不产生二噁英的焚烧炉及其运行工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种不产生二噁英的焚烧炉，具有控制器、燃烧器、燃烧室、雾化系统、天然气输送管路、余热锅炉、急冷塔，或还有成品酸罐、碱洗塔。燃烧室为内层与外层构成的双层柱状结构，天然气从外层与内层之间的空间进入燃烧室，废液与压缩空气从内层进入燃烧室。内层与外层之间的空间下部燃烧腔，燃烧温度801‑1000℃，上部燃烧腔的燃烧温度1250℃左右，经过余热锅炉的降温使得燃烧废气的温度降为380‑550℃，再经过急冷器使得废气在1‑2秒内降温至80℃左右。本发明专利技术处理能力强，废气中避免了二噁英的产生，余热能够充分回收利用，既环保又经济。

Incinerator without dioxin and its operation process

【技术实现步骤摘要】
不产生二噁英的焚烧炉及其运行工艺
本专利技术涉及一种焚烧炉的技术。
技术介绍
工业生产中产生的废气废液，可以通过焚烧的方法处理。焚烧的化学过程就是所有可燃或需助燃的有机废物中的碳和氢在充分供给氧气(空气)、反应系统有良好搅动、系统温度足够高这三个主要工况条件下完全燃烧的过程，即充分的氧化过程。废弃物焚烧的结果是使废气和废液中的有毒有害物质经高温氧化分解转换成经净化后的无害气体及热能释放。从而使有害物质的处理实现无害化、减量化、资源化的目的。由于被焚烧处理固废(液)成分复杂，含有多种元素如C、H、O、Cl等元素，焚烧氧化产物主要有H2O、CO2、CO、氮氧化物、粉尘及HCl等，一旦温度条件允许，还会生成剧毒、致癌物质二噁英类污染物。二噁英在自然界中几乎不存在，只有通过化学合成才能产生，二噁英的产生途径主要有三种：高温合成:即高温气相生成二噁英(PCDD)。在废物进入焚烧炉内初期干燥阶段，除水分外，含碳氢成分的低沸点有机物挥发后与空气中的氧反应生成水和二氧化碳，形成暂时缺氧状况，使部分有机物同氯化氢(HCl)反应，生成PCDD。从头合成:在低温(250～310℃)条件下大分子碳(残碳)与飞灰基质中的有机或无机氯生成PCDD。残碳氧化时，有65％～75％转变为一氧化碳，飞灰中碳的气化率越高，PCDD的生成量也越大。前驱物合成:不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可形成多种有机气相前驱物，如多氯苯酚和二苯醚，再由这些前驱物生成PCDD。为了避免二噁英的产生，最好避免出现其产生的工艺参数。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种设备结构精巧、热能利用效率高、排放尾气毒性小的不产生二噁英的焚烧炉及其运行工艺。技术方案：本专利技术公开了一种焚烧炉及其运行工艺，所述的焚烧炉具有控制器、燃烧器(点火系统)、燃烧室(含有燃烧温度检测仪器温度)、雾化系统(含废液或及废气的输送管路和压缩空气输送管路)、天然气输送管路、余热锅炉(含有余热温度检测仪器)、急冷塔(含有急冷温度检测仪器)、冷却溶液泵，或还有成品酸罐、碱洗罐。所述的燃烧室为内层与外层构成的双层柱状结构，燃烧室底部设置有燃烧器，天然气输送管路联接着燃烧器，天然气(或及含氧空气)从燃烧室的外层与内层之间的空间进入燃烧室。燃烧室内层的底部具有废液入口，内层中预置有压缩空气进入管路，其中的压缩空气(同时压缩空气中的氧气作为天然气的补充助燃气体，使得氧气含量略有富余燃烧更充分，同时便于下文中的混合气体进入上部燃烧腔时燃烧更彻底，燃烧温度进一步提高)的喷射能够使得废液雾化，在内层空间呈雾状向上方流动，从内层的出口流出，流到外层与内层之间的空间，与天然气混合燃烧。燃烧室上部的废气出口连接余热锅炉，余热锅炉的废气出口连接急冷塔。控制器连接燃烧室、余热锅炉、急冷塔中的温度检测仪器以及各工艺过程(混合气体燃烧、水汽盘管热交换、急冷处理)中物料管路的控制阀，能够检测并控制燃烧、热交换或急冷等工艺过程中的物料浓度(天然气、空气中的氧气、雾化废液等的浓度；空气中的氧气量略有富余，保证废气充分燃烧)、反应体系(如废气、混合气体)的温度、压力(如热交换中的蒸汽)或反应时长(如急冷时间)等等工艺参数。燃烧空气通过一个沿着焚烧炉的主管成切线方向引入炉体，注入的空气产生一个火焰柱体，盘旋着从炉体中排出。旋转的废液与高温燃烧气体激剧搅动，迅速发生氧化反应。内层的顶部(或及废液液面的上部)具有众多的出气孔(优选出气孔在内层壁面为自下而上的螺旋线的排列方式，使得废液气体喷出时呈现涡流状态，螺旋式上升，延长共混共烧时间，与外层的天然气均匀混合，燃烧更充分)，供雾化的废液流出到内外层之间，在内层外壁和顶部的每个出气孔处，设置有细小的向下方弯曲的导流盖(一侧与内层外壁或顶部外壁连接，另一侧为开路)，使得雾化气体流出后，流动方向改变为向下流出，产生反流，与天然气和氧气更加充分地混合燃烧。流出的雾化废液再与向上流动的天然气混合燃烧。运行工艺流程：废液或及废气经过雾化，接着先后经过下部燃烧腔和上部燃烧腔的两级温度焚烧，然后燃烧的烟气进行热交换回收余热，再经过烟气急冷降温，最后用稀酸水溶液吸收烟气，或者再经过碱液洗涤等多个过程。在内层与外层之间的空间下部燃烧腔，燃烧温度801-1000℃，超过800℃燃烧，不会产生二噁英。混合燃烧后一起向上流出，继续向上流到上部燃烧腔(燃烧温度1250℃左右)，充分燃烧，不会产生碳微粒和一氧化碳，减小一氧化碳毒性气体的产生。燃烧器连接着余热锅炉，燃烧器顶部流出的高热燃烧废气，流进余热锅炉中，与余热锅炉上设置的水汽盘管进行热交换，变成热蒸汽输送出去，使得热量回收利用。经过余热锅炉的降温，使得燃烧废气的温度降为380-550℃。如果降温区间在200-350℃，容易再次产生二噁英。余热锅炉之后连接着急冷器(喷射常温的水溶液，比如稀盐酸水溶液)，余热锅炉中流出的燃烧废气经过急冷器的急冷处理，使得380℃以上的废气快速(低于1-2秒内)降温至80℃左右，这样短的时间内快速降温，使得废气在瞬间被冷却，在200-380℃区间停留时间极短，不容易形成二噁英，排放出来的气体比较安全，符合环保要求。稀酸水溶液通过稀酸泵输送，吸收废气中的氯化氢灯可溶性气体后，进入成品酸罐，最后可再通过碱洗中和处理灯后续处理净化。专利技术原理：对含氯有机物，焚烧炉内的初级焚烧温度需要控制在1000～1200℃。废气在高温下分解、氧化，生成CO2、H2O、HCl等，生成烟气中还有大量的N2气和部分过剩O2气以及极微量的游离态的Cl2气(这些游离态的Cl2气进入吸收塔后用碱吸收之)。经核算，正常运行时不需要使用助燃燃料。焚烧炉中出来的高温烟气，含有大量热能，首先通过余热回收器把烟气中的大部分热量回收，从而产生1.75Mpa(G)的饱和蒸汽并入蒸汽管网。经过热能回收器后，烟气温度也由1250℃降至380-550℃左右。从热能回收器出来的烟气经垂直烟道进入急冷塔，在急冷塔中，烟气直接与喷成雾状的循环稀盐酸相接触发生传热传质过程。烟气中的HCL被稀酸循环液吸收过程是放热反应，而稀酸循环液中水份的受热蒸发会吸收烟气中大量热能，同时循环稀酸液本身与烟气之间的显热传递，也使烟气的温度迅速降低。通过此急冷塔，就是要使烟气温度从380-550℃左右降低至60～80℃。循环稀盐酸的热量由循环冷却水带走。为防止停电等事故造成稀酸泵的停运，在急冷塔上部设置有消防水管线，一旦发生急冷塔出口温度高高、停电、失气等事故状态，切断阀将打开，消防水喷入急冷塔，防止高温气体将急冷塔和降膜吸收塔(E-0602)的石墨部件损坏。有益效果：a.本专利技术的设备焚烧设计能力较大：废气500m3/h、废液350kg/h；b.投料方式：废气由风机输送进入，废液自动喷入；环保指标：a.噪声：≤85dB(A)(距离1m)；c.废液减少量：≥99.99％；d.燃烧效率≥99.9％。焚烧所产生的高温烟气进入余热锅炉炉膛，充分利用余热降低废气温度，换热产生0.6Mpa的饱和蒸汽并入全厂蒸汽总管，余热能够充分回收利用。烟气经过余热锅炉炉膛的时间在1秒以内，避免了二恶英在降温过程中二次合成，大大减少了二恶英的产生源强，符合《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》(HJ/T176－2005)的要求。烟道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不产生二噁英的焚烧炉，其特征在于：具有控制器、燃烧器、燃烧室、雾化系统、天然气输送管路、余热锅炉、急冷塔，急冷塔之后或还有成品酸罐；燃烧室为内层与外层构成的双层柱状结构，燃烧室底部设置有燃烧器，天然气输送管路联接着燃烧器，天然气从燃烧室的外层与内层之间的空间进入燃烧室；燃烧室内层的底部具有废液入口，内层中预置有压缩空气进入管路，其中的压缩空气的喷射能够使得废液雾化，在内层空间呈雾状向上方流动；从内层的出口流出，流到外层与内层之间的空间，与天然气混合燃烧；燃烧室上部的废气出口连接余热锅炉，余热锅炉的废气出口连接急冷塔；控制器连接燃烧室、余热锅炉或急冷塔中的温度检测仪器，或及燃烧、热交换或急冷的工艺过程中物料管路的控制阀，能够检测并控制上述工艺过程中的反应体系温度或反应时长。

【技术特征摘要】
1.一种不产生二噁英的焚烧炉，其特征在于：具有控制器、燃烧器、燃烧室、雾化系统、天然气输送管路、余热锅炉、急冷塔，急冷塔之后或还有成品酸罐；燃烧室为内层与外层构成的双层柱状结构，燃烧室底部设置有燃烧器，天然气输送管路联接着燃烧器，天然气从燃烧室的外层与内层之间的空间进入燃烧室；燃烧室内层的底部具有废液入口，内层中预置有压缩空气进入管路，其中的压缩空气的喷射能够使得废液雾化，在内层空间呈雾状向上方流动；从内层的出口流出，流到外层与内层之间的空间，与天然气混合燃烧；燃烧室上部的废气出口连接余热锅炉，余热锅炉的废气出口连接急冷塔；控制器连接燃烧室、余热锅炉或急冷塔中的温度检测仪器，或及燃烧、热交换或急冷的工艺过程中物料管路的控制阀，能够检测并控制上述工艺过程中的反应体系温度或反应时长。2.如权利要求1所述的所述的不产生二噁英的焚烧炉，其特征在于：内层的顶部或及废液液面的上部的出口是具有众多的出气孔，出气孔处设置有细小的向下方弯曲的导流盖。3.如权利要求2所述的所述的不产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚松年，仇一斐，黄晓东，陈小慧，
申请(专利权)人：南通山剑防腐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32