本发明专利技术公开了一种无焰燃烧VOC处理装置及处理方法。本发明专利技术所述的处理装置，包括用于气体通入的进气管，所述进气管的出气口与掺混室的第一进气口连通，所述掺混室的第一出气口与回型反应炉的进气口连通，所述回型反应炉的出气口分别与所述掺混室的第二进气口以及排气管的进气口连通。本发明专利技术通过的处理装置是无活动部件，热量回收效率高，运行成本低，处理VOC浓度范围宽。浓度范围宽。浓度范围宽。
【技术实现步骤摘要】
一种无焰燃烧VOC处理装置及处理方法
[0001]本专利技术涉及一种VOC处理装置，特别涉及一种无焰燃烧VOC处理装置及处理方法。
技术介绍
[0002]挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOC)是对熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称，常见成分包括苯、甲苯、二甲苯、酚类、甲醛、乙醛、丙烯晴(非甲烷总烃)、乙苯、苯乙烯等，VOC中的有些物质会对人体和环境造成直接危害，如甲醛能够刺激人的咽部和肺部，引起呼吸困难、头疼、胸闷，VOC还会对大气环境造成更为严重的间接危害，如光化学污染和增加臭氧浓度等。当前运用氧化法处理VOC分为催化氧化法和热氧化法。催化氧化法是运用贵金属催化剂对VOC进行催化使其发生反应，反应过程无火焰且温度在200-450℃之间，大致适用在浓度3-10g/m3，但催化剂容易中毒且贵金属的成本高；热氧化法当前分为热力燃烧式、间壁式和蓄热式，操作温度为700-860℃之间，热力燃烧需要添加助燃剂作为辅助燃烧最终实现有机废气的无害处理，但其加入辅助燃料成本高且装置温度较高使其操作费用高；间壁式热氧化器是在期间加入了间壁式换热器，将燃烧后气体热量换热给进口尾气，其预热后可促成氧化反应，其热回收效率以达85％且大幅降低了辅助燃料的燃烧，其适用于浓度较大(10-25g/m3)的情况下，但间壁式热交换器造价高且热应力难以消除；蓄热式热氧化器简称RTO即在热氧化装置中加入使用蓄热材料的蓄热式换热器，对VOC预热后进行氧化反应，热回收利用率可达95％，辅助燃料消耗少，其一般适用于0.1-8g/m3，其往往需要多个蓄热室配合且吹起方向需要通过控制阀不断改变。而无焰燃烧中通过控制无焰燃烧的回流量和气体预热温度具有达到稀释氧化剂浓度和控制无焰燃烧反应温度的特点。
技术实现思路
[0003]专利技术目的：为了解决现有技术中处理VOC存在的诸多问题如催化氧化的浓度限制、成本高、热应力难以消除等，本专利技术提供一种采用无焰燃烧组织VOC反应的VOC处理装置，全装置无活动部件，热量回收效率高。本专利技术还提供了该装置处理VOC的方法，整个处理过程运行成本低，处理VOC浓度范围宽。
[0004]技术方案：本专利技术所述的一种无焰燃烧VOC处理装置，包括用于气体通入的进气管，所述进气管的出气口与掺混室的第一进气口连通，所述掺混室的第一出气口与回型反应炉的进气口连通，所述回型反应炉的出气口分别与所述掺混室的第二进气口以及排气管的进气口连通。
[0005]所述排气管道中设置有管壳式换热器，所述管壳式换热器的进气口与所述掺混室的第一出气口连通，所述管壳式换热器的出气口与回型反应炉的进气口连通。
[0006]所述回型反应炉的出气口与所述掺混室的第二进气口之间设置有用于流量调节室，所述流量调节室分别设置有与回型反应炉的出气口连通的第三进气口、与第二进气口连通的第二出气口、与所述排气管的进气口连通的第三出气口以及用于分配进入掺混室以
及排气管气体流量的调节机构。
[0007]所述调节机构为设置于第三进气口处的挡板，所述挡板在第三进气口处将进气流道分成与排气管连通的第一流道和与掺混室连通的第二流道。
[0008]所述排气管中设置有单管式换热器，所述单管式换热器穿过排气管与进气管的进气口连通。
[0009]所述回型反应炉上设置有用于加入辅助燃料的加料口。
[0010]本专利技术所述的一种无焰燃烧VOC处理装置，包括回型反应炉、设置于回型反应炉进气口的管壳式换热器、设置于回型反应炉出气口的流量调节室、与所述流量调节室连通的垂直设置的排气管、分别与所述流量调节室和管壳式换热器连通的掺混室以及与所述掺混室连通的进气管；所述进气管的进口与穿过排气管的单管式换热器连通，所述管壳式换热器位于排气管内部。
[0011]所述流量调节室内设置有用于气体流量分配的调节机构。
[0012]所述掺混室内设置有用于气体掺混的折流板组件。
[0013]本专利技术所述的一种无焰燃烧VOC处理方法，包括以下步骤：
[0014](S1)待处理气体通过单管式换热器后进入进气管，单管式换热器穿过排气管，与排气管内的排气进行换热后进入掺混室；
[0015](S2)回型反应炉的出气口与流量调节室连通，经回型反应炉处理后的排气经过流量调节室的分配，分别送入掺混室以及排气管；
[0016](S3)自回型反应炉出口送入掺混室的排气与自进气管送入的待处理气体在掺混室混合后形成掺混气体，送入管壳式换热器，管壳式换热器位于排气管内部，送入管壳式换热器的掺混气体与经过排气管的排气换热后送入回型反应炉的进气口，经过回型反应炉的处理后，通过回型反应炉的出气口排出后送入所述流量调节室。
[0017]有益效果：(1)相比于传统热力燃烧法除VOC，本专利技术的无焰燃烧VOC处理装置，采用组织无焰燃烧的方式对VOC进行反应处理成无害的二氧化碳和水蒸汽，无焰燃烧具有反应区分布均匀，无局部反应高温的特点，且操作温度也较传统燃烧略低；(2)相比于有间壁式和蓄热式换热的燃烧氧化装置，本专利技术的处理装置通过掺混室的设置，将热量回收大部分集中在回收箱内的反应后气体与VOC气源的直接接触掺混换热，该部分气体热量被全部回收，少部分热量回收通过设置的管壳式换热器实现，无焰燃烧的操作温度较传统燃烧方式较低，且此时的管壳式换热器两边温差小热应力低；(3)本专利技术的大部分排气和进口VOC气体直接接触掺混并跟随待处理气体回流进装置主体继续处理，不需要外加换热器且该部分气体热量被全部回收；(4)本专利技术在回型反应炉的出口设置一个可调节的出口流量的流量调节室，将反应后的高温气体分流成两股，其中一大部分进入掺混室对带反应气体掺混预热并全部回流稀释氧化剂浓度满足无焰燃烧，另一部分高温气体相继与掺混后气体和VOC气源气体换热，换热器两边温差小；热量回收效率可达95％以上；(5)本专利技术的处理装置无活动部件，维修成本低，热量回收的大部分处理存在于回收箱中，是直接接触换热不需要外加传热媒介，热量回收效率高，运行成本低，处理VOC浓度范围宽处理浓度范围可达到0.1ppm-25ppm。
附图说明
[0018]图1为实施例1的无焰燃烧VOC处理装置的结构示意图；
[0019]图2为实施例1的无焰燃烧VOC处理装置的结构示意图；
[0020]图3为实施例1的无焰燃烧VOC处理装置的结构示意图；
[0021]图4为实施例1的掺混室的一种可选结构示意图；
[0022]图5为为VOC不同浓度时允许的最大回流量曲线图。
具体实施方式
[0023]实施例1：如图1所示，本专利技术所述的一种无焰燃烧VOC处理装置，包括用于气体通入的进气管1、掺混室2、回型反应炉3、排气管4、管壳式换热器5、流量调节室6以及单管式换热器7。
[0024]掺混室2分别设置有第一进气口201、第一出气口202以及第二进气口203，进气管1的出气口与掺混室2的第一进气口201连通，掺混室2的第一出气口202与回型反本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无焰燃烧VOC处理装置，其特征在于，包括用于气体通入的进气管(1)，所述进气管(1)的出气口与掺混室(2)的第一进气口(201)连通，所述掺混室(2)的第一出气口(202)与回型反应炉(3)的进气口连通，所述回型反应炉(3)的出气口分别与所述掺混室(2)的第二进气口(203)以及排气管(4)的进气口连通。2.根据权利要求1所述的无焰燃烧VOC处理装置，其特征在于，所述排气管道(4)中设置有管壳式换热器(5)，所述管壳式换热器(5)的进气口与所述掺混室(2)的第一出气口(202)连通，所述管壳式换热器(5)的出气口与回型反应炉(3)的进气口连通。3.根据权利要求1所述的无焰燃烧VOC处理装置，其特征在于，所述回型反应炉(3)的出气口与所述掺混室(2)的第二进气口(203)之间设置有用于流量调节室(6)，所述流量调节室(6)分别设置有与回型反应炉(3)的出气口连通的第三进气口(601)、与第二进气口(203)连通的第二出气口(602)、与所述排气管(4)的进气口连通的第三出气口(603)以及用于分配进入掺混室(2)以及排气管(4)气体流量的调节机构(604)。4.根据权利要求3所述的无焰燃烧VOC处理装置，其特征在于，所述调节机构(604)为设置于第三进气口(601)处的挡板，所述挡板在第三进气口(601)处将进气流道分成与排气管(4)连通的第一流道和与掺混室(2)连通的第二流道。5.根据权利要求1所述的无焰燃烧VOC处理装置，其特征在于，所述排气管(4)中设置有单管式换热器(7)，所述单管式换热器(7)穿过排气管(4)与进气管(1)的进气口连通。6.根据权利要求1所述的无焰燃烧VOC处理装置，其特征在于，所述回型反应炉(...
【专利技术属性】
技术研发人员：范育新，山旭，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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