直燃式焚烧炉

1 存在的问题 

有机废气处理技术分为吸收法、吸附法、热力燃烧 法、生物法、膜分离法、气相色谱法、光催化法等。热力 燃烧法的主要优点为流程短、易于维护、适用面广，几 乎可以去除所有类型的有机污染物，并且废气净化效 率高。直燃式焚烧炉是热力燃烧法的主要炉型之一， 可以处理从低浓到高浓各种类型的有机废气，广泛应 用于有机废气处理。高浓含氧废气处理焚烧炉在使用 过程中主要出现两方面问题。

 第一，导入装置无法稳定燃烧及爆燃。

 高浓含氧废气在含氧量足够的情况下，一旦出现 火花等点火源，就可能发生闪爆。为此，高浓含氧废气 需要由专用导入装置进行导入。原设计高浓含氧废气 导入装置为预混导入方式，高浓含氧废气导入装置出 口靠近燃烧器，出口预混废气被燃烧器点燃并形成火 焰。火焰热辐射会加热高浓含氧废气导入装置，导致 高浓含氧废气与新鲜空气在开孔周边发生爆燃，预混废气无法稳定燃烧且存在安全风险。因此，高浓含氧 废气导入装置需要优化设计。

 第二，扼流环高温失效。

 高浓含氧废气在焚烧炉内均匀分布并反应，对处 理效率至关重要。在立式焚烧炉内增设扼流环，可以 有效解决高浓含氧废气在炉内均匀混合反应问题。为 配合扼流环内伸，支撑结构也需内伸至炉墙内部。内 伸金属构件与外部金属构件距离远，中空结构有空气 墙阻隔，导致散热不佳。支撑结构长期处于高温状态 下，金属材料易疲劳失效。由此，需要对焚烧炉进行优 化设计，改善扼流环支撑结构散热。

2 直燃式焚烧炉系统

 直燃式焚烧炉系统由气液分离器、过滤器、增压风 机、阻火器、高浓含氧废气导入装置、直燃式焚烧炉、燃 烧器、余热锅炉、选择性催化还原脱硝装置、省煤器、系 统风机、排气烟囱等设备组成，如图1所示。 高浓含氧废气经气液分离器及过滤器，分离过滤液相与固体颗粒。在高浓含氧废气进料管线上增加在 线氧分析，并增加一条氮气自动控制稀释系统补充线。 一旦在线氧分析检测到氧含量超过设定值8%，就及 时打开氮气调节阀进行氮气补充，保证前往直燃式焚 烧炉的氧含量在规定范围内，同时保证直燃式焚烧炉 燃烧正常。 高浓含氧废气回火指燃烧传播过程引起的稳定燃 烧状态因建立气流速度和燃烧前沿传播速度之间的平 衡关系被打破。在高浓含氧废气管线上设置阻火器， 避免回火引燃前端管线。 高浓含氧废气通过导入装置导入直燃式焚烧炉， 直燃式焚烧炉通过两台燃烧器将炉内温度控制在850 ℃以上，确保高浓含氧废气中有机物高温氧化，分解为 二氧化碳和水。分解后高温废气经余热锅炉进行热量 回收，产生蒸汽供工厂使用。余热锅炉后端配套选择 性催化还原脱硝装置，用于去除炉内高温产生的氮氧 化物。脱硝后烟气进入省煤器进一步进行余热回收， 最终以低温烟气形式通过排气烟囱达标排放。 直燃式焚烧炉决定处理后烟气能否达标排放，是 系统中的重要设备。直燃式焚烧炉启机阶段，通过燃 烧器进行升温。当温度升至850℃时，高浓含氧废气 通过与炉体连接的导入装置导入炉体。高浓含氧废气 进入直燃式焚烧炉后，开始高温氧化反应。