一种适用于移动式有机废气焚烧设备的气体预混系统的制作方法

1.本实用新型涉及焚烧设备技术领域，具体涉及一种适用于移动式有机废气焚烧设备的气体预混系统。


背景技术：

2.目前焚烧技术普遍应用于石油炼制或化工行业的废气治理中，而当废气并非以恒定的流量产生时，比如进行原料投加，储罐进料过程等，短时间内均会出现废气量激增的情况。最需要关注的是，当企业进行开停工、大修检维修时，废气会因管径的不同，反应釜规格的不同，以及吹扫周期的差异，均会导致明显的废气量及其浓度或组分的大幅变化。但由于传统工艺焚烧处理设备无法满足越来越严苛的处理要求，目前国内外采用可根据风量调整补充燃气量，可移动化的焚烧设备，应对上述非正常工况。
3.移动焚烧设备将特定的焚烧设备撬装于移动设备之上，并为满足处理不同废气组分的需求，采用直燃式的焚烧处理技术。针对上述非正常工况下，废气中除了可燃有机物成分，并含有大量惰性气体，因此在直燃过程中，需要增加且控制辅助燃料量，使其可以充分燃烧以达到满足处理的炉膛温度。然而为了保证进入焚烧区域之前的送气管道中气体无爆炸的风险，会对管道中输送气体的氧含量进行了控制。但是需要指出的是，撬装式的一体化移动设备配备独立的废气、辅助燃料、助燃空气送风系统，焚烧系统以及自控部分，基于一体化撬装的设计需求，设备本身存在尺寸的限值，且处理能力需要应对不同化工厂，不同工艺流程，因此无法使其配备普适的预混室，废气与燃料或空气之间较难充分混合，会存在助燃空气不足燃烧不充分，或因炉温下降而造成燃料消耗量过大的情况。因此，为了更好的实现移动废气焚烧处理设备达到最佳的燃烧效果，亟需对移动式废气焚烧设备中安全的气体预混系统进行研发。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的适用于移动式有机废气焚烧设备的气体预混系统，可解决移动式废气焚烧因撬装尺寸限制，解决移动式焚烧设备焚烧不充分的问题；保证火焰无法回火；易于操作及维修更换。
5.为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：它包含废气进气管道上游水平管段、废气进气管道上游垂直管段、空气预混通路球阀、空气预混通路减压阀、空气预混进气组件、空气预混进气组件出口喷嘴、废气进气管道下游水平管段、整流环、点火枪、防回火双层烧嘴芯、烧嘴固定箍、废气进气管道下游垂直管段、助燃空气腔体、辅助燃气进气组件出口喷嘴、辅助燃气进气组件、管线连接件和辅助燃气输送管线；废气进气管道上游水平管段的一端贯通连接有废气进气管道上游垂直管段，废气进气管道上游垂直管段的另一端贯通连接有废气进气管道下游水平管段，该废气进气管道下游水平管段构成预混区，废气进气管道下游水平管段的另一端穿过助燃空气腔体的管壁后，贯通连接有废气进气管道下游垂直管段，废气进气管道下游垂直管段的另一端与烧嘴固定箍连接，且废气进气管道下
游垂直管段与设置于烧嘴固定箍内的防回火双层烧嘴芯贯通设置，整流环固定在防回火双层烧嘴芯上；点火枪设置在整流环的上方；所述的空气预混进气组件的管路穿设在废气进气管道上游垂直管段的管壁上，空气预混进气组件管路的出气端上连接有空气预混进气组件出口喷嘴，该空气预混进气组件出口喷嘴设置于废气进气管道下游水平管段的入口端内；空气预混进气组件的管路上由进气端至出气端依次连接有空气预混通路球阀和空气预混通路减压阀，空气预混通路球阀和空气预混通路减压阀均设置于废气进气管道上游垂直管段的外部；所述的辅助燃气进气组件的管路穿设在废气进气管道上游水平管段的管壁中，且辅助燃气进气组件管路的出气端上连接有辅助燃气进气组件出口喷嘴，辅助燃气进气组件的管路上利用管线连接件与辅助燃气输送管线贯通连接。
6.进一步地，所述的整流环中开设有若干个圆形气孔。
7.进一步地，所述的空气预混进气组件平行于废气进气管道上游水平管段设置。
8.进一步地，所述的辅助燃气进气组件的管路垂直穿设于废气进气管道上游水平管段上。
9.进一步地，所述的辅助燃气进气组件出口喷嘴设置于废气进气管道上游水平管段的轴心线上。
10.进一步地，所述的空气预混进气组件出口喷嘴设置于废气进气管道下游水平管段的轴心线上。
11.进一步地，所述的辅助燃气进气组件的管路与辅助燃气进气组件出口喷嘴呈90
°
角设置。
12.采用上述结构后，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种适用于移动式有机废气焚烧设备的气体预混系统，可解决移动式废气焚烧因撬装尺寸限制，解决移动式焚烧设备焚烧不充分的问题；保证火焰无法回火；易于操作及维修更换。
13.附图说明：
14.图1是本实用新型的结构示意图。
15.附图标记说明：
16.废气进气管道上游水平管段1、废气进气管道上游垂直管段2、空气预混通路球阀3、空气预混通路减压阀4、空气预混进气组件5、空气预混进气组件出口喷嘴6、废气进气管道下游水平管段7、整流环8、点火枪9、防回火双层烧嘴芯10、烧嘴固定箍11、废气进气管道下游垂直管段12、助燃空气腔体13、辅助燃气进气组件出口喷嘴14、辅助燃气进气组件15、管线连接件16、辅助燃气输送管线17。
17.具体实施方式：
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.如图1所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含废气进气管道上游水平管段1、废气进气管道上游垂直管段2、空气预混通路球阀3、空气预混通路减压阀4、空气预混进气组件5、空气预混进气组件出口喷嘴6、废气进气管道下游水平管段7、整流环8、点火枪9、防回火双层烧嘴芯10、烧嘴固定箍11、废气进气管道下游垂直管段12、助燃空气腔体13、
辅助燃气进气组件出口喷嘴14、辅助燃气进气组件15、管线连接件16和辅助燃气输送管线17；废气进气管道上游水平管段1的一端利用弯管贯通连接有废气进气管道上游垂直管段2，废气进气管道上游垂直管段2的另一端利用弯管贯通连接有废气进气管道下游水平管段7，该废气进气管道下游水平管段7构成预混区，废气进气管道下游水平管段7的另一端穿过助燃空气腔体13的管壁后，利用弯管贯通连接有废气进气管道下游垂直管段12，废气进气管道下游垂直管段12的另一端与烧嘴固定箍11连接，且废气进气管道下游垂直管段12与设置于烧嘴固定箍11内的防回火双层烧嘴芯10贯通设置，烧嘴芯10用波纹型板材卷制成为圆盘型，形成不规则的细密通道，同时采用上下双层叠加，使得细密通道孔径更为细小，密集分布0.23mm左右的细密孔径，小于氢气的最大试验安全距离（mesg, 0.29mm），作为气体输送通道，同时也发挥为阻火的功能，整流环8固定在防回火双层烧嘴芯10上，整流环8中开设有若干个圆形气孔，确保废气与充分的氧气接触，充分燃烧（图中未示出）；点火枪9设置在整流环8的上方；所述的空气预混进气组件5的管路穿设在废气进气管道上游垂直管段2的管壁上，空气预混进气组件5的管路平行于废气进气管道上游水平管段1设置，空气预混进气组件5管路的出气端上连接有空气预混进气组件出口喷嘴6，空气预混进气组件出口喷嘴6设置于废气进气管道下游水平管段7的轴心线上，空气预混进气组件出口喷嘴6采用锥形设计，提高空气出口压力及速度，在一定程度上减少大风量废气输送对助燃空气输送的影响，该空气预混进气组件出口喷嘴6设置于废气进气管道下游水平管段7的入口端内；空气预混进气组件5的管路上由进气端至出气端依次连接有空气预混通路球阀3和空气预混通路减压阀4，空气预混通路球阀3和空气预混通路减压阀4均设置于废气进气管道上游垂直管段2的外部；所述的辅助燃气进气组件15的管路垂直穿设在废气进气管道上游水平管段1的管壁中，且辅助燃气进气组件15管路的出气端上呈90
°
角连接有辅助燃气进气组件出口喷嘴14，辅助燃气进气组件出口喷嘴14设置于废气进气管道上游水平管段1的轴心线上，引导燃气流动方向与废气传输方向相同，优化仅在废气进气管道开孔连接燃气的传统输送方式，从而减少废气及燃气输送过程中不必要的混流或者回流现象，提高燃气与废气预混效果，辅助燃气进气组件出口喷嘴14采用锥形设计，提高辅助燃气出口压力及速度，在一定程度上减少大风量废气输送对燃气输送的影响，辅助燃气进气组件15的管路上利用管线连接件16与辅助燃气输送管线17贯通连接，辅助输送管线17上连接有变送器、减压阀组等对燃气进气条件与炉温进行连锁调节或监测，保证燃气进气量满足处理废气燃烧温度需求。
20.本具体实施方式的工作原理：废气通过废气进气管道上游水平管段1、废气进气管道上游垂直管段2、废气进气管道下游水平管段7，各管段由90
°
弯管连接（可缩小占地空间，满足整体焚烧设备撬装化的需求），废气最终流经废气进气管道下游垂直管段12，通过防回火双层烧嘴芯10与整流环8上的圆形气孔输出的来自助燃空气腔体13内的空气（如图1中虚线箭头所示）进行混合，并被上方点火枪9的长明火点燃，最终完成焚烧处理；此过程中为满足焚烧区炉膛废气处理温度，需增加补充燃气，燃气源经过辅助燃气输送管线17经过管线调压设备调压处理后，通过位于废气进气管道上游水平管段1处的辅助燃气进气组件15上的辅助燃气进气组件出口喷嘴14输送入废气管线中（如图1中点
‑
虚线箭头所示）；此外，为了使得焚烧更为充分，在进入焚烧区域前，使用空气预混进气组件5引入环境大气，首先在该处进行部分预混，其中空气进入的开关由空气预混通路球阀3控制，空气预混通路球阀3后方安装的空气预混通路减压阀4则是对预混空气风压进行调节，最终通过位于废气进气
管道上游垂直管段2处的空气预混进气组件5上的空气预混进气组件出口喷嘴6输送入废气管线中（如图1中管道当中虚线箭头所示）；辅助燃气进气组件15与空气预混进气组件5分别安装于管段的不同位置，即，将辅助燃气进气组件15安装于空气预混进气组件5的上游位置，优化使用传统预混燃烧器直接进行燃气与空气预混的方式，因此可增加辅助燃气与废气的混合时间，而缩短了可燃气体与空气中氧气的接触时间，在一定程度上降低混合气体在管道中燃烧的风险；使用过程中必须保证在废气管线中有气体输送的情况下，才能打开空气预混进气系统，保证废气裹挟空气送入防回火双层烧嘴芯10至焚烧区域，确保空气只能存留于下游管段中，而无法逸散充满整条废气管线，在一定程度上降低混合气体在管道中燃烧的风险；为了更好地保障废气管线中的混合气体无法在输送阶段发生燃烧，因此需将管道中的氧含量控制在特定值以下，在确定待处理的工业废气中含氧量的情况下，只需控制辅助燃气进气量与空气预混量的最佳配比，即可保证废气管道中混合气体的含氧量小于特定值，从而无法满足燃烧条件，在一定程度上降低混合气体在管道中燃烧的风险；
21.采用上述结构后，本具体实施方式的有益效果如下：本具体实施方式提供了一种适用于移动式有机废气焚烧设备的气体预混系统，可解决移动式废气焚烧因撬装尺寸限制，以及对工况普适性的问题，而无法特别设计预混室的缺陷，将废气输送管段的末端部分作为预混区，使得废气、燃气及空气在进入焚烧室前进行部分预混，此后再在焚烧区得与空气完全预混，从而解决移动式焚烧设备焚烧不充分的问题；同时，控制预混段的空气及燃气比例保证输送段混合气体不满足燃烧条件；将空气预混与燃气预混组件分段安装，尽可能减少气体输送管段中存在空气的部分，又使得空气能够在进入焚烧区域之前进行部分预混，提高燃烧效率，从而更好的充分燃烧，此外具有防回火特性的烧嘴芯使用极细密孔径通路的设计，使烧嘴芯上分布的通路小于氢气最大安全距离，保证火焰无法回火。另一方面，通过紧凑合理的工程设计，使得该气体预混系统方便安装于移动式废气焚烧设备上，且易于操作及维修更换。
22.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。