专利名称：自身预热沥青烟气焚烧处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对炭素制品生产过程产生的沥青烟气进行焚烧处理的装置。
背景技术：
目前炭素制品厂生产过程中的粘合剂为中温沥青和高温沥青，在生产过程中所采用的热工方式不可避免的产生大量的沥青烟气，对环境造成污染，同时也危害职工健康，成型工序产生的沥青烟气基本上是在配料、混捏、凉料、沥青溶化过程中挥发的质轻烷烃类，呈弥漫性烟雾状。
焙烧过程中逸出的挥发份在200℃开始，大多由炉料中的有机物、如焦炭、木柴、油脂、橡胶及塑料等的不完全燃烧产物和沥青挥发份中的碳氢化合物热分解产物所组成，称为挥发份，其构造呈链球状，尺寸大约在1μ左右，低温炉室是靠从高温炉室流过的尾气加热的，从200℃～650℃的温度区间产生的沥青烟气也随尾气进入烟道，这样大量的热能和挥发份随尾气进入了烟道被排出，形成了炭素焙烧炉烟囱冒黄烟的现象，为了制服炭素厂生产过程中产生的沥青烟气，目前国内基本上采取电捕焦油除尘方式。相关专利为CN2112452U《电捕焦油器》。但效果仍不尽人意，同时伴有二次污染的问题，收集的焦油无法处理。在使用中感到随着使用时间的延长，故障频率也呈上升趋势。主要体现在瓷瓶碎裂、电捕器内结疤、电压不稳定对除尘的影响、喷淋系统故障多、排出口的焦油含量也在增多。尽管电捕焦油设备不尽人意，但在国内的炭素企业中电捕焦油装置仍占主导地位。
以上沥青烟气挥发份具有较强的粘附性，当自身温度低于65℃时开始冷凝成液态，于是就产生焦油沉积、粘附和烟囱冒黄烟共存现象。
沥青烟气挥发份所具有的共同特征是在650℃开始燃烧，据研究，当焚烧温度达到790℃，烟气在焚烧炉内停留0.5秒就可以基本烧干净，难燃的炭粒，在850℃或更高一些的温度下也能烧干净。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种利用自身预热对沥青烟气进行焚烧处理的装置，以解决现有炭素制品沥青烟气处理装置存在的焦油沉积、粘附，烟囱冒黄烟对环境造成污染的问题。
本实用新型自下至上依次为沥青烟气吸入管、焚烧炉一步燃烧室、烟一焰蓄热预热室、旋流焚烧室、烟气—空气换热室、主烟道，在烟—焰蓄热预热室内配置有沥青烟气换热管；沥青烟气吸入管一路与焚烧炉一步燃烧室相通，另一路与沥青烟气换热管相通；焚烧炉一步燃烧室位于烟一焰蓄热预热室的一侧；在焚烧炉一步燃烧室外配置有燃烧器及沥青烟气注入孔；在旋流焚烧室底部炉体沿切线呈30～60°角度均布设置3～6个旋流燃烧器；燃烧器及旋流燃烧器分别与气体燃料管相连；沥青烟气吸入管上装有沥青烟气引风机；烟气—空气换热室的顶部装有换热鼓风机；烟气—空气换热室的换热室空气夹层通过热空气管与沥青烟气吸入管的沥青烟气吸入管空气夹层相连通焚烧式沥青烟气净化，就是将挥发份引入专用的焚烧炉中，在850～950℃的高温中把烟气中的烃类和可燃烟尘烧掉，因为沥青烟气基本上是不完全燃烧产物和焦炭挥发份中的碳氢化合物热分解产物所组成的气态物质，焚烧后分解成等无害气体。
该表是中温沥青在不同温度下挥发情况的试验结果
本实用新型根据炭素制品生产过程产生的沥青烟气物理化学特点，针对性采用不同类型焚烧炉来处理沥青烟气，焚烧温度为850℃～950℃，沥青烟气在炉内停留时间0.7秒～1.3秒。
本实用新型的优点是1、采用烟烧烟的自我利用方式。烟—焰蓄热预热室是利用经过一步燃烧室焚烧后的一步高温烟气尾气来加热从沥青烟气吸入管直接进入烟—焰蓄热预热室的沥青烟气换热管中的沥青烟气的，热量经过交换，沥青烟气温度提高，有利于充分燃烧；排出的尾气温度降低，有利于排放。
2、设置了烟气—空气换热室，高温烟气温度降低，有利于较低温排放。同时利用余热加热了换热室空气夹层中的空气。被加热后的热空气用在本系统中做助燃风和预热沥青烟气吸入管的内管中的沥青烟气。沥青烟气吸入管的内管中的沥青烟气被沥青烟气吸入管空气夹层中的热空气预热后，温度提高，流动顺畅，不易粘附在管壁上和沥青烟气引风机叶轮上，延长了检修周期。
3、在炉前用沥青烟气引风机把沥青烟气从各分支口吸入，然后喷入炉内，作用直接、工艺简捷，可以省去炉后引风机的负压损耗和高温尾气对引风机性能的选择。也省去了昂贵的附属降温设备。
4、本实用新型利用沥青烟气的特性，尽可能使热量自身循环，完成烟气引入—焚烧—预热—焚烧—热交换……的自身循环。但它不是永动机，而且沥青烟气的注入也不是质量均匀流量一致的，所以动力和燃料的需要必不可少。
本实用新型结构紧凑，附属设备少，动力消耗小，自成一体，不受外界生产系统影响，所用沥青烟气引风机功率小，可适用于各种沥青烟气焚烧处理。它避开了沥青烟气焚烧后由于高温尾气必须降温处理到＜250℃，才能被大功率引风机引入烟囱的工艺装置。本实用新型利于较低温排放及无污染排放，利于环保。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1中A-A向的剖视图；图3是图1中B-B向的剖视图；图4是图1中C-C向的剖视图；图5是图1中D-D向的剖视图；图6是图1中E-E向的剖视图；图7是图1中F-F向的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型中附图标记名称如下焚烧炉一步燃烧室1、烟—焰蓄热预热室2、旋流焚烧室3、烟气—空气换热室4、主烟道5、付烟道6、沥青烟气引风机7、换热鼓风机8、燃烧器9、旋流燃烧器10、气体燃料管11、热空气管12、测温测压装置13、沥青烟气吸入管14、沥青烟气注入孔15、沥青烟气换热管16、沥青烟气吸入管空气夹层17、换热室空气夹层18本实用新型自下至上依次为沥青烟气吸入管14、焚烧炉一步燃烧室1、烟一焰蓄热预热室2、旋流焚烧室3、烟气—空气换热室4、主烟道5，在烟—焰蓄热预热室2内配置有沥青烟气换热管16；沥青烟气吸入管(14)一路与焚烧炉一步燃烧室(1)相通，另一路与沥青烟气换热管(16)相通；焚烧炉一步燃烧室1位于烟—焰蓄热预热室2的一侧；在焚烧炉一步燃烧室1外配置有燃烧器9及沥青烟气注入孔15；在旋流焚烧室3底部炉体沿切线呈30～60°角度均布设置3～6个旋流燃烧器10；燃烧器9及旋流燃烧器10分别与气体燃料管11相连。燃烧器9和旋流燃烧器10上设有火焰监测器；可调整火焰，如烧咀出现熄灭就会自动点火并报警，并对火焰实行不间断监测，当炉内温度达到800℃以上时，可自动调节火焰温度。在初期点火时，燃烧器9和旋流燃烧器10用于升温，当温度达到指定温度后，燃烧器只起引燃作用，在正常情况下，主要燃料是沥青烟气自燃，此时燃烧器耗能非常小。旋流燃烧器10使沥青烟气在炉内旋转搅拌燃烧，延长了沥青烟气在炉内的滞留时间，并充分燃烧。沥青烟气吸入管14上装有沥青烟气引风机7；烟气—空气换热室4的顶部装有换热鼓风机8；烟气—空气换热室4的换热室空气夹层18通过热空气管12与沥青烟气吸入管14的沥青烟气吸入管空气夹层17相连通。在烟—焰蓄热预热室2的顶部侧端连接有付烟道6。
本实用新型在旋流焚烧室3外装有测温测压装置13。
本实用新型工作过程为首先一部分沥青烟气作燃料，从沥青烟气吸入管14经沥青烟气注入孔15进入焚烧炉一步燃烧室1中充分燃烧，燃烧后的热烟气进入烟—焰预热室2中的沥青烟气换热管16外壁，用于加热从沥青烟气吸入管14直接进入沥青烟气换热管16中的沥青烟气。排入沥青烟气时是正压状态。经过烟—焰预热室2后的沥青烟气的预热过程已完成，处于临界预燃状态，在进入旋流焚烧室3后，旋流燃烧器10使沥青烟气在旋流焚烧室3内旋转搅拌燃烧，延长了沥青烟气在炉内的滞留时间，迅速的充分燃烧。焚烧后的高温尾气向上进入烟气—空气换热室4，烟气—空气换热室4为单辐射换热器，具有烟气阻力损失小的优点，高温烟气经吸热后变成较低温烟气直接进入主烟道5排放。空气从上部被换热鼓风机8强制排入换热室空气夹层18，经过热交换，有效降低了烟气尾气的温度，也同时利用余热加热了换热室空气夹层中18的空气。空气从烟气—空气换热室4底部经热空气管12排入沥青烟气吸入管空气夹层17中，被加热后的热空气用在本系统中做助燃风和预热沥青烟气吸入管的内管中的沥青烟气，预热后的沥青烟气吸入管14中的沥青烟气处于气态，温度提高，流动顺畅，不易粘附在管壁上和沥青烟气引风机叶轮上，使风机的耐用性提高。
一步燃烧室1的尾气经过烟—焰蓄热预热室2后进入付烟道6排出，沥青烟气在焚烧炉内的平均流速为3～5NM/s，在经过燃烧、燃烬、放热过程后分解成CO2H2O和N2等无害气体排入烟囱。
本实用新型控制方案系统独立、远程自控、炉前手调加自控。
燃烧系统采用比例阀调节。各分支配置手动蝶阀调节定位和电控蝶阀远程控制。控制室电脑操作，显示各部数据和报警指示。根据工艺要求不同，沥青烟气引风机的布置可安装在炉前或换热器后边。
本实用新型的工艺参数如下设计烟气处理量19000NM3/h～25000M3/h燃料消耗42×105Kcal/h挥发份热值19×105Kcal/h烟—焰蓄热预热室(2)的技术参数沥青烟气侧分流管Φ150 L3300 9列61根ω烟-3.5NM/s 阻力损失10～100Pa入口温度100℃出口温度220℃高温焰气侧(管群侧)ω焰-9M/s 阻力损失100～150Pa入口温度850℃出口温度350℃预热空气侧阻力损失330～500Pa由于各企业在地域和资金、企业规模、燃料条件等状况的不同，焚烧炉结构造型及燃料方式也有多种型式可选，可选用固体燃料、液体燃料或气体燃料。由于受场地空间的限制，可做成立式或卧式安置；焚烧炉形状可为圆筒形或矩形。在本实用新型附图所示实施方式中焚烧炉为立式圆筒形。
对于焚烧沥青烟气后产生的余热，可利用各类换热器来生产蒸汽或热水、预热空气、加热导热油用于生产等。
权利要求1.一种自身预热沥青烟气焚烧处理装置，其特征在于它自下至上依次为沥青烟气吸入管(14)、焚烧炉一步燃烧室(1)、烟—焰蓄热预热室(2)、旋流焚烧室(3)、烟气—空气换热室(4)、主烟道(5)，在烟—焰蓄热预热室(2)内配置有沥青烟气换热管(16)；沥青烟气吸入管(14)一路与焚烧炉一步燃烧室(1)相通，另一路与沥青烟气换热管(16)相通；焚烧炉一步燃烧室(1)位于烟—焰蓄热预热室(2)的一侧；在焚烧炉一步燃烧室(1)外配置有燃烧器(9)及沥青烟气注入孔(15)；在旋流焚烧室(3)底部炉体沿切线呈30～60°角度均布设置3～6个旋流燃烧器(10)；燃烧器(9)及旋流燃烧器(10)分别与气体燃料管(11)相连；沥青烟气吸入管(14)上装有沥青烟气引风机(7)；烟气—空气换热室(4)的顶部装有换热鼓风机(8)；烟气-空气换热室(4)的换热室空气夹层(18)通过热空气管(12)与沥青烟气吸入管(14)的沥青烟气吸入管空气夹层(17)相连通。
2.根据权利要求书1所述的自身预热沥青烟气焚烧处理装置，其特征在于在烟—焰蓄热预热室(2)的顶部侧端连接有付烟道(6)。
3.根据权利要求书1或2所述的自身预热沥青烟气焚烧处理装置，其特征在于焚烧炉为立式圆筒形。
专利摘要本实用新型公开了一种利用自身预热沥青烟气焚烧处理装置，解决现有炭素制品沥青烟气处理装置存在的对环境造成污染的问题。在烟－焰蓄热预热室内配置有沥青烟气换热管；沥青烟气吸入管一路与焚烧炉一步燃烧室相通，另一路与沥青烟气换热管相通；焚烧炉一步燃烧室位于烟－焰蓄热预热室的一侧；在焚烧炉一步燃烧室外配置有燃烧器及沥青烟气注入孔；在旋流焚烧室底部炉体沿切线呈30～60°角度均布设置3～6个旋流燃烧器；燃烧器及旋流燃烧器分别与气体燃料管相连；沥青烟气吸入管上装有沥青烟气引风机；烟气－空气换热室的换热室空气夹层通过热空气管与沥青烟气吸入管的沥青烟气吸入管空气夹层相连通。本实用新型利于较低温排放及无污染排放。
文档编号F23K5/20GK2711548SQ200420065888
公开日2005年7月20日 申请日期2004年6月4日 优先权日2004年6月4日
发明者徐向成 申请人:徐向成