一種應用于焚燒裝置的廢氣處理結構的制作方法

本實用新型涉及有機廢氣焚燒技術領域，特別是一種應用于焚燒裝置的廢氣處理結構。

背景技術：

軟包裝及涂布行業普遍使用凹版印刷機和涂布機，以上設備在烘干油墨、膠水和涂層的過程中都會排放大量的有機廢氣，對大氣產生嚴重污染。目前有企業采用蓄熱式焚燒爐（RTO）對有機廢氣進行熱解氧化處理，由于RTO設備需要包括兩個大型存放蓄熱陶塊的儲罐而體型龐大，大部分超過3層樓的高度，很多企業受場地的限制而無法安裝，龐大的體型因無法整體運輸而必須在用戶現場安裝，造成安裝難度大，安裝周期長，設備造價高。還有，蓄熱式焚燒爐由于需要頻繁切換蓄熱罐的氣流方向，在切換過程容易造成周期性的短暫熱解不充分，頻繁切換的有機廢氣處理流程使執行和控制系統復雜，造價高昂，故障率偏高，大量的蓄熱陶塊造成大風阻使風機能耗很高。通常RTO設備采用對車間內的多臺設備所產生的有機廢氣集中處理，當在某個時段只有小部分設備運行時就出現大馬拉小車的情形，因印刷或涂布有機廢氣排氣量和廢氣濃度值的在不同時段時變化量很大，RTO設備很難適應大幅度變化的廢氣處理工況，在有機廢氣處理量較少時大大增加了運行成本。

另外，幾乎所有產生有機廢氣的設備都需要使用熱風，之前由于受場地的限制，有機廢氣處理裝置只能選擇遠離設備的場地放置，由于熱風不適合遠距離輸送，只能通過把有機廢氣焚燒余熱通過導熱油做導熱介質輸送，最后再把導熱油的熱量重新轉為熱風供設備使用，這樣一來就多了一番周折，既加大了設施的投入，也增加了控制環節。

公開的技術中有一種處理裝置，具體參照公開號為CN 104482557 A的《工業廢氣處理和熱能回收裝置及處理廢氣和回收熱能方法》，其中提到了廢氣處理回熱裝置內部裝有脫硝裝置和換熱器，下部裝有一組冷凝液排出口，另一端通過管道與軸流風機連接，所述的換熱器通過管道與自來水管、熱水箱、換熱機組相連接，所述的管道上裝有一組變頻水泵，所述的冷凝液排出口通過管道與冷凝水箱連接。工業鍋爐產生的廢氣經由煙氣管道通向廢氣處理回熱裝置內，通過安裝在廢氣處理回熱裝置前端的脫硝裝置對煙氣進行處理，將煙氣中的氮化物去除，同時去除氮化物的反應中冷凝而成的液體通過冷凝液排出口沿著管道排入冷凝水箱中；通過安裝在廢氣處理回熱裝置內的換熱器內不斷流動的低溫載冷劑，將廢氣中的熱量吸收到載冷劑中，載冷劑吸收熱量后，溫度升高，并通過換熱機組內的蒸發器，將熱量釋放給制冷劑，變頻水泵不斷運行，通過換熱機組內的冷凝器把制冷劑中的熱量，包括機組運行中耗電所產生的熱能，一并傳遞到使用熱水中，制取了高溫洗浴用水或泡池等用水，形成了熱能循環利用。但是在實踐中，這種裝置還是占用大量的空間，安裝和維護較復雜，直接影響技術的推廣應用。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種應用于焚燒裝置的環保節能的廢氣處理結構，符合環保技術領域。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種應用于焚燒裝置的廢氣處理結構，包括換熱主體，所述換熱主體包括有沿著水平方向排列的氣氣換熱器單元，所述換熱主體的左端設置有排風風機，所述換熱主體的右端設置有熱解室，所述換熱主體各個相鄰的氣氣換熱器單元之間的通道連通并形成廢氣去程流道和煙氣返程流道，靠換熱主體左側的所述氣氣換熱器單元內設有新風通道，靠換熱主體左側的所述氣氣換熱器單元上設置有與新風通道連通的熱風出口和新風入口，所述熱解室的入口端與換熱主體的廢氣去程流道出口端連通，所述熱解室的出口端與換熱主體的煙氣返程流道進口端連通，所述換熱主體上設置有與廢氣去程流道連通的廢氣入口，所述煙氣返程流道的出口端與排風風機連通，所述換熱主體上設置有與煙氣返程流道連通的冷卻器。

作為一個優選項，所述熱解室內置有導流板和加熱器。

作為一個優選項，所述加熱器為電熱管或燃氣燃燒器。

作為一個優選項，所述氣氣換熱器單元為金屬疊片式氣氣換熱器單元或管殼式氣氣換熱器單元。

作為一個優選項，所述換熱主體各個相鄰的氣氣換熱器單元之間設置有外置的密封連接腔。

作為一個優選項，所述冷卻器為翅片管換熱器。

作為一個優選項，所述冷卻器連接有冷卻水進水管和蒸汽出汽管。

作為一個優選項，所述氣氣換熱器單元、熱解室的外壁或內壁設有隔熱層。

作為一個優選項，所述熱解室和冷卻器上設置有溫度控制器。

本實用新型的有益效果是：該廢氣處理裝置采用串聯多個氣氣換熱器單元以提高熱交換效率的設計，不但可以大幅降低設備的占有空間和安裝難度，而且利用廢氣熱解后排出的煙氣前級高溫余熱對進入待熱解的有機廢氣進行預熱以節省熱解所補償的熱能，煙氣后級低溫余熱直接產生清潔熱風返回給設備的烘干系統使用。同時可以適應有機廢氣流量和濃度變化，通過加熱器和冷卻器調節裝置內部的溫度，既保障有足夠的溫度使有機廢氣完全熱解，有又能防止溫度過高發生危險。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型另一種實施方式的結構示意圖；

圖3是本實用新型的工作示意圖。

具體實施方式

為了使本申請的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。為透徹的理解本實用新型，在接下來的描述中會涉及一些特定細節。而在沒有這些特定細節時，本實用新型則可能仍可實現，即所屬領域內的技術人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領域內的其他技術人員有效的介紹他們的工作本質。此外需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前側”、“后側”、“左側”、“右側”、“上側”、“下側”等指的是附圖中的方向，詞語“內”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向，相關技術人員在對上述方向作簡單、不需要創造性的調整不應理解為本申請保護范圍以外的技術。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本申請，并不用于限定實際保護范圍。而為避免混淆本實用新型的目的，由于熟知的制造方法、控制程序、部件尺寸、材料成分、電路布局等的技術已經很容易理解，因此它們并未被詳細描述。參照圖1，一種應用于焚燒裝置的廢氣處理結構，包括換熱主體1，所述換熱主體1包括有沿著水平方向排列的氣氣換熱器單元2，所述換熱主體1的左端設置有排風風機3，所述換熱主體1的右端設置有熱解室4，所述換熱主體1各個相鄰的氣氣換熱器單元2之間的通道連通并形成廢氣去程流道5和煙氣返程流道6，靠換熱主體1左側的所述氣氣換熱器單元2內設有新風通道7，靠換熱主體1左側的所述氣氣換熱器單元2上設置有與新風通道7連通的熱風出口71和新風入口72，所述的新風流道7與其所在氣氣換熱器單元2的煙氣返程流道6產生換熱。所述熱解室4的入口端與換熱主體1的廢氣去程流道5出口端連通，所述熱解室4的出口端與換熱主體1的煙氣返程流道6進口端連通，所述換熱主體1上設置有與廢氣去程流道5連通的廢氣入口11，廢氣去程流道5的氣流與其所在的氣氣換熱單元2的煙氣返程流道6的氣流產生換熱，所述煙氣返程流道6的出口端與排風風機3連通，所述換熱主體1上設置有與煙氣返程流道6連通的冷卻器8。廢氣去程流道5、煙氣返程流道6以及新風流道7實質為換熱器內的流道，其中廢氣去程流道5的空氣與煙氣返程流道6的空氣相互隔離逆向流動并相互換熱。同樣原理，新風通道7的空氣與煙氣返程流道6的空氣相互隔離逆向流動并相互換熱。

參照圖3，在實際工作時，廢氣處理結構與烘箱連接，其中所述熱風出口71與烘箱的新風總入風口連接，廢氣入口11與烘箱的廢氣總出風口連接，所述的排風風機3與煙囪連接。

為解決現有技術的不足，本實用新型根據凹版印刷和涂布設備的基本特征，設計出一種節約場地并適合上述單臺設備配套使用的有機廢氣處理裝置，可連續無間斷地將有機廢氣充分熱解以實現尾氣達標排放。利用廢氣熱解后排出的煙氣前級高溫余熱對進入待熱解的有機廢氣進行預熱以節省熱解所補償的熱能，煙氣后級低溫余熱直接產生清潔熱風返回給設備的烘干系統使用。同時可以適應有機廢氣流量和濃度變化，通過加熱器和冷卻器調節裝置內部的溫度，既保障有足夠的溫度使有機廢氣完全熱解，有又能防止溫度過高發生危險。

另外的實施例，參照圖1的一種應用于焚燒裝置的廢氣處理結構，其中此處所稱的“實施例”是指可包含于本申請至少一個實現方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的“實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。實施例包括換熱主體1，所述換熱主體1包括有沿著水平方向排列的氣氣換熱器單元2，其中所述氣氣換熱器單元2沿著長度方向首尾連接形成長條狀的換熱主體1。所述換熱主體1的左端設置有排風風機3，所述換熱主體1的右端設置有熱解室4，所述熱解室4內置有導流板41和加熱器42。熱解室4的加熱器42有兩方面的功能，一方面在裝置冷啟動時對內部進行預熱，另一方面當有機廢氣濃度過低氧化熱量不足以維持足夠的熱解溫度時補充熱量。有機廢氣要達到充分熱解除了需要達到額定的溫度外，還需要在這個溫度下保持至少1秒多的時間，所以熱解室4要根據有機廢氣的流量來設計其容積，而在熱解室內設置導流板41防止在內部形成死角區域，防止部分空氣停留時間過長占據了內部空間。所述加熱器42為電熱管，加熱容易，適合在工作環境要求較高的場合使用。所述氣氣換熱器單元2為金屬疊片式氣氣換熱器單元，具體在本實施例中為耐溫800℃以上的不銹鋼疊片氣氣換熱器。排風風機3也承擔兩方面的任務，一方面通過負壓驅動使有機廢氣和煙氣在本裝置內流動，另一方面把煙氣排出室外。所述換熱主體1各個相鄰的氣氣換熱器單元2之間的通道連通并形成廢氣去程流道5和煙氣返程流道6，靠換熱主體1左側的所述氣氣換熱器單元2內設有新風通道7，靠換熱主體1左側的所述氣氣換熱器單元2上設置有與新風通道7連通的熱風出口71和新風入口72，即在排風風機3一側的氣氣換熱器單元2中最少有一個單獨與其所在氣氣換熱單元的煙氣返程流道6產生換熱的新風空氣流道7，所述的新風空氣流道7設有新風入口72和熱風出口71。所述熱解室4的入口端與換熱主體1的廢氣去程流道5出口端連通，所述熱解室4的出口端與換熱主體1的煙氣返程流道6進口端連通，即該廢氣入口11與其右方的所有氣氣換熱器單元2所串通的廢氣去程流道5連通至熱解室4的進風口；所述的熱解室的回風口與右端的氣氣換熱器單元2連接并與所有的氣氣換熱器單元2所串通的煙氣返程流道6連通至排風風機3。所述換熱主體1上設置有與廢氣去程流道5連通的廢氣入口11，具體在本實施例中，廢氣入口11設置在靠換熱主體1左側但非最左邊的一個氣氣換熱器單元2上。所述煙氣返程流道6的出口端與排風風機3連通，所述換熱主體1上設置有與煙氣返程流道6連通的冷卻器8，即所述的煙氣返程流道6中串接有冷卻器8，所述的冷卻器8設有冷卻水流量控制器83，以控制冷卻器8的冷卻水、冷卻液的流速，進而控制冷卻效率。所述冷卻器8為翅片管換熱器，其結構緊湊而輕巧，且效率高，很適合用于本實用新型中。所述冷卻器8連接有冷卻水進水管81和蒸汽出汽管82，保證冷卻效率。所述熱解室4和冷卻器8上設置有溫度控制器，便于廢氣處理結構的智能控制。在本實施例中，冷卻器8的蒸汽出汽管82通過管道連接其他的用熱設施或直接排放，加熱器42和冷卻水流量控制器83與溫度控制器連接。冷卻器8設置在煙氣返程流道6中溫度在200～400℃之間的區域，如果設置在溫度較低的區域，冷卻效果不好，而且冷卻水只從冷水變成熱水不能大部分轉換成蒸汽導致耗水量過大。如果設置在溫度太高的區域，會使冷卻器8在注水和停水兩種狀態下的大溫差的驟冷驟然所產生大的應力易受損。由于冷卻器8設在200～400℃的區域，冷卻水在吸收煙氣的熱量后全部或大部分形成蒸汽從蒸汽出汽管82出口排出，利用水的蒸發帶走熱量會節約用水和減少冷卻器8體積。

針對常用的7色或以上的凹版印刷機和大型涂布機，其機器總長度都在18米以上，在設備內側位置有接近于設備長度的約2米寬的狹長可用空間。跟傳統技術不同，本實用新型裝置的外形特征為長條狀，這樣很容易設計出適合上述尺寸空間擺放的裝置。

有機廢氣在達到760℃時可充分熱解，其排放尾氣基本達標，而對于冷啟動階段或低濃度的有機廢氣熱解必須提供額外熱量才可以達到這個溫度，有機廢氣通過換熱器吸收煙氣的熱量后再熱解將會節約熱解室額外補充熱量。由于有機廢氣在熱解過程的氧化反應自身會析出熱量，較高濃度的有機廢氣熱解有可能不需要額外補充熱量甚至需要散熱以防止系統過熱，其中也包括需要降低的煙氣排放溫度避免抽風風機高溫受損。所以，熱交換、加熱和冷卻功能是本實用新型分別實現節能、環保和安全的所采取的主要手段。

由于煙氣與有機廢氣存在約700℃的溫差，所以換熱器必須讓兩種氣體有足夠的換熱時間和換熱面積才能保證較充分的熱交換，本實用新型所采取的方法是串聯多個氣氣換熱器單元2以提高熱交換效率。

有機廢氣在熱解室4熱解時額定溫度控制在760～800℃之間較為合適，溫度過低會造成有機廢氣熱解不充分使煙氣排放不達標，溫度過高會浪費能耗甚至損壞設備。影響熱解室4溫度最主要的因素為有機廢氣的流量和濃度以及加熱器的供熱量，在有機廢氣濃度低造成熱解溫度低于760℃時，可以通過電熱管補充不足部分的溫度，當有機廢氣濃度過高析出太多氧化反應熱量導致熱解室溫度超過800℃時，可通過冷卻器8對煙氣返程流道6中的煙氣進行降溫，使待熱解的有機廢氣不能吸收過多的煙氣余熱，這樣可以讓熱解室4的溫度降下來。通過溫度控制器分別對電熱管的電熱開關和冷卻器8的冷卻水流量控制器83的流量的控制，可精確調節熱解室4在合適的溫度范圍，以保障煙氣排放達標和防止裝置過熱。

進入熱解室前的空氣稱為有機廢氣或廢氣，離開熱解室后的空氣稱為煙氣。

薄膜印刷及涂布需要使用大量熱風對油墨和涂層烘干，之前需要消耗電力或燃料對新風進行加熱。煙氣前級高溫余熱轉移至待熱解的有機廢氣，還有后級低溫余熱可以利用，在煙氣返程流道6與廢氣去程流道5的空氣完成換熱后，煙氣接下來繼續通過的后續的氣氣換熱器單元2與新風進行換熱，新風入口72進入的環境空氣吸收煙氣后級余熱后可獲得帶有一定溫度的清潔熱風，這些熱風通過印刷或涂布設備的烘干風機吸取從熱風出口71進入印刷或涂布設備的烘干系統使用，可以節約大量的烘干熱風加熱能源，在解決環保的同時也實現節能。另外，煙氣余熱通過后級轉移后溫度進一步降低，減少高溫煙氣對排風風機3的熱損傷，另外，煙氣降溫可以縮少其體積，可降低排風風機的額定風量。

另外的實施例，參照圖2的一種應用于焚燒裝置的廢氣處理結構，包括換熱主體1，所述換熱主體1包括有沿著水平方向排列的氣氣換熱器單元2，所述換熱主體1的左端設置有排風風機3，所述排風風機3通過低溫煙氣連接管14與換熱器主體1連接。所述換熱主體1的右端設置有熱解室4，所述換熱主體1各個相鄰的氣氣換熱器單元2之間的通道連通并形成廢氣去程流道5和煙氣返程流道6，其中廢氣去程流道5通過高溫廢氣連接管13與熱解室4連接，煙氣返程流道6通過高溫煙氣連接管12與熱解室4連接。通過上述管道把熱解室4、排風風機3與換熱主體1分離放置在附近或室外并通過管道連接，可以避免熱解室表面散熱導致周圍環境溫度升高，也避免排風風機3的噪音影響。靠換熱主體1左側的所述氣氣換熱器單元2內設有新風通道7，靠換熱主體1左側的所述氣氣換熱器單元2上設置有與新風通道7連通的熱風出口71和新風入口72，所述熱解室4的入口端與換熱主體1的廢氣去程流道5出口端連通，所述熱解室4的出口端與換熱主體1的煙氣返程流道6進口端連通，所述換熱主體1上設置有與廢氣去程流道5連通的廢氣入口11，所述煙氣返程流道6的出口端與排風風機3連通，所述換熱主體1上設置有與煙氣返程流道6連通的冷卻器8。所述熱解室4內置有導流板41和加熱器42，所述加熱器42為燃氣燃燒器，對于有燃氣設施的用戶，采用燃氣加熱比電加熱的能源成本要低。在本實施例中，采用燃氣燃燒器的所述加熱器42設有燃氣流量控制器，所述加熱器42受溫度控制器控制，所述加熱器42套有防風筒，所述防風筒設有透氣孔。所述換熱主體1各個相鄰的氣氣換熱器單元2之間設置有外置的密封連接腔9，降低氣流在交接處散失的機會。另外在本實施例中氣氣換熱器單元2與熱解室4之間也外置有密封連接腔9。所述氣氣換熱器單元2、熱解室4的外壁或內壁設有隔熱層，減少熱量向外的散失，在本實施例的密封連接腔9的內壁也設有隔熱層。所述氣氣換熱器單元2為管殼式氣氣換熱器單元，管殼式氣氣換熱單元的換熱效率比疊片式氣氣換熱單元稍低，但其結構簡單造價較低且清洗方便，適合處理含粉塵顆粒的有機廢氣。

在實踐中，廢氣處理結構與周邊設備和設施的連接方法是：熱風出口71與凹版印刷機或涂布機烘干系統的總進風口連接，廢氣入口11與印刷或涂布機的總廢氣排風管連接，冷卻器8的冷卻水進水管81與水泵或自來水管連接，冷卻水4的蒸汽出汽管82通過管道連接其他的用熱設施或直接排放，加熱器42和冷卻水流量控制器83與溫度控制器連接。

空氣在整個系統內部的流程是：環境新風經過濾網→新風入口72→新風流道7→熱風出口71→印刷或涂布設備總進風口→印刷或涂布設備烘干風機→溫度調整器→烘箱→廢氣總排風口→廢氣入口11→廢氣去程流道5→熱解室入口→加熱器42→熱解室出口→煙氣返程流道6前段→冷卻器8→煙氣返程流道6后段→排風風機3→煙囪→室外。

根據上述原理，本實用新型還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。根據印刷或涂布設備的擺放和運行方向，本實用新型可以整個左右對調或上下翻轉放置，在本實用新型裝置的上方或上方可以放置原印刷或涂布設備的單元風機和相關管道，幾乎不需要增加投影占地面積。本實用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護范圍內。

經過實踐證明，該設計具有以下優點：

1、由多個在長度方向串接的氣氣換熱器單元2組成的熱交換系統，保持有足夠長的熱交換路徑以保證熱交換效率，又可以避免了單一換熱部件體型過大造成制作、運輸和安裝的不便。

2、由于本實用新型的結構可設計成長條狀，高度和寬度尺寸較少，完全適合設置于車間內長形的凹版印刷和涂布設備的機臺旁邊配套使用而無需新增場地，也適用于靠車間外墻一側安裝而較少占用通道。

3、有機廢氣熱解所產生煙氣前級高溫余熱用于廢氣熱解前的預熱，節約熱解室輔助供熱，煙氣后級低溫余熱直接產生清潔的熱風立即返回至印刷或涂布的烘干系統使用而充分節能，熱風無需通過長距離的管路輸送，也不需要通過換熱介質（如導熱油）轉換成熱風，減少了熱回收設施的投入，也減少了熱量轉換和傳送過程的熱損失。

4、本實用新型可實現無間斷連續式廢氣處理，無需切換風向，操作控制簡單，可靠性高。比蓄熱式焚燒爐風阻少，風機耗電少。可以自動跟隨有機廢氣的濃度或流量的變化調節裝置內部的溫度，既保障有足夠的溫度使有機廢氣完全熱解保證煙氣排放達標，有又能通過冷卻器裝置防止因有機廢氣濃度過高時析出過多的氧化熱導致系統溫度過高而發生危險。

5、本實用新型可對每臺印刷或涂布設備單獨配套，作為印刷和涂布設備的整體組成部分，可實現相互之間的自動化聯動，避免了傳統技術中多臺設備共用廢氣處理系統所面臨的大幅度變化的廢氣排放量與廢氣處理系統額定工況難以匹配的問題，而且可以根據實際情況所需要的投資廢氣處理系統，解決了為以后擴產需要預留廢氣處理設備裝機容量的浪費。