多维度尾气焚烧系统

910 编辑：中冶有色技术网来源：东方电气集团东方锅炉股份有限公司

2023-12-26 11:38:27

权利要求书： 1.多维度尾气焚烧系统，包括焚烧炉(12)和用于向焚烧炉(12)中输送待焚烧尾气的尾气输送系统，其特征在于：所述尾气输送系统包括尾气输送母管(1)，所述尾气输送母管(1)一端与尾气源连接，另一端分支为n组尾气输送支管按照逐渐远离焚烧炉出口烟道(13)方式与所述焚烧炉(12)相连，其中n为≥2的整数。

2.根据权利要求1所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：相邻两组尾气输送支管与所述焚烧炉(12)的连接位置的间距为2000～4000mm。

3.根据权利要求1所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：各组尾气输送支管与所述焚烧炉(12)的连接端进一步分支为k组二级支路，其中k为≥2的整数。

4.根据权利要求3所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：所述二级支路与所述焚烧炉(12)的连接端进一步分支为m条三级支路，其中m为≥2的整数。

5.根据权利要求4所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：所述三级支路通过旋流混合器与所述焚烧炉(12)连接。

6.根据权利要求5所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：所述旋流混合器的气体出口设置有文丘里扩口(71b?2)。

7.根据权利要求5所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：在同一组三级支路中，相邻旋流混合器的布置间距为1000～2000mm。

8.根据权利要求1所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：根据各组尾气输送支管与所述焚烧炉(12)的连接位置，远离焚烧炉出口烟道(13)的一端的尾气输送支管为第n组尾气输送支管；所述第n组尾气支管直接或通过进一步分支的支路与焚烧炉(12)内尾气分配集箱(8)连接，所述尾气分配集箱(8)布置有t组朝向焚烧炉出口烟道(13)的尾气喷管(9)，其中t为≥3的整数。

9.根据权利要求8所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：所述尾气喷管(9)沿尾气分配集箱(8)周向布置，布置间距为500～1000mm。

10.根据权利要求1～9中任一权利要求所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：所述尾气输送母管(1)上设置有尾气成分检测装置(2)和母管关断门(3)。

11.根据权利要求3～7中任一权利要求所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：所述尾气输送支管和二级支路上设置有阻火器和调节挡板。

12.根据权利要求1～9中任一权利要求所述的多维度尾气焚烧系统，其特征在于：所述焚烧炉(12)设置有温度测点(11)，炉膛设置有助燃燃烧器(10)。

说明书：多维度尾气焚烧系统技术领域[0001] 本发明涉及一种化工尾气处理装置，尤其是一种尾气焚烧装置。背景技术[0002] 在化工行业生产过程中，会产生大量尾气，尾气中一般含有一定量的可燃成分，如果将尾气直接排放到大气中，会造成环境污染和能源浪费，并且由于尾气中往往会携带一些有毒成分，还容易引发人员中毒等问题。因此，亟需对这些尾气进行处理。[0003] 目前比较常用的措施是对尾气进行焚烧处理，但由于尾气处理量巨大，如何使尾气发生均匀热反应以提高尾气的反应效率和避免焚烧炉内局部超温，以及如何控制氮氧化物的生成是需要重点关注和解决的问题。[0004] 现有尾气焚烧炉普遍采用尾气单级送入炉内的模式，这种型式不但对控制氮氧化物的生成不利，也不利于尾气在焚烧炉内均匀燃烧反应，炉体容易出现局部超温并造成内衬超温脱落，进而产生焚烧炉外壳烧损的问题。因此，亟需研发一种尾气焚烧系统及装置，在保证炉内焚烧温度均匀的同时，最大程度地减少氮氧化物的生成。发明内容[0005] 为解决焚烧炉内衬超温脱落，并降低氮氧化物的生成，本发明提供了一种多维度尾气焚烧系统。[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：多维度尾气焚烧系统，包括焚烧炉和用于向焚烧炉中输送待焚烧尾气的尾气输送系统，所述尾气输送系统包括尾气输送母管，所述尾气输送母管一端与尾气源连接，另一端分支为n组尾气输送支管按照逐渐远离焚烧炉出口烟道方式与所述焚烧炉相连，其中n为≥2的整数。此处尾气输送支管的组数可以根据尾气处理量的大小和焚烧炉布置空间确定，推荐级数为2～5组。[0007] 更佳的，相邻两组尾气输送支管与所述焚烧炉的连接位置的间距为2000～4000mm。

[0008] 作为本发明的进一步改进，各组尾气输送支管与所述焚烧炉的连接端进一步分支为k组二级支路，其中k为≥2的整数。[0009] 更佳的，所述二级支路与所述焚烧炉的连接端进一步分支为m条三级支路，其中m为≥2的整数。[0010] 更佳的，所述三级支路通过旋流混合器与所述焚烧炉连接。旋流混合器可采用两级或多级通道，通道内设置有旋流叶片，气流通过后产生旋转，强化炉内混合。[0011] 更佳的，所述旋流混合器的气体出口设置有文丘里扩口。此处设置文丘里扩口有利于防止炉内高温烟气产生回火现象。[0012] 更佳的，在同一组三级支路中，相邻旋流混合器的布置间距为1000～2000mm。[0013] 作为本发明的进一步改进，根据各组尾气输送支管与所述焚烧炉的连接位置，靠近焚烧炉出口烟道的一端的尾气输送支管为第1组尾气输送支管，远离焚烧炉出口烟道的一端的尾气输送支管为第n组尾气输送支管；所述第n组尾气支管直接或通过进一步分支的支路与焚烧炉内尾气分配集箱连接，所述尾气分配集箱布置有t组朝向焚烧炉出口烟道的尾气喷管，其中t为≥3的整数。当设置支路时，支路上也可以设置调节挡板和阻火器，用于精确控制流量和调节炉内温度偏差。[0014] 本方案中第n组支管的布置方式与前面的支管不同，尾气经过分配集箱后通过若干个朝向焚烧炉出口烟道的尾气喷管进入焚烧炉，产生的气体流向与焚烧炉内烟气流向平行，而前面的各组支管通过旋流混合器进入炉内的尾气流向与烟气流向垂直或具有一定角度，此时，通过第n组支管进入的尾气和通过其他支管进入的尾气在炉内形成交叉射流，通过多方向进入炉内，增强了与炉内高温烟气混合的效果。另外第n组支管的布置型式在空间上来说比前面的各组更加节省空间。[0015] 更佳的，所述尾气喷管的布置间距为500～1000mm，可沿尾气分配集箱周向布置。[0016] 作为本发明的进一步改进，所述尾气输送母管上设置有尾气成分检测装置和母管关断门。出于整个系统安全性考虑，当尾气成分浓度处于尾气爆炸极限范围内时，需将尾气母管关断门关断，禁止废尾气进入焚烧炉内进行焚烧处理，以避免产生爆炸风险。[0017] 作为本发明的进一步改进，所述尾气输送支管和二级支路上设置有阻火器和调节挡板。调节挡板可对每个支路流量进行控制；阻火器可防止焚烧炉内高温烟气反窜至第一级尾气支管和尾气输送母管中，确保尾气支管和母管的运行安全性。[0018] 作为本发明的进一步改进，所述焚烧炉设置有温度测点，炉膛设置有助燃燃烧器。助燃燃烧器可以设置在焚烧炉炉膛左右两侧，助燃燃料燃烧并与焚烧炉内的尾气发生反应，以达到尾气反应温度，实现化工尾气的焚烧处理，助燃燃料采用多个助燃燃烧器分级送入炉内的方式也对降低炉内NOx的生成有益；助燃燃烧器可多个组成燃烧器组与尾气输送支管一一对应布置，燃烧器组布置位置可与对应的尾气输送支管间隔一段距离布置，例如优选间隔距离为1000～2000mm，以便其燃烧后产生的高温烟气可及时与焚烧炉内的尾气发生反应。温度测点可沿着焚烧炉炉体径向设置若干圈，用于监测炉内温度，若监测到炉内出现局部高温区，可针对性地对单个支管内的尾气流量进行调整，或对助燃燃烧器燃料输入量进行调整。

[0019] 此外，还可以在焚烧炉炉内设置有焚烧炉衬里，可保护焚烧炉外壳不会产生超温烧损现象。[0020] 本发明的有益效果是：本发明可使炉内反应温度更加均匀，避免炉内局部高温区的产生，不仅可以有效解决内衬超温脱落的问题，还可以降低氮氧化物的生成。通过数值模拟分析研究，采用此种布置型式后，炉内温度场均匀，未出现局部高温区，并且氮氧化物排放量可下降达30％，焚烧炉的整体性能得到显著提升。附图说明[0021] 图1是实施例的本发明的多维度尾气焚烧系统结构示意图。[0022] 图2是图1的A?A剖视图。[0023] 图3是图1的B?B剖视图。[0024] 图4是图1的C?C剖视图。[0025] 图5是实施例的旋流混合器结构示意图。[0026] 图中标记为：1—尾气输送母管，2—尾气成分检测装置，3—母管关断门，41—第1组尾气支管，42—第2组尾气支管，43—第3组尾气支管，41a、41b、41c—第1组尾气支管二级支路，42a、42b、42c—第2组尾气支管二级支路，43a、43b、43c—第3组尾气支管二级支路，41a?1—第1组尾气支管三级支路，42a?1—第2组尾气支管三级支路，51、52、53、51a、51b、

51c、52a、52b、52c、53a、53b、53c?调节挡板，61、62、63、61a、61b、61c、62a、62b、62c、63a、

63b、63c?阻火器，71a、71b、71c、72a、72b、72c?旋流混合器，71b?1—双旋流通道，71b?2—文丘里扩口，8—尾气分配集箱，9—尾气喷管，10—助燃燃烧器，11—温度测点，12—焚烧炉，

12?1—焚烧炉壳体，12?2—焚烧炉衬里，13—焚烧炉出口烟道。

具体实施方式[0027] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0028] 如图1至图5所示，本发明的多维度尾气焚烧系统，包括焚烧炉12和用于向焚烧炉12中输送待焚烧尾气的尾气输送系统，所述尾气输送系统包括尾气输送母管1，所述尾气输送母管1一端与尾气源连接，另一端分支为3组尾气输送支管按照逐渐远离焚烧炉出口烟道

13方式与所述焚烧炉12相连，根据各组尾气输送支管与所述焚烧炉12的连接位置，靠近焚烧炉出口烟道13的一端的尾气输送支管为第1组尾气输送支管，远离焚烧炉出口烟道13的一端的尾气输送支管为第3组尾气输送支管；相邻两组尾气输送支管与所述焚烧炉12的连接位置的间距为3000mm。所述尾气输送母管1上设置有尾气成分检测装置2和母管关断门3。

[0029] 各组尾气输送支管与所述焚烧炉12的连接端进一步分支为3组二级支路，其中，第1组、第2组尾气输送支管的3组二级支路分别通入焚烧炉顶部和炉左右两侧，且二级支路与所述焚烧炉12的连接端进一步分支为3条三级支路，所述三级支路通过旋流混合器与所述焚烧炉12连接，旋流混合器的气体出口设置有文丘里扩口71b?2，在同一组三级支路中，相邻旋流混合器的布置间距为1500mm。

[0030] 第3组组尾气输送支管的3组二级支路通入焚烧炉12顶部进入尾气分配集箱8内，尾气分配集箱8布置有36组朝向焚烧炉出口烟道13的尾气喷管9，所述尾气喷管9沿尾气分配集箱8周向布置，布置间距为600mm。[0031] 尾气输送支管和二级支路上设置有阻火器和调节挡板；焚烧炉12设置有温度测点11，炉膛设置有助燃燃烧器10。焚烧炉12炉内设置有焚烧炉衬里12?2，可保护焚烧炉外壳

12?1不会产生超温烧损现象。

[0032] 工作时，本发明的多维度尾气焚烧系统将尾气逐级、多方位送入炉内燃烧，并通过多级布置的助燃燃烧器进行燃烧反应。此种尾气分级布置方式可使得炉内反应温度更加均匀，避免局部高温区的产生，不仅可以有效解决内衬超温脱落的问题，还可以降低氮氧化物的生成。尾气在焚烧炉12内反应后流经焚烧炉出口烟道13进入后端余热利用装置对热量进行回收利用后通过烟囱排入大气中。