一种多级换热式废气焚烧处理系统的制作方法

1.本实用新型属于工业废气处理设备技术领域，尤其涉及一种多级换热式废气焚烧处理系统。

背景技术：

2.废气焚烧处理系统是一类采用焚烧工艺对工业废气进行处理的环保系统，常应用于对诸如电子行业中产生的有机废气进行处理。现有的废气燃烧处理系统一般基于to炉或者rto炉进行构建，工业有机废气被收集和浓缩后导入to炉或者rto炉内进行焚烧，令废气中的可燃有害成分转化为无害物，进行达标排放。to炉是指直燃式焚烧炉，有机废气通过引风机的作用直接送入炉内进行焚烧，rto炉是指蓄热式焚烧炉，有机废气先进入蓄热室内进行升温，吸收蓄热体中存储的热量，随后进入焚烧室进一步燃烧。
3.由于有机废气燃烧属于放热反应，因此由to炉或者rto炉产生的烟气温度较高，合理地回收烟气尾气中的热量用于对焚烧系统中的脱附后废气进行余热是提升整个系统能效的重要手段之一。现有技术中通常令脱附气流与烟气尾气在换热器中换热，烟气尾气中的热能转移至脱附气流，因而脱附气流温度上升、烟气尾气的温度下降。然而，现有的废气焚烧处理系统在烟气热能的综合利用方面仍然较为低效，导致脱附气流的温度升高程度难以达到脱附温度条件，而且排放的烟气尾气温度仍然较高，热能被浪费掉，导致整个处理系统的能效不理想。因此，需要根据现有需求对废气焚烧处理系统的结构进行优化设计，提升整个系统的能效水平。

技术实现要素：

4.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、提升系统能效水平、实现热能综合利用的多级换热式废气焚烧处理系统。
5.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种多级换热式废气焚烧处理系统包括废气收集组件、沸石转轮、焚烧炉、主风机和脱附风机，在主风机的出口上安装有排气烟囱，废气收集组件的出口连接至沸石转轮的吸附区入口，沸石转轮的吸附区出口连接至主风机的入口，沸石转轮的脱附区出口连接至脱附风机的入口，在沸石转轮的冷却区入口上连接有气源组件；还包括由一级换热器、二级换热器和三级换热器构成的多级换热组件；沸石转轮的冷却区出口连接至二级换热器的一次侧入口，二级换热器的一次侧出口连接至沸石转轮的脱附区入口；沸石转轮的脱附区出口连接至脱附风机的入口，脱附风机的出口连接至三级换热器的一次侧入口，三级换热器的一次侧出口连接至一级换热器的一次侧入口，一级换热器的一次侧出口连接至焚烧炉的进气口，焚烧炉的出气口连接至一级换热器的二次侧入口，一级换热器的二次侧出口连接至二级换热器的二次侧入口，二级换热器的二次侧出口连接至三级换热器的二次侧入口，三级换热器的二次侧出口连接至排气烟囱。
6.优选地：一级换热器和二级换热器为管壳式换热器，三级换热器为板式换热器。
7.优选地：废气收集组件包括集气总管道，在集气总管道上设有出气管道和多个集气分管道，各集气分管道与废气发生源连接，出气管道与沸石转轮的吸附区入口连接。
8.优选地：出气管道通过废气输送管道与沸石转轮的吸附区入口连接，在废气输送管道上设有管道阀门。
9.优选地：气源组件包括与废气输送管道连接的冷却上游管道，冷却上游管道与沸石转轮的冷却区入口连接，在冷却上游管道上设有管道阀门；还包括与冷却上游管道连接的外气供应管道，在外气供应管道上设有管道阀门。
10.本实用新型的优点和积极效果是：
11.本实用新型提供了一种结构设计合理的多级换热式废气焚烧处理系统，与现有的废气焚烧处理设备相比，本实用新型中的处理系统设置了由一级换热器、二级换热器和三级换热器多级换热组件，通过为系统提供多级换热，提升了废气处理系统对烟气尾气中热能的回收利用，因而显著地提升了系统的能效水平。多级换热组件的二级换热器和三级换热器用于对进入沸石转轮的脱附前气流进行前置换热升温，脱附前气流充分吸收烟气尾气中的热能，温度上升至脱附所需温度条件，因而能够提升脱附的效果。多级换热组件的一级换热器和三级换热器用于对进入焚烧炉的脱附后气流进行前置换热升温，脱附后气流充分吸收烟气尾气中的热能，温度上升，因而能够提升焚烧处理的充分性并降低焚烧炉的能耗。
12.本实用新型中的多级换热式废气焚烧处理系统提升了系统的能效水平，实现了热能的综合充分利用。由于提升了整体的能效水平，处理系统中的焚烧炉能够采用购置、运行成本更低的to焚烧炉，降低企业在设备购置和运营方面投入的成本，提升企业效益。
附图说明
13.图1是本实用新型的结构示意图。
14.图中：
15.1、集气分管道；2、集气总管道；3、出气管道；4、废气输送管道；5、沸石转轮；6、主风机；7、排气烟囱；8、冷却上游管道；9、外气供应管道；10、燃气供应管道；11、脱附风机；12、脱附下游管道；13、脱附上游管道；14、冷却下游管道；15、二级换热器；16、三级换热器；17、一级换热器；18、焚烧炉。
具体实施方式
16.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：

、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。
17.请参见图1，本实用新型的多级换热式废气焚烧处理系统包括废气收集组件、沸石转轮5、焚烧炉18、主风机6和脱附风机11，在主风机6的出口上安装有排气烟囱7。废气收集组件的出口连接至沸石转轮5的吸附区入口，沸石转轮5的吸附区出口连接至主风机6的入口，沸石转轮5的脱附区出口连接至脱附风机11的入口，在沸石转轮5的冷却区入口上连接有气源组件。
18.废气收集组件用于对工业场景中产生的废气进行收集，本实施例中，废气收集组件包括集气总管道2，在集气总管道2上设有出气管道3和多个集气分管道1，各集气分管道1与废气发生源连接，出气管道3与沸石转轮5的吸附区入口连接。工业场景中分别位于多个位置的废气发生源通过集气管路连接至各集气分管道1，集气总管道2具备一定的废气容
量，对经由各集气分管道1进入的废气进行收集容纳，最终废气收集组件通过出气管道3向后续设施输送废气。
19.沸石转轮5为现有设备，用于对废气进行浓缩，大风量、低浓度的废气通过沸石转轮5时被浓缩到高浓度、小风量的废气，减少设备的投入费用和运行成本，提高废气的处理效率。结构上，沸石转轮5包括回转运动的、内部设有沸石填料的转轮，转轮分为吸附区、冷却区和脱附区，在吸附区的一侧设有吸附区入口、另一侧设有吸附区出口，在冷却区的一侧设有冷却区入口、另一侧设有冷却区出口，在脱附区的一侧设有脱附区入口、另一侧设有脱附区出口。废气从吸附区正向通过，脱附气流从脱附区反向通过。
20.焚烧炉18为现有设备，采用to焚烧炉，即直燃式焚烧炉，采用天然气作为燃烧气源，因此在焚烧炉18上连接有燃气供应管道10。主风机6用于对废气提供流通的动力，在主风机6的作用下，废气从沸石转轮5的吸附区正向地通过，废气中的有害成分被沸石填料吸收产生浓缩作用，废气中的不可吸收成分通过主风机6后从排气烟囱7排放至大气。脱附风机11用于为脱附气流提供流通的动力，在脱附风机11的作用下，脱附气流从沸石转轮5的脱附区反向地通过，沸石填料中浓缩的废气有害成分从填料中脱附出来。
21.气源组件用于向沸石转轮5的冷却区输送冷却用的冷却气源，这部分冷却气源从沸石转轮5的冷却区正向地通过，对冷却区提供风冷的效果，降低冷却区的温度，恢复沸石填料对废气中有害成分的吸附能力。另一方面，吸收了热能后的气流温度提升，这部分气流作为脱附气流使用。冷区气源可以来源于废气，也可以从外部环境获取。
22.本实施例中，废气收集组件的出气管道3通过废气输送管道4与沸石转轮5的吸附区入口连接，在废气输送管道4上设有管路阀门，该管路阀门用于控制废气输送管道4的通断。
23.本实施例中，气源组件包括与废气输送管道4连接的冷却上游管道8，冷却上游管道8与沸石转轮5的冷却区入口连接，在冷却上游管道8上设有管道阀门，该管路阀门用于控制冷却上游管道8的通断；还包括与冷却上游管道8连接的外气供应管道9，在外气供应管道9上设有管道阀门，该管路阀门用于控制外气供应管道9的通断。
24.当冷却气源从废气中分离获取时，关闭外气供应管道9上的管路阀门、打开冷却上游管道8上的管路阀门，废气输送管道4中的部分废气经由冷却上游管道8进入沸石转轮5的冷却区。当冷却气源从外部环境获取时，打开外气供应管道9上的管路阀门、关闭冷却上游管道8上的管路阀门，外部环境中的空气经由外气供应管道9和冷却上游管道8进入沸石转轮5的冷却区。
25.还包括由一级换热器17、二级换热器15和三级换热器16构成的多级换热组件，本实施例中的废气焚烧处理系统为三级换热式处理系统。本实施例中，一级换热器17和二级换热器15为管壳式换热器，三级换热器16为板式换热器，充分利用管壳式换热器便于清洁维护、板式换热器换热效率高的特性。
26.沸石转轮5的冷却区出口通过冷却下游管道14连接至二级换热器15的一次侧入口，二级换热器15的一次侧出口通过脱附上游管道13连接至沸石转轮5的脱附区入口。因此，从沸石转轮5的冷却区出来的冷却气流流经二级换热器15的一次侧，在此过程中吸收烟气尾气中的热能而温度升高，这部分气流作为进入沸石转轮5的脱附区的脱附前气流。
27.沸石转轮5的脱附区出口通过脱附下游管道12连接至脱附风机11的入口，脱附风
机11的出口连接至三级换热器16的一次侧入口，三级换热器16的一次侧出口连接至一级换热器17的一次侧入口，一级换热器17的一次侧出口连接至焚烧炉18的进气口。从沸石转轮5的脱附区出来的脱附后气流顺次通过脱附风机11、三级换热器16和一级换热器17的一次侧，在此过程中吸收烟气尾气中的热能而温度进一步升高，脱附后气流中的有害废气成分浓度较高，这部分气流进入焚烧炉18进行焚烧。
28.焚烧炉18的出气口连接至一级换热器17的二次侧入口，一级换热器17的二次侧出口连接至二级换热器15的二次侧入口，二级换热器15的二次侧出口连接至三级换热器16的二次侧入口，三级换热器16的二次侧出口连接至排气烟囱7。焚烧炉18产生的高温烟气尾气顺次经过一级换热器17、二级换热器15和三级换热器16的二次侧，在此过程中，烟气尾气中的热能被脱附前气流和脱附后气流(焚烧前气流)分别吸收，烟气尾气的温度降低，最终烟气尾气进入排气烟囱7，排放至大气。
29.温度方面：冷却气流的初始温度约25℃，通过冷却区升温至约110℃，经过二级换热器15的脱附前气流温度约220℃，脱附后气流的温度约60℃；焚烧炉18产生的烟气尾气初始温度约750℃，最终进入排气烟囱7的烟气尾气温度约100℃。
30.系统运行过程：
31.工业场景中的多路废气向废气收集组件汇总，收集后的废气在主风机6的作用下，从出气管道3出来、经由废气输送管道4输送至沸石转轮5，从沸石转轮5的吸附区入口进入，通过吸附区的沸石填料时，废气中的可吸附有害成分被填料吸附，其它不可吸附成分通过主风机6后进入排气烟囱7进行排放；
32.从废气输送管道4或者周围环境获取的冷却气流在脱附风机11的作用下从冷却区入口进入，通过这个区域的沸石填料时产生冷却作用，温度升高后从冷却区的出口排出，这部分气流之后通过二级换热器15，换热升温后达到脱附所需的温度条件，形成脱附前气流；脱附前气流从脱附区入口进入、从脱附区出口排出，在此过程中令吸附在沸石填料中的有害废气成分从填料中脱附出来，形成脱附后气流；
33.脱附后气流通过脱附风机11后顺次经过三级换热器16和一级换热器17，温度进一步升高，之后进入焚烧炉18进行焚烧，有害成分转变为无害成分，形成高温烟气尾气；烟气尾气顺次经过一级换热器17、二级换热器15和三级换热器16，含有的热能被脱附前气流和脱附后气流换热吸收，温度降低，最终进入排气烟囱7排至大气。

技术特征：

1.一种多级换热式废气焚烧处理系统，其特征是：包括废气收集组件、沸石转轮(5)、焚烧炉(18)、主风机(6)和脱附风机(11)，在主风机(6)的出口上安装有排气烟囱(7)，废气收集组件的出口连接至沸石转轮(5)的吸附区入口，沸石转轮(5)的吸附区出口连接至主风机(6)的入口，沸石转轮(5)的脱附区出口连接至脱附风机(11)的入口，在沸石转轮(5)的冷却区入口上连接有气源组件；其特征是：还包括由一级换热器(17)、二级换热器(15)和三级换热器(16)构成的多级换热组件；沸石转轮(5)的冷却区出口连接至二级换热器(15)的一次侧入口，二级换热器(15)的一次侧出口连接至沸石转轮(5)的脱附区入口；沸石转轮(5)的脱附区出口连接至脱附风机(11)的入口，脱附风机(11)的出口连接至三级换热器(16)的一次侧入口，三级换热器(16)的一次侧出口连接至一级换热器(17)的一次侧入口，一级换热器(17)的一次侧出口连接至焚烧炉(18)的进气口，焚烧炉(18)的出气口连接至一级换热器(17)的二次侧入口，一级换热器(17)的二次侧出口连接至二级换热器(15)的二次侧入口，二级换热器(15)的二次侧出口连接至三级换热器(16)的二次侧入口，三级换热器(16)的二次侧出口连接至排气烟囱(7)。2.如权利要求1所述的多级换热式废气焚烧处理系统，其特征是：一级换热器(17)和二级换热器(15)为管壳式换热器，三级换热器(16)为板式换热器。3.如权利要求2所述的多级换热式废气焚烧处理系统，其特征是：废气收集组件包括集气总管道(2)，在集气总管道(2)上设有出气管道(3)和多个集气分管道(1)，各集气分管道(1)与废气发生源连接，出气管道(3)与沸石转轮(5)的吸附区入口连接。4.如权利要求3所述的多级换热式废气焚烧处理系统，其特征是：出气管道(3)通过废气输送管道(4)与沸石转轮(5)的吸附区入口连接，在废气输送管道(4)上设有管道阀门。5.如权利要求4所述的多级换热式废气焚烧处理系统，其特征是：气源组件包括与废气输送管道(4)连接的冷却上游管道(8)，冷却上游管道(8)与沸石转轮(5)的冷却区入口连接，在冷却上游管道(8)上设有管道阀门；还包括与冷却上游管道(8)连接的外气供应管道(9)，在外气供应管道(9)上设有管道阀门。

技术总结

本实用新型涉及一种多级换热式废气焚烧处理系统。包括多级换热组件；沸石转轮的冷却区出口连接至二级换热器的一次侧入口，二级换热器的一次侧出口连接至沸石转轮的脱附区入口；沸石转轮的脱附区出口连接至脱附风机的入口，脱附风机的出口连接至三级换热器的一次侧入口，三级换热器的一次侧出口连接至一级换热器的一次侧入口，一级换热器的一次侧出口连接至焚烧炉的进气口，焚烧炉的出气口连接至一级换热器的二次侧入口，一级换热器的二次侧出口连接至二级换热器的二次侧入口，二级换热器的二次侧出口连接至三级换热器的二次侧入口，三级换热器的二次侧出口连接至排气烟囱。本实用新型结构设计合理，提升了系统的能效水平。提升了系统的能效水平。提升了系统的能效水平。