本發(fā)明涉及有機廢氣處理，尤其涉及一種以廢液蒸汽補充燃料的rto系統(tǒng)，通過蒸發(fā)高熱量廢液替代天然氣作為補充燃料，實現(xiàn)廢氣處理的高效節(jié)能。

背景技術(shù)：

1、蓄熱式熱力焚燒爐(rto)技術(shù)的核心在于通過高溫氧化將有機污染物徹底分解為二氧化碳和水。傳統(tǒng)rto裝置主要由燃燒室、蓄熱床、氣流切換閥組以及燃料供應(yīng)系統(tǒng)等關(guān)鍵部件組成。其中，燃燒室作為高溫反應(yīng)區(qū)域，配備有以天然氣為主要燃料的燃燒器；蓄熱床內(nèi)填充蜂窩陶瓷等蓄熱材料實現(xiàn)熱量回收；燃料系統(tǒng)則用于在廢氣熱值不足時補充維持反應(yīng)溫度所需的熱量。

2、傳統(tǒng)的rto系統(tǒng)在處理低濃度vocs廢氣時，需持續(xù)補充天然氣以維持高溫氧化反應(yīng)，導(dǎo)致運行成本高且資源浪費。專利cn2022209004864一種處理含二氯甲烷有機廢氣的蓄熱式多段焚燒裝置，公開了一種使用天然氣燃燒維持燃燒室高溫的rto廢氣處理裝置。現(xiàn)有技術(shù)中，有直接噴入液態(tài)廢液(如甲醇)補充燃料的設(shè)計。但直接噴入液態(tài)廢液易導(dǎo)致燃燒不充分、結(jié)焦及安全風(fēng)險，且對廢液的物性要求較高。

3、在產(chǎn)生vocs廢氣的場景通常伴有類似甲醇、乙酸乙酯等高熱值(22.7mj/kg)可燃有機廢液產(chǎn)生，液態(tài)有機廢料處理利用不足。因此亟需設(shè)計一種能充分利用可燃有機廢液(以下簡稱廢液)，減少優(yōu)質(zhì)能源如天然氣、電能等消耗的rto廢氣處理系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有rto系統(tǒng)對天然氣的依賴、廢液利用不足問題，提供一種以廢液蒸汽補充燃料的rto系統(tǒng)。為達成上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：

2、技術(shù)方案

3、本發(fā)明的rto系統(tǒng)，包括燃燒室、若干個蓄熱床、廢氣管道和燃料補充系統(tǒng)；

4、若干個所述蓄熱床與所述燃燒室并聯(lián)；

5、所述廢氣管道上設(shè)有若干個廢氣支管，若干個所述廢氣支管與若干個所述蓄熱床一一對應(yīng)接通；所述廢氣管道上設(shè)有第一lel檢測儀，所述第一lel檢測儀用于檢測所述廢氣管道內(nèi)的廢氣中可燃物濃度(以下簡稱廢氣濃度)；

6、所述燃料補充系統(tǒng)包括夾套蒸發(fā)罐和廢液蒸汽控制模塊；所述夾套蒸發(fā)罐上設(shè)有廢液蒸汽出口，且所述廢液蒸汽出口通過保溫管道接入所述廢氣管道，用于將所述廢液蒸汽通入所述廢氣管道；所述廢氣管道上還設(shè)有第二lel檢測儀，所述第二lel檢測儀位于所述廢液蒸汽接入口之后，用于檢測所述廢氣管道內(nèi)的所述廢氣與廢液蒸汽的混合氣濃度；

7、所述廢液蒸汽控制模塊包括串聯(lián)設(shè)置于所述廢液蒸汽出口的質(zhì)量流量計和第一調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)通入所述廢氣管道內(nèi)的廢液蒸汽流量

8、夾套蒸發(fā)罐：將液態(tài)廢液(如甲醇)蒸發(fā)為氣態(tài)，避免直接噴液導(dǎo)致的燃燒不充分。

9、質(zhì)量流量計與調(diào)節(jié)閥組：精確控制廢液蒸汽輸入量。

10、lel檢測儀與溫度傳感器：實時監(jiān)測廢氣可燃有機物濃度與各部位溫度提供給聯(lián)鎖控制器。

11、聯(lián)鎖控制器與調(diào)節(jié)閥組：根據(jù)廢氣濃度動態(tài)調(diào)節(jié)廢液蒸發(fā)量，并與天然氣調(diào)節(jié)閥聯(lián)動切換。

12、燃燒室設(shè)有天然氣燃燒噴嘴；燃燒室下方有三個以上獨立的蓄熱床，蓄熱床底部有進氣口、排氣口、吹氣口；進氣口、排氣口、吹氣口均設(shè)有切換控制閥；

13、所述天然氣管道與所述燃燒室接通；

14、所述廢氣管道與所述蓄熱床底部進氣口接通；

15、所述廢氣管道廢氣入口處設(shè)有第一lel檢測儀；

16、所述反吹空氣管道與所述蓄熱床底部吹氣口接通；

17、所述排氣管道與所述蓄熱床底部排氣口接通；

18、所述廢氣管道上還設(shè)有混風(fēng)箱，所述混風(fēng)箱位于所述第一lel檢測儀和所述第二lel檢測儀之間，所述廢液蒸汽接入口之后。

19、所述夾套蒸發(fā)罐廢液蒸汽管道上，在質(zhì)量流量計后，即廢液蒸汽出口和所述廢氣管道之間設(shè)置緩沖罐。緩沖罐穩(wěn)定蒸氣壓力，確保供氣連續(xù)性。

20、所述夾套蒸發(fā)罐與所述燃燒室通過余熱回收管道接通，用于將所述燃燒室內(nèi)的余熱通入所述夾套蒸發(fā)罐的夾套，所述余熱回收管道上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥。

21、所述夾套蒸發(fā)罐夾套內(nèi)還設(shè)有降溫通道，所述降溫通道與所述夾套相通，所述降溫通道上設(shè)置第三調(diào)節(jié)閥。降溫通道通過新風(fēng)降低夾套蒸發(fā)罐溫度。所述夾套蒸發(fā)罐的夾套排氣口接通到所述廢氣管道。

22、所述夾套蒸發(fā)罐夾套內(nèi)設(shè)置溫度傳感器，用于監(jiān)測夾套內(nèi)加熱溫度，反饋給廢液蒸汽控制模塊。

23、所述廢液蒸汽控制模塊包括所述的第一調(diào)節(jié)閥和質(zhì)量流量計；所述廢液蒸汽控制模塊還包括所述第二調(diào)節(jié)閥和第三調(diào)節(jié)閥。用于控制廢液蒸汽流量和廢液蒸發(fā)速度。

24、所述以廢液蒸汽補充燃料的rto系統(tǒng)還包括聯(lián)鎖控制器，所述聯(lián)鎖控制器用于接收所述第一lel檢測儀獲得的廢氣濃度、所述第二lel檢測儀獲得的混合氣濃度、廢氣溫度和廢氣流量，根據(jù)接收的所述廢氣濃度、所述混合氣濃度、廢氣溫度和廢氣流量，計算獲得需要補充的廢液蒸汽流量，將所述獲得的廢液蒸汽流量形成控制信號輸送至所述廢液蒸汽控制模塊。

25、所述第一調(diào)節(jié)閥控制廢液蒸汽的流量，所述第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥控制夾套蒸發(fā)罐加熱溫度，控制廢液的蒸發(fā)量；所述廢液蒸汽與廢氣混合后，通過所述第二lel檢測儀檢測合格后進入rto焚燒。

26、所述廢液蒸汽接入口前設(shè)置受聯(lián)鎖控制器控制的截止閥；所述燃燒室設(shè)置燃燒噴嘴，所述燃燒噴嘴與天然氣管道接通，所述天然氣管道上設(shè)置受聯(lián)鎖控制器控制的天然氣調(diào)節(jié)閥。

27、所述rto蓄熱床優(yōu)選為三個，運行時，在聯(lián)鎖控制器控制下，擇其溫度最低蓄熱床打開排氣口切換控制閥，擇其溫度最高蓄熱床打開進氣口切換控制閥，擇其溫度次低蓄熱床打開吹氣口切換控制閥，循環(huán)切換吸收燃燒熱、預(yù)熱廢氣、吹掃蓄熱床并提供新鮮空氣。

28、所述第二lel檢測儀與所述天然氣調(diào)節(jié)閥以及廢液蒸汽入口處的截止閥，通過所述聯(lián)鎖控制器聯(lián)鎖控制；當(dāng)廢氣濃度超過爆炸下限時聯(lián)鎖關(guān)閉所述廢液蒸汽入口的截止閥和打開所述天然氣調(diào)節(jié)閥，切換至天然氣備用模式。

29、所述溫度傳感器與第二調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖，控制從所述燃燒室通入夾套廢氣流量，控制蒸發(fā)罐夾套溫度進而控制廢液蒸發(fā)量。

30、所述溫度傳感器與第三調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖，調(diào)節(jié)新風(fēng)流量，控制蒸發(fā)罐夾套溫度進而控制廢液蒸發(fā)量。

31、所述廢液蒸汽管道和混入廢液蒸汽后的廢氣管道保溫處理；

32、所述廢液蒸發(fā)罐通過廢液泵向夾套蒸發(fā)罐內(nèi)進料。

33、具體控制方法

34、聯(lián)鎖控制器測得相關(guān)濃度、溫度、流量數(shù)據(jù)后通過下列公式動態(tài)計算廢液蒸發(fā)量(廢液蒸汽量)：

35、m廢液＝(q風(fēng)量×ρ廢氣×c廢氣比熱容×δt-q風(fēng)量×c0濃度×h廢氣)/(h廢液×η)。

36、m廢液——廢液蒸發(fā)量，kg/h；

37、q風(fēng)量——廢氣流量，m3/h；

38、ρ廢氣——廢氣密度，通常取1.293kg/m3；

39、c廢氣比熱容——廢氣比熱容，通常取1.005(kj/kg℃)

40、δt——rto進出口溫度差；

41、——廢氣進rto前濃度，mg/m3；

42、h廢氣——廢氣熱值，(kj/kg)。

43、h廢液——廢液熱值，(kj/kg)；

44、η——燃燒效率，通常取0.95-0.98。

45、進一步地，夾套蒸發(fā)罐需設(shè)置壓力傳感器和泄壓閥，防止廢液蒸汽超壓或泄漏。

46、進一步地，所述聯(lián)鎖控制器選用plc聯(lián)鎖控制器，根據(jù)接收的所述廢氣濃度和所述混合氣濃度計算獲得需要補充的廢液蒸汽量，將所述獲得的廢液蒸汽量形成控制信號輸送至所述廢液蒸汽控制模塊，調(diào)節(jié)廢液蒸發(fā)量和廢液蒸汽流量。在廢氣濃度超過爆炸下限時切換為天然氣備用模式。

47、有益效果：

48、由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過廢液蒸發(fā)技術(shù)，利用廢液自身熱值替代天然氣，更具經(jīng)濟性和環(huán)保性。

49、(1)通過夾套蒸發(fā)器將廢液蒸發(fā)后輸入rto替代天然氣，解決rto系統(tǒng)對天然氣的依賴問題；不僅減少了優(yōu)質(zhì)能源的浪費，節(jié)約了企業(yè)運行成本，同時解決了有機廢液的處理問題，變廢為寶。

50、(2)相比于將液態(tài)廢液直接噴入燃燒室，使得燃燒更加充分，提高了熱效率，同時降低了安全風(fēng)險；實現(xiàn)了甲醇、乙酸乙酯等可燃性廢液的安全高效利用。

51、(3)通過對多源燃料的協(xié)同聯(lián)鎖控制，實時計算廢氣與輔助燃料的綜合熱值貢獻可以解決廢液高效利用與燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定運行之間的矛盾。提高系統(tǒng)對廢氣濃度波動的適應(yīng)能力。

52、(4)利用rto排放的余熱來加熱夾套蒸發(fā)器，進一步降低能量消耗。

53、(5)通過蒸發(fā)罐-緩沖罐-lel檢測-rto的聯(lián)鎖保護系統(tǒng)安全；確保燃燒過程的穩(wěn)定性和安全性。

54、(6)廢液蒸發(fā)量動態(tài)計算，基于實時vocs濃度與溫度反饋的閉環(huán)算法，實現(xiàn)廢液蒸發(fā)量與rto的動態(tài)熱需求。

55、本發(fā)明發(fā)明點是，如何利用rto余熱進行廢液蒸發(fā)，并根據(jù)廢氣vocs濃度，聯(lián)鎖控制天然氣和廢液蒸汽的供給。發(fā)明主要針對以廢液蒸汽補充燃料系統(tǒng)工作過程進行詳細的描述，現(xiàn)有rto廢氣處理技術(shù)理應(yīng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，在此不再贅述，不應(yīng)視為公開不充分。背景技術(shù)所引用現(xiàn)有技術(shù)具體內(nèi)容也應(yīng)視為記載在說明書中。