制取高温烟气氧化装置的制作方法

文档序号:14926249发布日期:2018-07-13 16:57阅读:126来源:国知局

本实用新型涉及利用氧化放热反应产生高温烟气的设备领域,具体涉及一种制取高温烟气氧化装置。



背景技术:

面对日益恶劣的气候环境,对尾气处理就显得越发重要。煤矿瓦斯是一种洁净而潜力巨大的能源,同时也是矿难的祸源之一。甲烷含量高于95%的优质瓦斯可注入天然气管道;甲烷含量高于30%的煤矿瓦斯可用于燃气轮机、内燃机发电,或做民用燃料;甲烷含量在6~30%的煤矿瓦斯,则采用特殊的安全输送技术和发电技术也可用来发电。甲烷浓度低于6%,可用氧化装置进行氧化。同时,化工、医药等行业排放的有机废气对大气污染的贡献很大,通过氧化利用是其最经济有效的一种治理方法。针对氧化装置的应用形式,有制取热水、饱和蒸汽及过热蒸汽不同形式,但专门利用氧化方法制取高温热风还缺乏行之有效的设备。



技术实现要素:

为克服现有技术存在的缺陷,本实用新型提供一种切实可行的制取高温烟气氧化装置。

其技术方案是:包括主体机构及控制机构;所述主体机构包括氧化床、风道、风道温度传感器、换向阀、回热器、进气管、尾气管、进气调节阀、尾气调节阀;所述氧化床包括主体框架、保温模块、蓄热陶瓷、加热启动器、高温烟气取气组、高温烟气出气烟道、高温烟气调节阀、高温烟气温度传感器,蓄热陶瓷位于主体框架的中心,加热启动器分布于蓄热陶瓷内部,保温模块设于蓄热陶瓷除了瓦斯进出端之外的其他四个端面,高温烟气取气组从蓄热陶瓷抽取中心部位抽取高温烟气并与高温烟气取气烟道连通,高温烟气出气烟道设于蓄热陶瓷的上方,高温烟气出气烟道上安装高温烟气调节阀,高温烟气调节阀的两侧分别安装高温烟气温度传感器;所述风道安装于蓄热陶瓷体的左、右两侧,在风道水平进气端安装风道温度传感器;所述回热器分别与进气管、尾气管连接,并通过换向阀与风道连接;所述进气管上安装进气调节阀;所述尾气管上安装尾气调节阀;所述控制机构包括PLC控制单元及信号电缆,风道温度传感器、换向阀、进气调节阀、尾气调节阀、高温烟气调节阀、高温烟气温度传感器均通过信号电缆与PLC控制单元连接。

上述方案可进一步优化为:

所述蓄热陶瓷水平布置,进排气方向为水平方向双向逆流。

所述风道上设有甲烷浓度传感器及压力传感器,甲烷浓度传感器及压力传感器均通过信号电缆与PLC控制单元连接。

所述高温烟气出气烟道主体为方形结构,具有耐高温、防冲刷材质墙体,并通过陶瓷纤维保温模块及甩丝毯背衬组合保温。

本实用新型的主要优点和有益效果是:

本实用新型利用排放的瓦斯或其他有机废气,进行氧化放热反应,生成二氧化碳并产生热量;通过内部高温取气组将中心部位高温烟气提取利用,其余位置正常运行。因此,本实用新型能够有效销毁排空瓦斯或其他有机废气并高效制取高温烟气,完全可以替代热风炉,实现变废为宝、化害为利。若将其大力推广应用,则会在治理大气污染、改变能源利用结构、节能和环保等领域取得较大的经济效益、社会效益和环境效益。

附图说明

图1为本实用新型总体结构示意图;

图2为图1中的氧化床纵剖面示意图;

图中:1-氧化床,2-高温烟气出气烟道,3-高温烟气温度传感器,4-进气管,4.1-进气调节阀,5-高温烟气调节阀,6-风道,7-风道温度传感器,8-换向阀,9-回热器,10-尾气管,10.1-尾气调节阀,11-保温模块,12-高温烟气取气组,13-蓄热陶瓷,14-加热启动器,15-主体框架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明:

参见图1、图2。制取高温烟气氧化装置,包括主体机构及控制机构。主体机构包括氧化床1、风道6、风道温度传感器7、换向阀8、回热器9、进气管4、尾气管10、进气调节阀4.1、尾气调节阀10.1。氧化床1包括主体框架15、保温模块11、蓄热陶瓷13、加热启动器14、高温烟气取气组12、高温烟气出气烟道2、高温烟气调节阀5、高温烟气温度传感器3。蓄热陶瓷13位于主体框架15的中心,沿水平布置,进排气方向为水平方向双向逆流。加热启动器14分布于蓄热陶瓷13内部。保温模块11设于蓄热陶瓷13除了瓦斯进出端之外的其他四个端面。高温烟气取气组12从蓄热陶瓷13抽取中心部位抽取高温烟气并与高温烟气取气烟道2连通。高温烟气出气烟道2设于蓄热陶瓷13的上方,其主体为方形结构,具有耐高温、防冲刷材质墙体,并通过陶瓷纤维保温模块及甩丝毯背衬组合保温,以保证热效率的最大化。高温烟气出气烟道2上安装高温烟气调节阀5,高温烟气调节阀5的两侧分别安装高温烟气温度传感器3。风道6安装于蓄热陶瓷13的左、右两侧,在风道6水平进气端安装风道温度传感器7、甲烷浓度传感器及压力传感器。回热器9分别与进气管4、尾气管10连接,并通过换向阀8与风道6连接。进气管4上安装进气调节阀4.1。尾气管10上安装尾气调节阀10.1。控制机构包括PLC控制单元及信号电缆,风道温度传感器7、甲烷浓度传感器、压力传感器、换向阀8、进气调节阀、尾气调节阀10.1、高温烟气调节阀5、高温烟气温度传感器3均通过信号电缆与PLC控制单元连接。

本实用新型的工作过程是:

首先,通过鼓风机将瓦斯或其他有机气体由回热器9经换向阀8,按照控制机构要求进入风道6(左风道或右风道),继而进入氧化床1。启动阶段通过加热启动器14通电加热,关闭高温烟气调节阀5,并根据风道6上设置的风道温度传感器7,确定进排气温差,调整气体在氧化床1内的流动方向,使其交替逆流换向(即左进右出,右进左出,交替变换)。在加热启动过程中,蓄热陶瓷13将热能储存起来,使氧化床1内温度逐渐升高,当温度达到一定温度(一般为850℃)时,气体开始氧化反应并放出热量。采取逐渐断电,至氧化装置自维持反应并稳定运行。随着反应的持续进行,氧化床1内温度继续升高,此时,逐渐调节高温烟气调节阀5的开度及尾气调节阀10的开度。当运行到额定浓度及流量工况下,主要热量通过高温烟气调节阀5输送至用户端,可供煤泥干燥或其他用途。氧化反应生成的二氧化碳也可收集利用;若排放出去,对大气的污染要比乏风的污染程度小很多。

由控制系统对氧化床工作状态总体控制。将上述传感器测得的温度、浓度及流量数据传送到控制系统进行处理,根据程序要求,及时控制高温烟气调节阀5,控制尾气调节阀10。保证氧化床逆流反应的正常运行。同时,根据用户热负荷大小要求,控制机构自动调节高温烟气调节阀5开度,来保证这种运行指标内的热负荷变化。

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