一種含氟廢氣焚燒爐用燃燒器及含氟廢氣焚燒處理方法與流程

本發明涉及氟化工行業含氟廢氣焚燒領域，尤其涉及一種含氟廢氣焚燒爐用燃燒器及含氟廢氣焚燒處理方法。

背景技術：

燃燒器，是使燃料和空氣以一定方式噴出混合燃燒的裝置統稱。燃燒器按類型和應用領域分工業燃燒器、燃燒機、民用燃燒器和特種燃燒器幾種。工業燃燒器俗稱燒嘴，種類規格型式很多，有燃油、燃氣和燃煤幾大類別。應用領域很廣，在需要使燃料燃燒以加熱物料或反應的工業場合都需要用燃燒器。

目前，國內焚燒燃燒器大多應用于煉油化工、醫藥、電廠等行業，在燃燒器的設計上主要考慮燃料氣的燃燒是否完全，尤其煉油廠催化裂化不完全再生有氧燃燒產生一氧化碳的利用。在有機氟化工行業生產的含氟廢氣中一般包括四氟乙烯、六氟丙烯、八氟異丁烯、八氟環丁烷、氟醚和甲醇等物質，由于c-f鍵的鍵能較高，所以一般需要在1300-1400℃進行高溫裂解。現有的焚燒系統是將空氣、氫氣和廢氣分別通入到焚燒爐中進行焚燒，提供含氟有機物裂解的溫度，并向焚燒爐中通入氧氣和低壓蒸汽，以利于含氟有機物更好裂解，由于氧氣和低壓蒸汽的加入，提高了含氟廢氣的處理成本。

焚燒爐內壁的耐火材料中含有少量的硅元素，而含氟廢氣具有較強的腐蝕性，現有的焚燒方法中是直接將含氟廢氣通入焚燒爐中，在焚燒爐中分散受熱裂解。在這一過程中含氟廢氣不可避免地與焚燒爐的內壁接觸，由于含氟廢氣具有較強的腐蝕性，所以長時間接觸易造成焚燒爐內壁產生腐蝕和結垢，甚至造成燃燒器的腐蝕或結垢，影響焚燒系統運行，制約生產長周期運行，甚至造成環境污染。

綜上所述，現有技術中對于含氟廢氣裂解不充分和焚燒爐容易腐蝕、結垢的問題，尚缺乏有效的解決方案。

技術實現要素：

針對上述現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種含氟廢氣焚燒爐用燃燒器，包括空氣管道、燃氣管道、含氟廢氣管道、點火結構和擋板，其中，燃氣管道套合于空氣管道內部，與空氣管道構成空氣通道，且燃氣管道的端部延伸出空氣管道設定長度；

含氟廢氣管道套合于燃氣管道內部，與燃氣管道構成燃氣通道，含氟廢氣管道內部構成含氟廢氣通道，且含氟廢氣管道端部延伸出燃氣管道設定長度；

所述空氣管道的外壁設置有環形擋板，環形擋板的端部延伸出空氣管道設定長度；

所述點火結構設置于空氣通道中，點火結構的端部延伸出空氣管道的長度大于燃氣管道延伸出的長度。

燃氣管道的端部延伸出空氣管道設定長度，空氣首先從空氣通道中流出，向四周擴散，較容易與后流出的燃氣混合，點火結構的端部延伸出的長度大于燃氣管延伸出的長度，空氣與燃氣在流動過程中會有一定的混合，更容易點火成功。

含氟廢氣管道延伸出燃氣管道，流出的含氟廢氣直接與火焰接觸，在火焰中的流動路徑較長，更容易被高溫裂解。如果將氫氣作為燃氣通入燃燒器中，氫氣與氧氣燃燒產生的水蒸氣更有利于含氟有機物的高溫裂解，使含氟有機物裂解更為徹底。

將環形擋板設置在空氣管道的外壁，將空氣、燃氣以及含氟廢氣在一定空間上起到了限定作用，防止了含氟廢氣直接噴灑在焚燒爐的爐壁上。由于含氟廢氣在較高溫度下流動一定時間后，會被完全裂解，所以環形擋板的設置以及各個氣體流通管道的相對位置，延長了含氟廢氣在高溫火焰中的流動路徑，降低了對焚燒爐內壁的腐蝕，緩解了焚燒爐內壁的結構現象。

進一步的，所述空氣通道的端部設置有空氣分布器，空氣分布器上分布有若干通孔。

空氣分布器上分布的通孔可以加快空氣的流動速度，加快了空氣與燃氣的混合速度，使燃氣燃燒更加充分，提高了燃氣的利用率。

進一步的，所述通孔沿氣體流動方向均朝向空氣管道的軸線傾斜設置。

當通孔朝向軸線傾斜設置時，從空氣分布器流出的空氣朝向燃氣所在方向流動，更容易加速空氣與燃氣的混合程度，提高燃氣的利用率，同時大量的空氣參與燃燒，補充了燃燒位置的氧氣含量，更有利于含氟廢水的高溫裂解，以至于無需向焚燒爐中通入氧氣。

進一步的，所述通孔在空氣分布器上均勻分布。

進一步的，所述含氟廢水管道的端部設置有含氟廢氣分布器，所述含氟廢氣分布器為旋轉螺旋結構。

含氟廢氣在旋轉螺旋結構的作用下向含氟廢氣管道的四周運動，運動過程中與空氣和燃氣混合，同時在環形擋板的阻擋作用下，含氟廢氣反向運動，最終使含氟廢氣充分分散，即含氟廢氣充分分布在空氣和燃氣燃燒形成的火焰中，受熱更均勻，裂解更充分。

進一步的，所述空氣通道、燃氣通道和含氟廢氣通道的橫截面積比為6-9：3-5：1。

空氣通道的橫截面積最大，可以提供足夠的空氣，保證燃氣燃燒充分，提高足夠的燃燒溫度。

進一步的，所述點火結構包括點火套筒和點火絲，點火絲設置于點火套筒中。

進一步的，所述環形擋板的端部延伸出的長度與空氣管道的直徑比為1:3-5。

環形擋板延伸出的長度偏小時，對氣體的阻擋作用偏弱，還會有部分含氟氣體沖刷焚燒爐的內部，環形擋板的長度偏長時，燃燒頭的長度較長，不容易安裝，容易造成與焚燒爐尺寸的不匹配。

進一步的，燃氣管道的端部延伸出空氣管道的長度與空氣管道直徑的比為1:7-10。

進一步的，含氟廢水管道的端部延伸出燃氣管道的長度與燃氣管道直徑的比為1:4-6。

當延伸出的長度為特定長度時，對含氟廢水具有更好的裂解效果。

針對上述現有技術中存在的技術問題，本發明還提供了一種含氟廢氣焚燒處理方法，包括如下步驟：

空氣和氫氣分別從空氣通道和燃氣通道中通入，點燃，當焚燒爐中的溫度達到1000℃時，向含氟廢氣管道中通入含氟廢氣，空氣、氫氣和含氟廢氣的流量比為7-8:2-4:1-3。

當采用本發明的燃燒器，并采用這樣的氣體比例時，可以不向焚燒爐中通入氧氣和水蒸氣，仍然可以實現含氟廢氣的充分裂解。

本發明的有益效果為：

1、本發明集進氣系統、氣體分布裝置、點火系統和防結垢裝置等于一體，并且各系統間相互獨立又相互依存，采用此結構使燃燒器結構緊湊、效率高，物料燃燒完全。

2、本發明的燃燒器的一體化和可拆裝結構，極大地節省了設備的投資和安裝空間，并且此結構使燃燒器檢修方便，操作彈性大，便于調節。

3、本發明的燃燒器采用三個獨立的進氣通道，提高了設備運行的安全性，避免了物料的相互接觸，同時減小了含氟廢氣對設備的腐蝕。

4、本發明的燃燒器設置有擋板結構，有效阻擋了含氟廢氣與爐膛內耐火材料腐蝕產生的結垢，防止結垢物堵塞廢氣分布器和爐罩，提高了燃燒器的使用壽命。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。

圖1為本發明整體結構示意圖；

圖2為本發明的俯視圖；

圖3為含氟廢氣分布器結構示意圖。

其中，1、空氣通道，2、燃氣通道，3、含氟廢氣通道，4、點火絲，5、點火套管，6、含氟廢氣分布器，7、爐罩，8、擋板，9、旋轉螺旋結構。

具體實施方式

應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

實施例1

氟化工化工在生產中會產生大量的含氟高廢物料等，通過收集后焚燒處理，在燃料氣燃燒的高溫環境中將含氟廢氣燃燒處理，經過后續工序的處理，無害高空排放。

一種含氟廢氣焚燒爐用燃燒器，其結構如圖1所示：包括進氣系統、氣體分布裝置、點火系統和防結垢裝置四部分。

進氣系統包括空氣管道、燃氣管道、含氟廢氣管道，燃氣管道套合于空氣管道內部，與空氣管道構成空氣通道1，燃氣管道的端部延伸出空氣管道；含氟廢氣管道套合于燃氣管道內部，與燃氣管道構成燃氣通道2，含氟廢氣管道內部構成含氟廢氣通道3，且含氟廢氣管道端部延伸出燃氣管道。空氣通道1、燃氣通道2和含氟廢氣通道3的橫截面積比為7：4：1，環形擋板的端部延伸出的長度與空氣管道的直徑比為1:5，燃氣管道的端部延伸出空氣管道的長度與空氣管道直徑的比為1:8，含氟廢水管道的端部延伸出燃氣管道的長度與燃氣管道直徑的比為1:6。

空氣通道的端部設置有空氣分布器，空氣分布器上均布有若干通孔。含氟廢水管道的端部設置有含氟廢氣分布器6，所述含氟廢氣分布器6包括殼體和設置于殼體內部的旋轉螺旋結構9，旋轉螺旋結構9由7個螺旋槳葉片等類似結構圍繞中間軸設置而成，每個葉片具有，旋轉螺旋結構9的軸線與含氟廢氣分布器6的軸線平行。旋轉螺旋結構9可以對含氟廢氣進行攪動，使其與燃氣和空氣燃燒形成的火焰充分接觸。

空氣、燃料氣和含氟廢氣按照7:3:2的流量比分別從空氣通道1、燃氣通道2、含氟廢氣通道3通入焚燒爐內；點火套管5中的點火絲4在高電壓的作用將燃料氣引燃，調整空氣通入量，在爐罩7上的空氣分布器的作用下火焰均勻分布，達到1000℃后再根據需求逐漸通入含氟廢氣，旋轉螺旋結構9將含氟廢氣均勻分布在火焰中，擴大了廢氣的分布范圍，提高了與火焰的接觸面積，提高了裂解率。由于含氟廢氣中含有氟元素，長時間運行或燃燒不完全的含氟氣體會造成耐火材料和設備腐蝕，造成結垢，采用擋板8避免了結垢對燃燒器的損壞。燃燒后的含氟廢氣經后續工序進一步處理后無害高空排放。

所述采用設備一體化和可拆裝結構，極大的節省了設備的投資和安裝空間，并且此結構使燃燒器檢修方便，操作彈性大。

燃燒器采用耐腐蝕金屬材料制成。

實施例2

與實施例1的區別是，在含氟廢水管道的端部不設置旋轉螺旋結構9。空氣管道、燃氣管道和含氟廢氣管道同軸設置，空氣通道1的端部的空氣分布器上的通孔沿氣體流動方向朝向空氣管道的軸線傾斜設置，且每個通孔的軸線與空氣管道的軸線不在同一面上，且通孔的傾斜方向一致。

空氣通過通孔排出時，在燃燒器的燃燒口處形成空氣旋渦，加速與燃氣的混合，進而加速與含氟廢氣的混合，使含氟廢氣充分裂解。

實施例3

與實施例1的區別是，在燃氣通道的末端設置燃氣分布器，燃氣分布器可以設置成事實例2中的空氣分布器的形式，燃氣分布器上均布若干通孔，通孔沿氣體流動方向朝向空氣管道的軸線傾斜設置，每個通孔的軸線與空氣管道的軸線不在同一面上，且通孔的傾斜方向一致。也可以將燃氣分布器設置成旋轉螺旋結構9的形式。

以上所述僅為本申請的優選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內。