废气焚烧炉,是利用辅助燃料燃烧所发生热量,把可燃的有害气体的温度提高到反应温度,从而发生氧化分解的设备。
废气焚烧炉适用于喷涂和烘干设备的废气处理,及石油化工、医药等行业散发的有害气体净化。对有机废气中含水溶性、或粘性物质及高分子物质的气体净化,更显示出其优点。满足环保和劳动保护要求,同时增加换热设备,达到余热回用、节省能源的目的。
一、废气焚烧炉的结构
1、有直燃式和蓄热式两类
直燃式:
指仅烧掉废气,热量不回收。
蓄热式:
废气焚烧炉多数都将热量回收,用来给设备加热。“直燃式”和“蓄热式”的原理是相同的,其差异只是炉膛中有否蓄热材料的区分。
2、蓄热式废气焚烧炉的结构:
由燃烧室、废气预热区、热量回收热交换器、排烟烟囟构成。
(1 )、燃烧室的作用。
通过燃烧机的火焰,将含有机物的废气氧化分解成对环境无害的H2O 和CO2。
(2 )、废气预热区的作用。
将废气先行预热,再进入燃烧室,以提高废气氧化分解效率。
(3 )、热量回收热交换器作用。
它将焚烧产生的热量回收,回送给用热装置(如上胶机或其它用热装置)。
二、 焚烧炉运行的工艺过程:
焚烧炉是通过炉膛负压,将炭化废气抽到高温的炉膛内,使其与氧气发生燃烧反应。其主要工艺过程包括:助燃风,柴油雾化,柴油燃烧,废气焚烧,换热冷却,主风机废气排放等。
其启动过程可分为:状态确认、吹扫、小火、升温与运行等四个步骤 。
1、状态确认
包括供电、供油、雾化空气、助燃空气等部分组成,点火过程中,小火的燃料为液化气,仪表保护气自动控制阀采用压缩空气,在焚烧炉运行程序之前,先确认以下内容。
(1)、供油系统:
通过压力开关,确认供油系统管路上压力已经可以满足雾化要求。
(2)、雾化空气 :
确认用于雾化的压缩空气阀门已经开启,并通过减压阀进行自动调节,由高压风机使雾化室的压力达到工艺要
(3)、液化气:
通过液化气压力开关,确认液化气压力满足点火要求。
(4)、仪表保护气:
打开气体入口阀,通过液化气压力开关,确认火焰检测器、火焰观察窗、自动阀行程等位置的保护压力。
2、炉膛的吹扫
点火前程序强制吹扫过程为3-5分钟,确保炉膛内部的可燃气体低于爆炸极限,吹扫时主风机开启,将炉膛内部的空气排出,同时助燃风机开启,向炉膛内补充新鲜空气。
3、点燃小火
吹扫完成后,液化气管路电磁阀打开动作和火花塞产生电火花同步进行,液化气在助燃物空气和火源电火花共同作用下,液化气开始燃烧,产生蓝色小团火焰,称之为小火。
4、升温与运行
当火焰检测器检测到小火火焰后,打开柴油管路上电磁阀,自动调节柴油和助燃风调节阀,柴油和助燃风按设定的比例进入雾化室,雾化过后的柴油与助燃风混合。
在小火的作用下被点燃,成红色大团主火焰,在大火点燃后,按照一定的比例同时调节柴油和助燃风的调节阀,使炉膛温度升至设定温度。
三、在线式红外测温仪在废气焚烧炉的应用
根据废气焚烧炉的现场,对在线式红外测温仪的使用和安装如下:
1、阀体和阀杆采用316不锈钢,阀座密封面和球体密封面采用司太立合金,阀杆填料采用316金属丝与柔性石磨编织填料,阀盖采用316不锈钢+柔性石磨缠绕垫片,耐温可达800℃。
2、对于保护窗易被污染问题,增加了特制石英保护窗
由于红外测温仪探头本身带有镜头保护窗,对红外测温探头与被测物体之间光路的透射率的影响较大。红外测温仪探头默认的发射率设定值为0.95,默认透射率设定值为1.00。物体的发射率除与物体的种类有关外,也与物体的表面状态等因素有关。废气回收装置酸性气反应炉内使用的耐火砖的发射率一般在0.90-0.95。
在红外测温仪现场调试时,发射率可以不调,也可在0.90-0.95之间进行微调(与热电 偶进行比较,如果红外温度比热电偶温度低得较多,在现场调试时透射率的调试范围应在0.80-0.90之间,必须调低透射率,直到接近实际温度)。
3、红外测温仪标准配置一路进出夹套、保护测温探头的冷却仪表风套,从安全(H2S气体)和高温(1200℃)方面考虑,增加了二路氮气保护。在全通径球阀下法兰面,增加一路球阀关闭时的氮气吹扫,防止废气结晶阻碍光路。
在窥视管侧壁增加一路氮气保护,在球阀打开正常测量时防止酸性气进入测温仪,同时降低球阀温度延长球阀寿命。测温仪安装方法如图2所示。
4、实际操作时,红外测温仪显示的温度与热电偶显示的温度大趋势应该一致。但是,由于两者所处的位置和测温原理的区别,所测温度会存在一定偏差,而且这种偏差值在不同的温度范围内,也是不一样的。主要原因是:
1)、红外测温仪测量的是炉壁耐火砖的温度,即整体平均温度(FF),热电偶(刚玉)插入炉膛中间位置(靠近炉入口),测量的是气体最高温度(GT),如图3所示。
2)、由于红外测温仪测量的是炉壁温度,在测量的稳定性上比热电偶要稳定得多,在炉温升高时,红外测温仪与热电偶测量温度的比值较大,是因为这时炉火外焰温度升高较快,炉壁温度要缓慢升高。
在炉温降低时,红外测温仪与热偶测量温度就比较接近,甚至重合,也是上一过程的反向。
5、在废气焚烧炉长周期运行的情况下,红外测温仪的使用,解决了长期存在的使用高温热电偶(哈氏合金或刚玉热偶)寿命较短,又不能及时更换的问题。在没有炉温指示情况下,生产只能凭经验操作,影响了生产的安全高效运行。
红外测温仪在废气焚烧炉上的使用,是利用现代高新技术解决生产难题的一次成功范例。
安装及使用上的重要提示:
1)、在红外测温仪与炉膛中间的测温光路上,避免有遮挡物,否则影响检测结果。
2)、鉴于红外测温仪的测量特点,在使用过程中由于球阀处于全开状态,所以在冷却管内的接线端子、和测温探头与炉膛酸性气实际上是相通的。
3)、要打开红外测温仪检查端子测量信号,首先要关闭保护夹套的冷却和反吹扫仪表风,再关闭球阀,切断红外测温仪对炉膛的检测通路。两个关闭作业之间要连续,不得有间隔时间。
4)、如果是停工,且炉内温度已经降到常温,关闭球阀前吹扫氮气。如果是仅仅对红外测温仪进行检修,炉内温度依然很高,关闭球阀后,打开球阀下法兰保护氮气,确保安全生产。