[实用新型]共模同步型工业烟气复燃循环处理模块及装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业烟气处理装置，特别涉及气体燃料燃烧系统的低氮、VOC(挥发性有机物)处理装置。

背景技术

现有天然气燃烧器、燃烧机中所采用的燃烧方式多为等压型—扩散、半预混、预混式燃烧。由于环保排放标准的提高，要求燃烧系统大幅降低高温型氮氧化物(NOX)、工艺型VOC排放，使具有低NOX工作特性的全预混式金属丝网燃烧器得以逐步普及。但同时其比功率低、效率低、调节比低、易回火……等特点也显露出来。

当前流行的低氮燃烧器(低NOX燃烧器)是一种“金属纤维网燃烧器”。为了得到稳定的低氮排放指标，需要以金属网反应区设定的低NOX生成温度为基准，对燃气当量比放大并进行精确调节，以控制通过单位介质面积的火焰温度及火焰稳定度。其设定的低氮火焰温度一般在850℃—950℃时。高于此温度，燃烧过程当中的氮氧化物生成量开始线性增加。为了得到较大的功率，就必须加大金属丝网的面积，致其比功率下降、火焰辐射能力下降，导致系统整体加热能力的下降。

多孔介质燃烧的低NOX排放，是因为其结构特性可以对较大过剩空气系数的预混燃气产生稳定(火焰驻定)控制。也因此在同等加热工况下，多孔介质燃烧方式将产生较多的含氧烟气，或者说需要更大的燃烧空间，设备体积加大；反之则功率下降。

VOC一般定义为：熔点低于室温，沸点在50℃—260℃之间的、能够参与大气光化学反应的挥发性有机物的总称。以目前成熟技术对VOC进行处理主要有两种方法。吸收催化法和燃烧去除法。对于大型工业生产来说，吸收催化法需要较大设备结构及很高的后处理费用，对生产成本压力较大。故，燃烧去除法在实际VOC处理工程中应用较多。燃烧去除法的缺陷主要是需要额外的能源消耗，如何降低系统能耗(或者说如何充分利用额外能耗)是VOC燃烧去除法的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种共模同步型工业烟气复燃循环处理模块及装置，它们能够实现低NOX、低VOC排放，且能够节约能源。

发明构思为：将烟气VOC燃烧处理器与燃烧器主燃烧室共型设计，形成“共模同步型工业烟气VOC复燃循环处理器。即，低氮燃烧+烟气多重循环复燃＝低NOX、VOC排放。烟气多重循环复燃通过强化主燃烧器火焰热辐射、创新多孔介质型辐射吸收体结构，形成独立的强化热辐射VOC反应区，即二次燃烧空间。回流烟气从第一多孔介质进入二次燃烧空间，减速扩压；从第二多孔介质喷出，减压增速；这一过程的时隙，即为VOC反应时段。通过调节两个多孔介质间隙，即为烟气VOC反应温度/时间的控制点。使烟气显热和“可燃成分完全反应”后形成“超焓”参与工况加热，并达到极低NOX、VOC排放。

为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种共模同步型工业烟气复燃循环处理模块，该处理模块包括筒状燃烧器1和两个锥筒形多孔介质芯体2、5，所述筒状燃烧器1包括筒体11和套设在筒体11内的环状辐射屏12，筒体11和辐射屏12之间构成燃气混合室13，筒体11的外侧部设置与所述燃气混合室13连通的径向进气蜗管6，所述筒状燃烧器1的中心设置中心轴4；所述两个锥筒形多孔介质芯体2、5锥顶相对、对称套装于筒状燃烧器1的所述中心轴4上可轴向滑动，两个锥筒形多孔介质芯体2、5与所述环状辐射屏12之间构成二次燃烧空间3，两个锥底部分别构成进气口7和出气口8。

优选地，从外层到内层，所述环状辐射屏依次包括混合气整流腔、毛细管喷嘴层、十字钝体层和多孔介质辐射层。

优选地，所述锥筒形多孔介质芯体2、5由正圆形平面多孔介质沿轴心凸起拉长制成，其中的毛细孔的轴线与筒状燃烧器1的所述中心轴4平行。

一种共模同步型工业烟气复燃循环处理装置，所述处理装置包括若干个共模同步型工业烟气复燃循环处理模块串联、并联或串并联构成，所述若干个共模同步型工业烟气复燃循环处理模块为上述任意一项所述的共模同步型工业烟气复燃循环处理模块。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

通过对燃气型低NOX燃烧器与多孔介质VOC复燃处理器的创新设计，构建了燃烧/复燃共型燃烧室，使燃烧从矢量单循环变为标量多循环，提高烟气显热对系统热贡献率，节能效果明显、确切。由于本实用新型模块结构紧凑，将多种机器功能合成为一体。以致其同时具有高效、节材、环保及节省生产空间的优点。

附图说明

图1为一个实施例共模同步型工业烟气复燃循环处理模块的结构示意图；

图2为其平面图；