废液燃烧处理系统的制作方法

本发明涉及废液处理技术领域，尤其涉及实验室液体燃料的燃烧、热回收及尾气净化技术。

背景技术

实验室经常使用易燃易爆的液体燃料，实验室常见的易燃易爆物的液体燃料有：苯、甲苯、甲醇、乙醇、石油醚和丙酮等等。实验后废弃的液体燃料，如果直接排放出去，会污染环境，并带来火灾隐患。将废弃燃料放在燃烧炉中燃烧后会在短时间内产生大量热量，这些热量如果直接释放到空气中，一是形成能量浪费，二是会导致实验室内的温度急剧升高，导致室内温度条件恶化，需要进一步开启实验室空调来降温，这就导致二能量浪费。

目前，市场上缺少一种适用处理废弃的液体燃料的燃烧处理系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种废液燃烧处理系统，便于充分燃烧实验室产生的液体燃料废弃液体，并且能够回收燃烧产生的热量，并且充分吸收尾气中的有害成份。

为实现上述目的，本发明的废液燃烧处理系统包括废液燃烧装置、热量回收换热器和尾气处理装置；

废液燃烧装置包括用于容纳废弃液体燃料的收集罐和用于提供压缩空气的高压气源，收集罐通过废液管连接有废液燃烧炉；以废液的流动方向为下游方向；

废液燃烧炉包括钢制的炉体，炉体的水平截面呈圆环形，炉体内壁设有耐火泥层；炉体下端封闭且上端设有开口；

废液管连接在炉体下部；高压气源通过高压气管与废液管相连通，高压气管倾斜朝向废液管的下游方向且其与废液管的连接处位于废液管的下游端部；

废液管上游端部设有第一阀门，高压气管上设有第二阀门；废液管伸入炉体的一端开口处设有点火器；所述炉体顶部设有环形的换热器连接法兰，换热器连接法兰上均匀设有用于连接的螺纹孔；

热量回收换热器包括竖向设置的换热筒体，换热筒体底端设有燃烧炉连接法兰，燃烧炉连接法兰用于连接燃烧炉的气体出口；

换热筒体上下两端均敞口，换热筒体内壁底端向上连接有锥形的换热罩，换热罩上窄下宽设置并由金属材料制成；换热罩的底端沿周向与换热筒体内壁密封连接，换热罩与换热筒体同轴线设置；

换热罩顶部连通有截面呈圆形的尾气进管；换热罩的外壁与尾气进管的外壁组成水腔内壁，水腔内壁与换热筒体内壁之间围成换热水腔，换热水腔一侧连通有进水管且另一侧连通有出水管；

燃烧炉连接法兰与换热器连接法兰通过螺栓连接在一起；

尾气处理装置包括竖向设置的塔体，塔体底部设有水箱，水箱内盛有水；水箱上方的塔体侧壁设有尾气进口，尾气进口连接所述尾气进管，尾气进口上方的塔体内上下间隔设有两层多孔板，分别为上层多孔板和下层多孔板；上层多孔板上设有上层填料，上层填料为酸性或碱性填料，下层多孔板上设有下层填料，下层填料为碱性或酸性填料；塔体顶端通过尾气出管连接有冷凝器，冷凝器位于塔体上方；冷凝器顶部设有尾气排放口；

冷凝器内设有蛇形管，蛇形管的两端分别伸出冷凝器，蛇形管的一端连接自来水进水管路且另一端连接自来水出水管路；

蛇形管下方的冷凝器内设有导流板，导流板左高右低设置，导流板左侧与冷凝器左侧壁之间设有间隙，导流板右侧与冷凝器右侧壁之间设有间隙，导流板的前端与冷凝器前侧壁相连接，导流板的后端与冷凝器后侧壁相连接；导流板右方的冷凝器底壁通过回流管与塔体相连通，回流管位于尾气出管的右方。

炉体中心处设有竖向设置的支撑杆，支撑杆上固定连接有螺旋叶片，螺旋叶片的外缘与炉体内壁滑动配合，螺旋叶片与炉体内壁围成螺旋的高温气体流道，高温气体流道上端连接炉体的开口；废液管下游端伸入高温气体流道的底部。

所述废液管的下游端部的轴线的延长线偏离所述炉体的中心。

所述废液管的下游端部内设有雾化装置，雾化装置包括环形壳体，环形壳体的外表面与废液管内表面相连接；环形壳体与废液管同轴线设置，环形壳体内设有环形配气管，环形配气管的圆心位于废液管的轴线上；环形配气管朝向下游方向的一侧表面上均匀设有若干喷气口；高压气管密封伸入废液管和环形壳体并与环形配气管相连通。

所述换热筒体外壁设有隔热层；所述进水管与换热水腔顶部相连通，所述出水管与换热水腔底部相连通。

所述换热罩顶部向下连接有吊板，吊板底端连接有阻挡板，阻挡板水平设置并位于换热罩的中下部，阻挡板的周向边缘与换热罩的内壁之间设有间隙。

所述换热筒体顶部设有吊环，吊环设有两个，两个吊环之间的连线通过换热筒体的竖向轴线；所述出水管连接用热单位。

所述塔体一侧设有自吸泵，自吸泵进水管与所述水箱相连通，上层填料上方的塔体内水平设有喷水管，喷水管具有多个喷水孔，各喷水孔均朝下设置；自吸泵出水管与喷水管相连通。

所述水箱侧壁设有水位显示管，水位显示管为透明管，水位显示管的下端与水箱底部相连通且水位显示管的上端高于水箱顶部。

本发明具有如下的优点：

本发明结构简单，整体造价较低，能够完成燃烧、热回收以及尾气净化几大功能，燃烧效率以及热量回收效率较高，能够吸收尾气中的绝大部分有害成份，向外界排出较为洁净的气体。

本发明中的废液燃烧装置主要用于燃烧实验室实验后产生的废弃液体燃料，利用废弃液体燃料产生热能，从而节省成本。炉体内壁设有耐火泥层，从而避免火焰高温直接加热炉体，避免炉体温度过高。

高压气管倾斜朝向废液管的下游方向且其与废液管的连接处位于废液管的下游端部。这样，高压气管喷出的高压气体能够将废液气化并顺畅向下游方向流入废液燃烧炉。

螺旋叶片与炉体内壁围成螺旋的高温气体流道，使得高温气体在炉内不会向上直接流走，延长了气流通路，使得废液燃烧地更加充分。

废液管的下游端部的轴线的延长线偏离所述炉体的中心（即炉体截面的圆心处），这样，可以使废液及高压气体形成的雾化混合物不会直接喷射至支撑杆上，从而防止发生流动混乱的现象，保证雾化混合物喷射至高温气体流道内从而沿高温气体流道在燃烧中螺旋向上流动。

雾化装置的设置，使得高压气体从多个均匀布置的喷气口一起向下游方向喷射，大大强化了雾化效果，使得废液在废液燃烧炉中能够更快得到充分燃烧，防止燃烧不完全的气体从炉体上端的开口流出。

炉体外壁设有隔热棉层。从而减少废液燃烧炉向外散失的热量，提高热回收利用率。废液燃烧装置结构简单，便于制造和使用，能够充分燃烧实验室产生的液体燃料废弃液体，消除安全隐患的同时能够制造热能。

本发明中的热量回收换热器结构紧凑，体积较小，换热效率较高，能够回收更多的热量，便于安装和使用。

燃烧炉的高温排气由下向下通入换热罩，被阻挡板所阻挡，气流方向变为水平，然后在热气上升原理的作用下，沿阻挡板的周向边缘与换热罩的内壁之间的间隙继续向上流动，这样就大大减缓了高温排气的流动速度，使得高温排气在缓慢通过换热罩时，能够更充分地通过换热罩壁与换热水腔中的水进行热交换。

刚进入的低温水首先接触到水腔内壁顶部，水腔内壁顶部接触因换热而温度下降后的高温排气。将要流出换热水腔的得到温升的水则接触水腔内壁底部，水腔内壁底部接触到刚开始换热而温度未下降的高温排气，这种设置，使得水与高温排气之间的温差的变化得到了最大程度的平缓化，温差的均匀性最高，从而带来换热效率最高的优点。

尾气处理装置能够吸收尾气中的绝大部分有害成份，向外界排出较为洁净的气体。本发明结构简单，造价较低，有害成份的吸收效果较好。

两层填料分别为酸性填料和碱性填料，尾气在通过酸性填料时，其内含的碱性成份被吸收；尾气在通过碱性填料时，其内含的酸性成份被吸收。因此，尾气经过两层填料的吸收后，其内的有害气体被填料有效地吸收。

喷水管将水向下喷洒在上层填料上，水向下流动的过程中也必然经过下层填料。含有水的填料一方面会吸收尾气中的热量，另一方面会增加填料对尾气中的有害物质的吸附效果。

附图说明

图1是废液燃烧装置的结构示意图；

图2是炉体的结构示意图；

图3是图2中a处的放大图；

图4是图2的c－c剖视示意图；

图5是雾化装置与高压气管相配合的结构示意图；

图6是图5的侧视示意图；

图7是热量回收换热器的结构示意图；

图8是图7的b－b向视图；

图9是图7的d－d向视图；

图10是图7中b处的放大图；

图11是尾气处理装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图11所示，本发明的废液燃烧处理系统包括废液燃烧装置、热量回收换热器和尾气处理装置。

如图1至图6所示，废液燃烧装置包括用于容纳废弃液体燃料的收集罐1和用于提供压缩空气的高压气源2，收集罐1通过废液管3连接有废液燃烧炉；以废液的流动方向为下游方向；

废液燃烧炉包括钢制的炉体4，炉体4的水平截面呈圆环形，炉体4内壁设有耐火泥层5从而避免火焰高温直接加热炉体4，避免炉体4温度过高；炉体4下端封闭且上端设有开口17；

废液管3连接在炉体4下部；高压气源2通过高压气管18与废液管3相连通，高压气管18倾斜朝向废液管3的下游方向且其与废液管3的连接处位于废液管3的下游端部；这样，高压气管18喷出的高压气体能够将废液气化并顺畅向下游方向流入废液燃烧炉，有利于废液在炉体4内充分燃烧。

废液管3上游端部设有第一阀门6，高压气管18上设有第二阀门7；废液管3伸入炉体4的一端开口处设有点火器。点火器为常规装置，图未示。

炉体4中心处设有竖向设置的支撑杆8，支撑杆8上固定连接有螺旋叶片9，螺旋叶片9的外缘与炉体4内壁滑动配合，螺旋叶片9与炉体4内壁围成螺旋的高温气体流道10，高温气体流道10上端连接炉体4的开口；废液管3下游端伸入高温气体流道10的底部。

所述废液管3的下游端部的轴线的延长线11偏离所述炉体4的中心（即炉体4截面的圆心处）。这样，可以使废液及高压气体形成的雾化混合物不会直接喷射至支撑杆8上，从而防止发生流动混乱的现象，保证雾化混合物喷射至高温气体流道10内从而沿高温气体流道10在燃烧中螺旋向上流动。

所述炉体4顶部设有环形的换热器连接法兰12，换热器连接法兰12上均匀设有用于连接的螺纹孔。

所述废液管3的下游端部内设有雾化装置，雾化装置包括环形壳体13，环形壳体13的外表面与废液管3内表面相连接；环形壳体13与废液管3同轴线设置，环形壳体13内通过连接筋19连接有环形配气管14，环形配气管14的圆心位于废液管3的轴线上；环形配气管14朝向下游方向的一侧表面上均匀设有若干喷气口15；高压气管18密封伸入废液管3和环形壳体13并与环形配气管14相连通。

这样，高压气体将从多个均匀布置的喷气口15一起向下游方向喷射，大大强化了雾化效果，使得废液在废液燃烧炉中能够更快得到充分燃烧，防止燃烧不完全的气体从炉体4上端的开口流出。

所述炉体4外壁设有隔热棉层16。从而减少废液燃烧炉向外散失的热量，提高热回收利用率。

高压气源2为高压空气罐或者空气压缩机。

如图7至图10所示，本发明中的热量回收换热器包括竖向设置的换热筒体61，换热筒体61底端设有燃烧炉连接法兰62，燃烧炉连接法兰62通过螺栓连接换热器连接法兰12，从而使燃烧炉内的气体能够进入换热筒61。

换热筒体61上下两端均敞口，换热筒体61内壁底端向上连接有锥形的换热罩63，换热罩63上窄下宽设置并由金属材料制成；换热罩63的底端沿周向与换热筒体61内壁密封连接，换热罩63与换热筒体61同轴线设置；

换热罩63顶部连通有截面呈圆形的尾气进管64；换热罩63的外壁与尾气进管64的外壁组成水腔内壁，水腔内壁与换热筒体61内壁之间围成换热水腔65，换热水腔65一侧连通有进水管66且另一侧连通有出水管67。

所述换热筒体61外壁设有隔热层68。

隔热层68由普通的保温材料制成，能够有效减少通过筒壁散发到环境中的热量，提高废热回收率，降低实验室的温升。

所述进水管66与换热水腔65顶部相连通，所述出水管67与换热水腔65底部相连通。

这样，刚进入的低温水首先接触到因换热而温度下降后的高温排气，而将要流出换热水腔65的得到温升的水则接触到刚开始换热而温度未下降的高温排气，这种设置，使得水与高温排气之间的温差的变化得到了最大程度的平缓化，温差的均匀性最高，从而带来换热效率最高的优点。

反之，如果刚进入的低温水首先接触到的是温度最高的水腔内壁底部，而出水管67处的水则接触温度最低的水腔内壁顶部（最低和最高均指水腔内壁），此时水与水腔内壁的温差，在水腔内壁底部达到最大，在出水管67处达到最小，温差最不均匀，虽然底部换热效率提高了，但中上部的换热效率大大下降，整体的换热效率较低。

所述换热罩63顶部向下连接有吊板69，吊板69底端连接有阻挡板70，阻挡板70水平设置并位于换热罩63的中下部，阻挡板70的周向边缘与换热罩63的内壁之间设有间隙。吊板69沿圆周方向均匀设有多个。

阻挡板70的设置，能够避免燃烧炉流出的高温排体直接通过换热罩63向上流出，这样将会造成换热不够充分的现象。燃烧炉的高温排气进入换热罩63后被阻挡板70所阻挡，气流方向变为水平，然后在热气上升原理的作用下，沿阻挡板70的周向边缘与换热罩63的内壁之间的间隙继续向上流动，这样就大大减缓了高温排气的流动速度，使得高温排气在缓慢通过换热罩63时，能够更充分地通过换热罩63壁与换热水腔65中的水进行热交换。

所述换热筒体61顶部设有吊环71，吊环71设有两个，两个吊环71之间的连线通过换热筒体61的竖向轴线。

所述出水管67连接用热单位，如洗浴房，从而对外提供生活热水。

如图11所示，本发明中的尾气处理装置包括竖向设置的塔体31，塔体31底部设有水箱32，水箱32内盛有水；水箱32上方的塔体31侧壁设有尾气进口33，尾气进口33连接所述尾气进管34，尾气进管34用于将尾气排入塔体31。

尾气进口33上方的塔体31内上下间隔设有两层多孔板，分别为上层多孔板35和下层多孔板36；上层多孔板35上设有上层填料，上层填料为酸性或碱性填料，下层多孔板36上设有下层填料，下层填料为碱性或酸性填料；塔体31顶端通过尾气出管41连接有箱式冷凝器37，冷凝器37位于塔体31上方；冷凝器37顶部设有尾气排放口42；酸性或碱性填料均为现有填料，具体成份不再详述，图未示。

冷凝器37内设有蛇形管38，蛇形管38的两端分别伸出冷凝器37，蛇形管38的一端连接自来水进水管路且另一端连接自来水出水管路，自来水进水管路和自来水出水管路均为常规装置，图未示。

蛇形管38下方的冷凝器37内设有导流板39，导流板39左高右低设置，导流板39左侧与冷凝器37左侧壁之间设有间隙，导流板39右侧与冷凝器37右侧壁之间设有间隙，导流板39的前端与冷凝器37前侧壁相连接，导流板39的后端与冷凝器37后侧壁相连接；导流板39右方的冷凝器37底壁通过回流管40与塔体31相连通，回流管40位于尾气出管41的右方。

所述塔体31一侧设有自吸泵43，自吸泵43进水管与所述水箱32相连通，上层填料上方的塔体31内水平设有喷水管44，喷水管44具有多个喷水孔，各喷水孔均朝下设置；自吸泵43出水管与喷水管44相连通。喷水孔为常规结构，图未示。

所述水箱32侧壁设有水位显示管45，水位显示管45为透明管，水位显示管45的下端与水箱32底部相连通且水位显示管45的上端高于水箱32顶部。水位显示管顶部敞口。这样可以保证水箱32满水状态下，水也不会从水位显示管45处溢流出去。

使用时，先进行废液燃烧。打开第一阀门6和第二阀门7，使废液和高压空气通过废液管3流入废液燃烧炉。高压气体从多个均匀布置的喷气口15一起向下游方向喷射，大大强化了雾化效果。通过点火器点燃雾化混合物，废液和气体形成的雾化混合物进入螺旋的高温气体流道10，一边向上螺旋流动一边燃烧。由于燃烧距离变长，雾化效果好，因而能够保证废液燃烧地非常充分。燃烧后形成的高温气体由炉体4上端开口流出，从而能够在为交换后通过热水对外提供热能。

安装热量回收换热器时，吊具的吊钩通过钢丝绳钩住两个吊环71，然后将换热筒体61安放在燃烧炉的炉体顶部，通过燃烧炉连接法兰62、换热器连接法兰12以及连接螺栓将换热筒体61固定在燃烧炉的炉体顶部。通过进水管66和出水管67形成回收热能的水流，冷水由进水管66流入换热水腔65后，由底部的出水管67流出。

燃烧炉的高温排气由下向下通入换热罩63，被阻挡板70所阻挡，气流方向变为水平，然后在热气上升原理的作用下，沿阻挡板70的周向边缘与换热罩63的内壁之间的间隙继续向上流动，这样就大大减缓了高温排气的流动速度，使得高温排气在缓慢通过换热罩63时，能够更充分地通过换热罩63壁与换热水腔65中的水进行热交换。

刚进入的低温水首先接触到水腔内壁顶部，水腔内壁顶部接触因换热而温度下降后的高温排气。将要流出换热水腔65的得到温升的水则接触水腔内壁底部，水腔内壁底部接触到刚开始换热而温度未下降的高温排气，这种设置，使得水与高温排气之间的温差的变化得到了最大程度的平缓化，温差的均匀性最高，从而带来换热效率最高的优点。

热交换后，液体燃料燃烧后形成的尾气通过尾气进管34进入塔体31底部，并向上通过两层多孔板和填料后经尾气出管41进入冷凝器37。启动自吸泵43，自吸泵43将水箱32中的水抽送入塔体31顶部。

两层填料分别为酸性填料和碱性填料，尾气在通过酸性填料时，其内含的碱性成份被吸收；尾气在通过碱性填料时，其内含的酸性成份被吸收。因此，尾气经过两层填料的吸收后，其内的有害气体被填料有效地吸收。

喷水管44将水向下喷洒在上层填料上，水向下流动的过程中也必然经过下层填料。含有水的填料一方面会吸收尾气中的热量，另一方面会增加填料对尾气中的有害物质的吸附效果。

尾气经过酸性填料、碱性填料和水的吸收后排入冷凝器37。尾气中含有较多水蒸汽，遇到蛇形管38后遇冷凝结成水并滴落在导流板39上，并沿导流板39向右流至冷凝器37底部，最后通过回流管40回流入塔体31，防止冷凝器37内积水。层流板的设置，能够防止冷凝器37直接滴入尾气出管41。冷凝水从位于一侧的回流管40回流入塔体31，不影响尾气通过尾气出管41向上流动。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。