一种含卤族元素有机固废热解气焚烧装置

本发明涉及有机固废热解气燃烧利用领域，具体涉及一种含卤族元素有机固废热解气焚烧装置。

背景技术：

1、有机固废是指生产、生活中产生的丧失原有利用价值或者未丧失价值但被抛弃或废弃的有机固体物质，包括秸秆、木屑、废塑料、废橡胶、生活垃圾等。传统的有机固废处置方法由于存在碳排放高、存在二次污染风险等不足，受到较大限制。相比之下，热解技术利用有机固废在无氧条件下受热易分解的特性，将其转化为清洁的可燃气、热解油和热解炭等产品，是极具潜力的有机固废资源化利用技术手段。

2、热解油气作为有机固废热解过程中的重要产品，其利用方式受到学者们的普遍关注。其中，热解油气不经冷凝，直接燃烧供热可以避免油气的显热冷凝过程中浪费，是目前一种重要的利用方式。然而，对于一些含卤族元素的有机固废，如风机叶片(含有一些pvc泡沫)、锂电池(含pvdf粘结剂以及六氟磷酸锂电解质)、线路板(含溴化环氧树脂)、光伏组件(含pvf或pvdf材质背板)、pvc塑料制品等，热解过程中部分卤族元素会随之裂解，进入热解油气当中，若其燃烧不充分，容易产生二噁英等二次污染。

3、含卤族元素有机固废热解气与一般的有机固废热解气(例如，有机氟工业产生的含氟废气)不同，含卤族元素有机固废高温热解气具有一些不良特性，包括热解气降温易冷凝结焦、热解气压力低且流量不稳定、热解气成分多变热值波动大，使其很难在现有燃烧器中实现稳定燃烧。因此，亟需开发一种含卤族元素有机固废高温热解气的稳定高效清洁燃烧装置。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，以解决现有设备无法对含卤族元素有机固废热解产生的热解气进行稳定高效清洁燃烧的问题。

2、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种含卤族元素有机固废热解气焚烧装置包括：引射管、热解气管、一次烟风管、烧嘴、辅助燃烧器、炉盖和炉体；

3、所述热解气管套设于所述引射管外且包括依次连接的热解气入口、进气管、收缩管、混合管、扩张管和稳压管，所述稳压管的外壁安装有旋流片，所述烧嘴与所述稳压管连通；所述热解气入口与所述进气管垂直连通，所述引射管同轴心穿过所述进气管直至伸入所述收缩管内预定长度，所述引射管能够向所述收缩管内喷出用于引射热解气的引射气体，所述引射气体为氢气、甲烷、乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种；

4、所述一次烟风管包括空气进口管、烟气进口管和烟风混合腔，所述空气进口管和所述烟气进口管连通并汇流为一直管后与所述烟风混合腔连通，所述热解气管插入所述烟风混合腔；

5、所述炉盖包括热解气燃烧腔和辅助燃烧腔，所述热解气燃烧腔与所述烟风混合腔连通，所述烧嘴位于所述热解气燃烧腔内，所述辅助燃烧腔与所述辅助燃烧器连通；所述炉体后端设有收缩的聚火管和烟气出口。

6、优选地，所述炉体主体为筒状且沿筒体从前至后依次设置二次风进口管、烟气进口管和三次风进口管，所述二次风进口管、烟气进口管和三次风进口管的结构相同，所述三次风进口管包括进风口、环形布风管和进风喷管，所述环形布风管同心套在所述炉体的外侧，所述进风口与所述环形布风管垂直连通，所述环形布风管内侧均匀开有若干倾斜的连通至所述炉体内部腔体的所述进风喷管。

7、优选地，所述热解气燃烧腔为喇叭形结构，所述热解气燃烧腔前端设有与所述一次烟风管相连的第一法兰连接口，所述热解气燃烧腔后端为喇叭形的扩张管，所述辅助燃烧腔为圆孔结构，所述辅助燃烧腔前端设有与所述辅助燃烧器相连第二法兰连接口；

8、优选地，所述引射管包括设有引射气体入口的水平直管以及用于引射气体喷出且与所述水平直管相连的收缩喷管，所述水平直管靠近入口端的外壁设有第一定位安装法兰。

9、优选地，通过调节所述第一定位安装法兰的位置，以调节所述收缩喷管的后端在收缩管内的位置，进而调节同一横截面上所述收缩喷管的蒸汽出口的横截面积与所述收缩管的横截面积之比。

10、优选地，所述炉盖整体为柱塞结构，所述稳压管的端部内侧设有内螺纹；所述烧嘴上设置有外螺纹，所述内螺纹与所述通过外螺纹配合连接。

11、优选地，所述烧嘴包括连接管和扩散锥，所述外螺纹设置于所述连接管的外壁，所述扩散锥上开有若干均匀分布的所述火孔，所述连接管为水平直管，所述扩散锥呈喇叭状，所述连接管与所述扩散锥相连。

12、优选地，所述火孔的长度方向与所述扩散锥母线夹角为5-30°。

13、优选地，所述辅助燃烧器为燃气燃烧器、燃油燃烧器或者油气混合燃烧器；所述混合管的外壁安装有第二定位安装法兰，所述第二定位安装法兰与所述一次烟风管连接；所述炉盖还包括第三定位安装法兰，所述第三定位安装法兰与所述炉体连接。

14、优选地，所述进风喷管的中轴线与所述炉体的中轴线的夹角为65°-85°。

15、本发明的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，使用氢气、甲烷等高热值且高含氢气体引射冲击高温热解气，克服热解气生产过程中气体压力较低、成分变化大、产气不稳定等导致热解气供应不稳定的难题。高热值高含氢燃气与热解气进行预混，可以提高热解气热值，改善其燃烧特性，可以提供足够的氢自由基促进卤族元素转化为易于处理的卤化氢，一次烟风管设置为烟气和空气混合气，提高空气温度、降低氧气浓度，进一步地，可避免热解气与空气在同心套管换热冷凝结焦堵塞管道，降低氧气浓度，避免燃烧过于剧烈，避免温度不均，避免nox生成量增多，从而实现低氮燃烧。

16、本发明的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置通过在炉体的后端设置收缩的聚火管和烟气出口，有利于含卤族元素有机固废热解气的焚烧，使得燃烧更充分，减少二次污染。

17、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，其特征在于，包括：引射管(1)、热解气管(2)、一次烟风管(3)、烧嘴(4)、辅助燃烧器(5)、炉盖(6)和炉体(7)，所述炉体(7)后端设有收缩的聚火管(74)和烟气出口(75)；

2.根据权利要求1所述的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，其特征在于，所述炉体(7)主体为筒状且沿筒体从前至后依次设置二次风进口管(71)、烟气进口管(72)和三次风进口管(73)，所述二次风进口管(71)、烟气进口管(72)和三次风进口管(73)的结构相同，所述三次风进口管(73)包括进风(731)、环形布风管(732)和进风喷管(733)，所述环形布风管(732)同心套在所述炉体(7)的外侧，所述进风口(731)与所述环形布风管(732)垂直连通，所述环形布风管(732)内侧均匀开有若干倾斜的连通至所述炉体(7)内部腔体的所述进风喷管(733)。

3.根据权利要求1或2所述的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，其特征在于，所述热解气燃烧腔(61)为喇叭形结构，所述热解气燃烧腔(61)前端设有与所述一次烟风管(3)相连的第一法兰连接口，所述热解气燃烧腔(61)后端为喇叭形的扩张管，所述辅助燃烧腔(62)为圆孔结构，所述辅助燃烧腔(62)前端设有与所述辅助燃烧器(5)相连第二法兰连接口。

4.根据权利要求1或2所述的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，其特征在于，所述引射管(1)包括设有引射气体入口的水平直管(11)以及用于引射气体喷出且与所述水平直管(11)相连的收缩喷管(12)，所述水平直管(11)靠近入口端的外壁设有第一定位安装法兰(13)。

5.根据权利要求4所述的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，其特征在于，通过调节所述第一定位安装法兰(13)的位置，以调节所述收缩喷管(12)的后端在收缩管(23)内的位置，进而调节同一横截面上所述收缩喷管(12)的蒸汽出口的横截面积与所述收缩管(23)的横截面积之比。

6.根据权利要求1或2所述的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，其特征在于，所述炉盖(6)整体为柱塞结构，所述稳压管(26)的端部内侧设有内螺纹(261)；所述烧嘴(4)上设置有外螺纹(43)，所述内螺纹(261)与所述外螺纹(43)配合连接。

7.根据权利要求6所述的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，其特征在于，所述烧嘴(4)包括连接管(41)和扩散锥(42)，所述外螺纹(43)设置于所述连接管(41)的外壁，所述扩散锥(42)上开有若干均匀分布的火孔(44)，所述连接管(41)为水平直管，所述扩散锥(42)呈喇叭状，所述连接管(41)与所述扩散锥(42)相连。

8.根据权利要求7所述的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，其特征在于，所述火孔(44)的长度方向与所述扩散锥(42)母线夹角为5-30°。

9.根据权利要求1或2所述的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，其特征在于，所述辅助燃烧器(5)为燃气燃烧器、燃油燃烧器或者油气混合燃烧器；

10.根据权利要求2所述的含卤族元素有机固废热解气焚烧装置，其特征在于，所述进风喷管(733)的中轴线与所述炉体(7)的中轴线的夹角为65°-85°。

技术总结本发明提供一种含卤族元素有机固废热解气焚烧装置包括：引射管、热解气管、一次烟风管、烧嘴、辅助燃烧器、炉盖和炉体；热解气管套设于引射管外且包括依次连接的热解气入口、进气管、收缩管、混合管、扩张管和稳压管；一次烟风管包括空气进口管、烟气进口管和烟风混合腔，空气进口管和烟气进口管连通并汇流为一直管后与烟风混合腔连通，热解气管插入烟风混合腔；炉体后端设有收缩的聚火管和烟气出口。本发明使用氢气、甲烷等高热值且高含氢气体引射冲击高温热解气，克服热解气生产过程中气体压力较低、成分变化大、产气不稳定等问题。通过在炉体的后端设置聚火管和烟气出口，有利于含卤族元素有机固废热解气的焚烧，使得燃烧更充分。技术研发人员：刘吉,陆强,李凯,徐明新,胡斌,吴洋文受保护的技术使用者：华北电力大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18