共模同步型工业烟气复燃循环处理模块、装置及方法制造方法及图纸

一种共模同步型工业烟气复燃循环处理模块、装置及方法,该模块包括筒状燃烧器和两个锥筒形多孔介质芯体，所述筒状燃烧器包括筒体和套设在筒体内的环状辐射屏，筒体和辐射屏之间构成燃气混合室，筒体的外侧部设置径向进气蜗管，所述筒状燃烧器的中心设置中心轴；所述两个锥筒形多孔介质芯体锥顶相对、对称套装于筒状燃烧器的所述中心轴上可轴向滑动，两个锥筒形多孔介质芯体与所述环状辐射屏之间构成二次燃烧空间，两个锥底部分别构成进气口和出气口。该装置由多个上述模块组成。该方法包括低氮燃烧，回流烟气和低氮燃烧产生的含氧烟气经二次燃烧空间燃烧后排出。本发明专利技术实现低NOX、低VOC排放的同时能够节约能源。

【技术实现步骤摘要】
共模同步型工业烟气复燃循环处理模块、装置及方法
本专利技术涉及工业烟气处理装置，特别涉及气体燃料燃烧系统的低氮、VOC(挥发性有机物)处理装置及方法。
技术介绍
现有天然气燃烧器、燃烧机中所采用的燃烧方式多为等压型—扩散、半预混、预混式燃烧。由于环保排放标准的提高，要求燃烧系统大幅降低高温型氮氧化物(NOX)、工艺型VOC排放，使具有低NOX工作特性的全预混式金属丝网燃烧器得以逐步普及。但同时其比功率低、效率低、调节比低、易回火……等特点也显露出来。当前流行的低氮燃烧器(低NOX燃烧器)是一种“金属纤维网燃烧器”。为了得到稳定的低氮排放指标，需要以金属网反应区设定的低NOX生成温度为基准，对燃气当量比放大并进行精确调节，以控制通过单位介质面积的火焰温度及火焰稳定度。其设定的低氮火焰温度一般在850℃—950℃时。高于此温度，燃烧过程当中的氮氧化物生成量开始线性增加。为了得到较大的功率，就必须加大金属丝网的面积，致其比功率下降、火焰辐射能力下降，导致系统整体加热能力的下降。多孔介质燃烧的低NOX排放，是因为其结构特性可以对较大过剩空气系数的预混燃气产生稳定(火焰驻定)控制。也因此在同等加热工况下，多孔介质燃烧方式将产生较多的含氧烟气，或者说需要更大的燃烧空间，设备体积加大；反之则功率下降。VOC一般定义为：熔点低于室温，沸点在50℃—260℃之间的、能够参与大气光化学反应的挥发性有机物的总称。以目前成熟技术对VOC进行处理主要有两种方法。吸收催化法和燃烧去除法。对于大型工业生产来说，吸收催化法需要较大设备结构及很高的后处理费用，对生产成本压力较大。故，燃烧去除法在实际VOC处理工程中应用较多。燃烧去除法的缺陷主要是需要额外的能源消耗，如何降低系统能耗(或者说如何充分利用额外能耗)是VOC燃烧去除法的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种共模同步型工业烟气复燃循环处理模块、装置及方法，它们能够实现低NOX、低VOC排放，且能够节约能源。专利技术构思为：将烟气VOC燃烧处理器与燃烧器主燃烧室共型设计，形成“共模同步型工业烟气VOC复燃循环处理器。即，低氮燃烧+烟气多重循环复燃＝低NOX、VOC排放。烟气多重循环复燃通过强化主燃烧器火焰热辐射、创新多孔介质型辐射吸收体结构，形成独立的强化热辐射VOC反应区，即二次燃烧空间。回流烟气从第一多孔介质进入二次燃烧空间，减速扩压；从第二多孔介质喷出，减压增速；这一过程的时隙，即为VOC反应时段。通过调节两个多孔介质间隙，即为烟气VOC反应温度/时间的控制点。使烟气显热和“可燃成分完全反应”后形成“超焓”参与工况加热，并达到极低NOX、VOC排放。为达上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种共模同步型工业烟气复燃循环处理模块，该处理模块包括筒状燃烧器1和两个锥筒形多孔介质芯体2、5，所述筒状燃烧器1包括筒体11和套设在筒体11内的环状辐射屏12，筒体11和辐射屏12之间构成燃气混合室13，筒体11的外侧部设置与所述燃气混合室13连通的径向进气蜗管6，所述筒状燃烧器1的中心设置中心轴4；所述两个锥筒形多孔介质芯体2、5锥顶相对、对称套装于筒状燃烧器1的所述中心轴4上可轴向滑动，两个锥筒形多孔介质芯体2、5与所述环状辐射屏12之间构成二次燃烧空间3，两个锥底部分别构成进气口7和出气口8。优选地，从外层到内层，所述环状辐射屏依次包括混合气整流腔、毛细管喷嘴层、十字钝体层和多孔介质辐射层。优选地，所述锥筒形多孔介质芯体2、5由正圆形平面多孔介质沿轴心凸起拉长制成，其中的毛细孔的轴线与筒状燃烧器1的所述中心轴4平行。一种共模同步型工业烟气复燃循环处理装置，所述处理装置包括若干个共模同步型工业烟气复燃循环处理模块串联、并联或串并联构成，所述若干个共模同步型工业烟气复燃循环处理模块为上述任意一项所述的共模同步型工业烟气复燃循环处理模块。一种共模同步型工业烟气复燃循环处理方法，所述处理方法包括：配置上述任意一项所述的共模同步型工业烟气复燃循环处理模块；从径向进气蜗管6向所述燃气混合室13输入燃气，燃气在所述环状辐射屏12的内壁面低氮燃烧，产生的含氧烟气经环状辐射屏12排入所述二次燃烧空间3，且环状辐射屏12向所述二次燃烧空间3辐射热；同时，另一路回流烟气从进气口7经一个锥筒形多孔介质芯体2进入所述二次燃烧空间3，经另一个锥筒形多孔介质芯体5从出气口8喷出；调节两个锥筒形多孔介质芯体2、5之间的间隙，以控制二次燃烧空间3内烟气反应温度和时间，使烟气中的可燃成分完全反应。优选地，烟气在二次燃烧空间3内的复燃控制方式包括下述方式中的至少一种：低氮燃烧产生的含氧烟气沿着与所述中心轴4垂直的方向排入所述二次燃烧空间3，且排烟压力大于从锥筒形多孔介质芯体2输入的烟气的压力，使两路烟气形成切向流湍混传热；两个锥筒形多孔介质芯体2、5吸收环状辐射屏12的辐射热使其介质孔升温，烟气流经高温介质孔时获得热量发生反应；调节两个锥筒形多孔介质芯体2、5之间的间隙，使二次燃烧空间3的气动参数发生线性变化，最大限度的将火焰的辐射能传递给被处理烟气。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：通过对燃气型低NOX燃烧器与多孔介质VOC复燃处理器的创新设计，构建了燃烧/复燃共型燃烧室，使燃烧从矢量单循环变为标量多循环，提高烟气显热对系统热贡献率，节能效果明显、确切。由于本专利技术结构紧凑，将多种机器功能合成为一体。以致其同时具有高效、节材、环保及节省生产空间的优点。附图说明图1为一个实施例共模同步型工业烟气复燃循环处理模块的结构示意图；图2为其平面图；图3为另一个实施例共模同步型工业烟气复燃循环处理装置的结构示意图，图中局部被剖开；图4为另一个实施例中锥筒形多孔介质芯体的立体结构示意图；图5为另一个实施例中锥筒形多孔介质芯体的平面结构示意图；图6为另一个实施例中锥筒形多孔介质芯体的侧视图，图中局部被剖开。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。参照图1和图2，本共模同步型工业烟气复燃循环处理模块包括筒状燃烧器1和两个锥筒形多孔介质芯体2、5，所述筒状燃烧器1包括筒体11和套设在筒体11内的环状辐射屏12，筒体11和辐射屏12之间构成燃气混合室13，筒体11的外侧部设置与所述燃气混合室13连通的径向进气蜗管6，所述筒状燃烧器1的中心设置中心轴4；所述两个锥筒形多孔介质芯体2、5锥顶相对、对称套装于筒状燃烧器1的所述中心轴4上可轴向滑动，两个锥筒形多孔介质芯体2、5与所述环状辐射屏12之间构成二次燃烧空间3，两个锥底部分别构成进气口7和出气口8。进一步地，环状辐射屏12采用以下结构：从外层到内层，所述环状辐射屏12依次包括混合气整流腔、毛细管喷嘴层、十字钝体层和多孔介质辐射层。混合气整流腔用于恒压、恒流，毛细管喷嘴层用于防回火，十字钝体层作为火焰驻定器，多孔介质辐射层用于火焰展开。通过这样的结构，使火焰在900℃的工况下燃烧并驻定在十字钝体层与多孔介质黑体层之间，随着燃烧进程，黑体材质多孔介质达到设定温度，在开始向外产生热辐射的同时，还起到了恒定点火源的作用。故，二次燃烧空间3内形成900—1000℃、含氧量约为11％的工作环境，使二次燃烧空间3上游进入的含氧量不低于5％的重复回流烟气中的可燃成份(含VOC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共模同步型工业烟气复燃循环处理模块，其特征在于：该处理模块包括筒状燃烧器(1)和两个锥筒形多孔介质芯体(2、5)，所述筒状燃烧器(1)包括筒体(11)和套设在筒体(11)内的环状辐射屏(12)，筒体(11)和辐射屏(12)之间构成燃气混合室(13)，筒体(11)的外侧部设置与所述燃气混合室(13)连通的径向进气蜗管(6)，所述筒状燃烧器(1)的中心设置中心轴(4)；所述两个锥筒形多孔介质芯体(2、5)锥顶相对、对称套装于筒状燃烧器(1)的所述中心轴(4)上可轴向滑动，两个锥筒形多孔介质芯体(2、5)与所述环状辐射屏(12)之间构成二次燃烧空间(3)，两个锥底部分别构成进气口(7)和出气口(8)。

【技术特征摘要】
1.一种共模同步型工业烟气复燃循环处理模块，其特征在于：该处理模块包括筒状燃烧器(1)和两个锥筒形多孔介质芯体(2、5)，所述筒状燃烧器(1)包括筒体(11)和套设在筒体(11)内的环状辐射屏(12)，筒体(11)和辐射屏(12)之间构成燃气混合室(13)，筒体(11)的外侧部设置与所述燃气混合室(13)连通的径向进气蜗管(6)，所述筒状燃烧器(1)的中心设置中心轴(4)；所述两个锥筒形多孔介质芯体(2、5)锥顶相对、对称套装于筒状燃烧器(1)的所述中心轴(4)上可轴向滑动，两个锥筒形多孔介质芯体(2、5)与所述环状辐射屏(12)之间构成二次燃烧空间(3)，两个锥底部分别构成进气口(7)和出气口(8)。2.根据权利要求1所述的共模同步型工业烟气复燃循环处理模块，其特征在于：从外层到内层，所述环状辐射屏(12)依次包括混合气整流腔、毛细管喷嘴层、十字钝体层和多孔介质辐射层。3.根据权利要求1所述的共模同步型工业烟气复燃循环处理模块，其特征在于：所述锥筒形多孔介质芯体(2、5)由正圆形平面多孔介质沿轴心凸起拉长制成，其中的毛细孔的轴线与筒状燃烧器(1)的所述中心轴(4)平行。4.一种共模同步型工业烟气复燃循环处理装置，其特征在于：所述处理装置由若干个共模同步型工业烟气复燃循环处理模块串联、并联或串并联构成，所述若干个共模同步型工业烟气复燃循环处理模块为权利要求1至3中任意一项所述的共模同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：段秀春，许嘉文，
申请(专利权)人：段秀春，许嘉文，
类型：发明
国别省市：广东,44