[发明专利]一种焚烧挥发性有机气体的工艺及其循环流化床焚烧炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环流化床焚烧炉，尤其涉及一种清洁焚烧挥发性有机废气的循环流化床焚烧炉及其焚烧工艺。

背景技术

有机废气是石油化工、轻工、塑料、印刷、涂料等行业排放的常见污染物，有机废气中常含有烃类化合物、含氧有机化合物、含氮、硫、卤素及含磷有机化合物等，如苯、甲苯、苯乙烯、多环芳烃等挥发性有机化合物(VOCs)等。

挥发性有机废气是主要大气污染物之一，对人体有害，引起的共同症状是疲乏无力、头晕头痛、恶心呕吐、心慌气喘、血象变化等，醛、胺等物质还有恶臭。挥发性有机废气还能引起光化学烟雾，造成二次污染。在美国国家环境保护署(EPA)所列的有毒气体排放物清单(TRI)中的25种气体中，18种是有机物。有机废气中大多含有低浓度的苯、甲苯、苯乙烯、多环芳烃等挥发性有机化合物(VOCs)恶臭物质。这些带有异味(臭或香)的气态污染物会严重干扰居民的日常生活，恶化人们的生存环境，而且还会对人体健康和生态环境造成危害。

随着我国国民经济的迅速发展，特别是化学工业和制造业的发展，工业VOCs的排放量不断增加，目前已经成为我国重点城市(群)和局部区域大气复合污染的主要原因之一。在废气治理方面，继除尘、脱硫、脱硝和机动车污染治理以后，工业挥发性有机废气的污染控制问题已经成为目前我国控制大气污染的最为重要的方向。

目前对于VOCs的处理方法很多，主要可分为热处理法、物理法、生物降解法等。其中以热处理法应用最为普遍，它对VOCs种类以及浓度的适应范围很广。这类方法主要分为燃烧法和催化燃烧法。普通燃烧法系统简单，但能耗很大，蓄热式氧化焚烧改善了能耗大的缺点，但仍存在NOX排放较高的问题；催化燃烧法近年来发展很快，但催化剂价格较高，要求废气中不能含有导致催化剂中毒的成分，作为一种低温燃烧技术，其二恶英的生成抑制依然是制约催化技术推广应用的一项瓶颈。

循环流化床技术是一种清洁燃烧技术，其运行温度一般在850～950℃，由于物料浓度高，气固混合强烈，燃烧效率高，污染物排放低，是一种清洁焚烧技术，采用循环流化床燃烧基础处理挥发性有机气体，其优点是不需预处理，对气体成分的适应能力强，处理效率高。因此，开发针对挥发性有机废气的循环流化床焚烧炉具有广阔的应用前景。

挥发性有机气体的浓度往往比较低，其浓度范围低的为10～1000ppm，浓度高的也不超过2～3％。因此，在采用高温燃烧法来处理挥发性有机气体时，挥发性有机气体对助燃风量的要求比较低。循环流化床的运行风速的选取与物料的密度的0.528次方成正比，传统的循环流化床选用石英砂、煤渣作为床料，这些床料的堆积密度较大，一般为1100～1300kg/m³，因此，导致其临界流化风速较高，也导致运行风量比较高，远远高出实际燃尽挥发性有机气体所需的助燃空气量，相应地对流化风机的功率要求也高，另外，把这些助燃风加热到850℃，也浪费了大量的能量，导致处置成本高，限制了其应用范围。因此，减少惰性床料的密度，能有效降低运行成本。

发明内容

针对工业生产中产生的挥发性有机气体浓度低，对焚烧空气量要求低，而现有的循环流化床焚烧炉中床料密度高、所需流化风速大进而导致风量大的矛盾，本发明提供一种适合于挥发性有机气体焚烧的流化风速低的循环流化床焚烧炉。

一种挥发性有机气体的循环流化床焚烧炉，包括：

炉膛；

位于所述炉膛底部的风室；

设置于所述炉膛中部的气体入口；

与所述炉膛顶部连通的分离器，该分离器具有顶部出口和底部出口；

与所述顶部出口连通的尾部烟道；

用于连接所述底部出口与炉膛的返料管；

所述炉膛底部与风室之间隔有布风板；

所述风室通过管路外接有流化风机；

所述炉膛的底部铺设有床料，所述床料为氧化铝空心小球。

挥发性有机气体和辅助燃煤被分别送入炉膛中燃烧，流化风机吹出来的流化风进入风室，然后通过布风板进入炉膛，把床料流化起来，细小的床料颗粒被烟气扬吸、夹带入分离器中通过离心力、重力落入返料管中送入炉膛，构成了床料循环。

床料的循环提高了燃烧空间的颗粒浓度，成为一个较大的蓄热体，与炉膛内的空气和挥发性有机气体充分接触、传质，进行热交换，使整个炉膛空间温度均匀、稳定在850～950℃，使得挥发性有机气体的燃烧更加充分。