统，故也具有热传导系统的上述技术效果。[0058] 以上对本实用新型所提供的一种热传导系统及蓄热式氧化焚烧炉系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。