一种高纯度废氨气焚烧炉及焚烧系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种高纯度废氨气焚烧炉，包括炉体，所述炉体被构造为包括前段、中段和后段；还包括布置在炉体前段的燃烧机接口、补风口、氨气管道接口，布置在炉体后段的烟气出口；所述炉体中段被构造为具有与炉体前段连接的收缩部、与炉体后段连接的扩散部、以及位于收缩部和扩散部之间的喉部。进一步，还公开一种采用该焚烧炉的焚烧系统。本实用新型专利技术通过对焚烧炉炉体的特别设计，使得在焚烧过程中烟气气流混合更为均匀，燃烧更充分，减少炉膛内的局部高温区域，从而减少氮氧化物的生成。

A High Purity Waste Ammonia Incinerator and Incineration System

【技术实现步骤摘要】
一种高纯度废氨气焚烧炉及焚烧系统
本技术涉及一种用于废氨气的专用焚烧炉，尤其涉及于高纯氨生产过程中用于废氨处理的环保节能焚烧设备。
技术介绍
高纯氨是一种重要的化工基础材料，它广泛地应用于电子、化工、冶金、能源等工业方面的研究和生产中。电子级高纯氨纯度要求达到99.9999％(体积分数)。高纯氨在生产过程中，由于杂质分离不完全，导致较高纯度的99.9％(体积分数)的废氨产生。由于氨气是有害气体，不可直接排放，需要对其进行处理然后再排放。目前，通常采取的处理方式主要有：1)将该股气体排至吸收塔被水吸收，加工成为氨水，但由于其工艺复杂，设备投入成本较高，氨水的价格便宜等，因此回收价值并不高；2)采用焚烧法，使得氨气完全燃烧成为无害的N2和H2O然后排放，但氨的燃点为651℃，燃烧温度低，氨燃烧不完全，燃烧温度过高，燃烧过程中会产生过量的氮氧化物。因此，如何控制炉温使氮氧化物排放不超标同时使得氨气完全分解也一直是一个难题。燃烧过程中生成的NOX可分为三类：燃料型(fuelNOX)、热力型(thermalNOX)和瞬时型(promptNOX)，其中，热力型NOX是燃烧过程中空气中的氮气在高温下氧化而生成。根据热力型NOX的生成机理：温度越高，NOX的生成量越多；空气含量增加(即助燃比增加)一方面会降低燃烧温度，但也会使得氧气含量增加，最终使得NOX的生成量增加；局部高温区域的存在会使得NOX的大幅增加。因此，选择合适的助燃比，控制合理的燃烧温度，尽量避免局部高温区的存在是减少NOX生成量的关键。文丘里效应是意大利物理学家文丘里发现的。该效应表现在当气体或液体在文丘里管里面流动，在管道的最窄处，动态压力(速度头)达到最大值.静态压力(静息压力)达到最小值，气体(液体)的速度因为涌流横截面积变化的关系而上升。整个涌流都要在同一时间内经历管道缩小过程，因而压力也在同一时间减小，进而产生压力差，这个压力差用于测量或者给流体提供一个外在吸力。
技术实现思路
本技术为了克服上述
技术介绍
的问题，提供一种用于高纯氨气处理的焚烧炉和系统，通过对焚烧炉炉体采用文丘里的结构设计，使得在焚烧过程中烟气气流混合更为均匀，燃烧更充分，减少炉膛内的局部高温区域，从而减少氮氧化物的生成。还可通过特有的防火墙设计，使炉膛温度维持在950℃左右，进一步保证废氨完全燃烧，控制氮氧化物达标排放。本技术的技术方案是：方案一：一种高纯度废氨气焚烧炉，包括炉体，所述炉体被构造为包括前段、中段和后段；还包括布置在炉体前段的燃烧机接口、补风口、氨气管道接口，布置在炉体后段的烟气出口；所述炉体中段被构造为具有与炉体前段连接的收缩部、与炉体后段连接的扩散部、以及位于收缩部和扩散部之间的喉部。优选的，该焚烧炉还包括布置在炉体后段的挡火墙，所述挡火墙为耐高温陶瓷蓄热体。优选的，所述挡火墙为孔隙率为40～45％的耐高温蜂窝陶瓷蓄热体。优选的，还包括用于连接温度检测装置的第一检测接口和用于连接差压检测装置的第二检测接口，所述第一检测接口和第二检测接口均布置在炉体后段挡火墙之后。优选的，该焚烧炉还包括用于连接温度检测装置的第一检测接口和用于连接差压检测装置的第二检测接口。优选的，所述炉体的外壁具有钢板卷制的壳体，内壁设有耐火隔热衬里。方案二：一种高纯度废氨气焚烧系统，包括方案一所述的高纯度废氨气焚烧炉，燃烧装置、助燃空气管路、氨气管路、燃料管路，以及温度检测装置和差压检测装置；所述燃烧装置的火焰烧嘴为长明灯，并与所述高纯度废氨气焚烧炉的燃烧机接口连接；所述助燃空气管路与所述高纯度废氨气焚烧炉的补风口连接，并配置有补风风机和第一进气控制阀；所述氨气管路与所述高纯度废氨气焚烧炉的氨气管道接口连接，并配置有第二进气控制阀；所述燃料管路与所述燃烧装置的进料口连接，并配置有第三进气控制阀；所述温度检测装置连接所述高纯度废氨气焚烧炉的第一检测接口；所述差压检测装置连接所述高纯度废氨气焚烧炉的第二检测接口。优选的，该焚烧系统还包括翅片管换热器和排烟风机；所述翅片管换热器的热侧通道分别连接所述高纯度废氨气焚烧炉的烟气出口和排烟风机，冷侧通道连接外部冷介质。优选的，所述补风风机和排烟风机为变频控制。优选的，该焚烧系统还包括控制装置，所述温度检测装置、差压检测装置、第一进气控制阀、第二进气控制阀、第三进气控制阀、补风风机和排烟风机均与所述控制装置电连接。有益效果：1)本技术应用文丘里管的原理，将炉体中段设计为文丘里管结构，当燃烧的烟气流经此处变径结构最窄处时，由于此处的管径减小，流速变快，使得烟气与助燃空气两股气流混合更为均匀，当烟气流过此处变径结构时，文丘里管背部(扩散部)由于文丘里效应产生低压，有吸附作用，使得混合后的烟气均匀扩散，保证流经后段挡火墙残余氨气可以被燃烧完全，使得炉膛内的局部高温区域有效减少，从而减少NOX的生成。2)在炉体后段处做耐高温蓄热体结构的挡火墙，保持炉温稳定，且没有燃烧完全的NH3分子通过挡火墙也会燃烧，另外，还能有效阻挡火焰蔓延燃烧至炉体烟气出口外部，避免火灾安全隐患。3)通过在炉体内设置压力测点，配备差压检测装置，设置炉内为负压，一方面保证补风门打开后为吸风状态，保证运行安全；另一方面负压与排烟风机做联锁，比较节能。进一步地，将温度和差压检测装置设置在挡火墙之后，能准确测量炉内温度和压力，并且能避免与燃烧火焰直接接触，延长使用寿命。4)炉内做隔热衬里进行内保温，使得燃烧的热量不至于流失，保证操作人员的安全。5)燃烧装置的烧嘴设置为长明灯，保证炉内安全。6)换热器型式选用管翅式，适合氨气制造工艺中通过烟气对液体介质的加热；7)补风风机与排烟风机可采用变频控制，可改变风机风量，调节炉膛内部压力；8)将各控制阀门及风机与控制装置连接，可实现自动控制，操作安全稳定。附图说明图1为实施例1中的高纯度废气焚烧炉结构示意图；图2为实施例2中的高纯度废气焚烧系统结构示意图；附图标注：炉体1、炉体前段1.1、炉体中段1.2、炉体后段1.3、收缩部1.21、扩散部1.22、喉部1.23、燃烧机接口2、补风口3、氨气管道接口4、温度变送器接口5、差压变送器接口6、烟气出口7、温度变送器8、差压变送器9、吊耳10、鞍式支座11、挡火墙12、燃烧机21、高纯度废氨气焚烧炉22、翅片管换热器23、排烟风机24、废氨气管路25、氨气进气控制阀门25.1、助燃空气管路26、补风进气控制阀门26.1、补风风机26.2、燃料管路27、燃料进气控制阀门27.1。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步说明：实施例1公开一种高纯度废氨气焚烧炉(简称焚烧炉)，结合图1和图2所示，焚烧炉主要包括炉体1，炉体1上设置的燃烧机接口2、补风口3、氨气管道接口4、温度变送器接口5、差压变送器接口6、烟气出口7、温度变送器8和差压变送器9，以及用于托起和支撑炉体1的吊耳10和鞍式支座11。燃烧机接口2、补风口3和氨气管道接口4均布置在炉体前段1.1，其中，燃烧机接口2布置在炉体前段1.1的端板处，补风口2和氨气管道接口3分别连接助燃空气管路26和废氨气管路25，温度变送器接口5、差压变送器接口6烟气出口7布置在炉体后段1.3，其中，烟气出口7布置炉体后段1.3的端板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯度废氨气焚烧炉，其特征在于，包括炉体，所述炉体被构造为包括前段、中段和后段；还包括布置在炉体前段的燃烧机接口、补风口、氨气管道接口，布置在炉体后段的烟气出口；所述炉体中段被构造为具有与炉体前段连接的收缩部、与炉体后段连接的扩散部、以及位于收缩部和扩散部之间的喉部。

【技术特征摘要】
1.一种高纯度废氨气焚烧炉，其特征在于，包括炉体，所述炉体被构造为包括前段、中段和后段；还包括布置在炉体前段的燃烧机接口、补风口、氨气管道接口，布置在炉体后段的烟气出口；所述炉体中段被构造为具有与炉体前段连接的收缩部、与炉体后段连接的扩散部、以及位于收缩部和扩散部之间的喉部。2.如权利要求1所述的高纯度废氨气焚烧炉，其特征在于，还包括布置在炉体后段的挡火墙，所述挡火墙为耐高温陶瓷蓄热体。3.如权利要求2所述的高纯度废氨气焚烧炉，其特征在于，所述挡火墙为孔隙率为40～45％的耐高温蜂窝陶瓷蓄热体。4.如权利要求2所述的高纯度废氨气焚烧炉，其特征在于，还包括用于连接温度检测装置的第一检测接口和用于连接差压检测装置的第二检测接口，所述第一检测接口和第二检测接口均布置在炉体后段挡火墙之后。5.如权利要求1所述的高纯度废氨气焚烧炉，其特征在于，还包括用于连接温度检测装置的第一检测接口和用于连接差压检测装置的第二检测接口。6.如权利要求1所述的高纯度废氨气焚烧炉，其特征在于，所述炉体的外壁具有钢板卷制的壳体，内壁设有耐火隔热衬里。7.一种高纯度废氨气焚烧系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝缠熙，汤一雷，王纹祯，刘怀玉，向晶晶，
申请(专利权)人：南京普兰特换热设备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32