[实用新型]一种处理有机废气的非均匀式多孔介质燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型属于净化设备技术领域，具体涉及一种处理有机废气的非均匀式多孔介质燃烧器。

背景技术

有机废气具有排量大、种类多、毒性强、性质不一、难于收集、难于控制等特点，它是PM2.5的前驱体，并且可以形成光化学烟雾，造成大气污染以及影响人类的生命健康，受到人们广泛的关注。目前常用的处理有机废气的方法有吸附法、燃烧法和生物净化法；化工、印刷、涂装、制药等行业产生的有机废气，风量大、浓度低、并且无回收价值，相对其他处理方法，采用燃烧法进行处理更加经济和有效。

长期以来，对于气体的燃烧主要以自由火焰为特征的空间燃烧，采用这种方式燃烧有机废气时，由于有机废气排量大，导致燃烧火焰长；另外有机废气组分复杂，造成火焰面附近温度分布不均，火焰容易波动，出现燃烧不稳定甚至熄火现象。

传统的多孔介质燃烧器混合室结构简单，不能使空气和有机废气充分混合，容易出现燃烧不稳定现象；多孔介质选用双层多孔介质，适合燃烧单组分气体，而有机废气组分复杂，组分浓度波动大，不能在传统双层多孔介质器中稳定燃烧；并且燃烧温度较高，容易生成NO_X等二次污染。

综上所述，现有技术中的有机废气燃烧处理过程中燃烧不稳定、燃烧温度较高、容易生成氮氧化物等二次污染物的问题，尚缺乏有效的解决方案。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的为提供一种处理有机废气的非均匀式多孔介质燃烧器，该非均匀式多孔介质燃烧器器可以适应不同组分、不同浓度的有机废气的燃烧处理，具有燃烧效率高、燃烧稳定性好、设备紧凑以及无二次污染的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种处理有机废气的非均匀式多孔介质燃烧器，从下往上依次设有预混室、混合室、气体均匀分配器和燃烧室；所述预混室设有有机废气管道、空气管道和氧气管道；

所述燃烧室内填充有非均匀式蜂窝结构多孔介质，非均匀式蜂窝结构包括下层、中层和上层，其中，中层为燃烧区，下层和上层的孔径小于中层的孔径；自下往上，中层的孔径和孔隙率递增；

下层和中层的交界处设置有电热丝点火器。

放置于气体均匀分配器上的小孔径多孔介质，吸收来自燃烧区的热量进行蓄热，对混合气体进行预热，同时将部分热量通过导热性好的气体均匀分配器传递到外界，防止回火的发生；放置于燃烧器出口的小孔径多孔介质可以防止火焰漂移到外界。中间段采用孔隙率和孔径递增的大孔径多孔介质，使混合气体中不同组分的挥发性有机物在多孔介质材料的不同位置进行稳定燃烧分解。

进一步的，自下往上，非均匀式蜂窝结构中层的平均孔径的变化范围为2.5-5mm，孔隙率的变化范围为80-90％。

更进一步的，非均匀式蜂窝结构的上层和下层的孔径为0.5-1mm，孔隙率为70-80％。

采用该结构的燃烧器，可以增强有机废气燃烧的稳定性和燃烧效率，增强对有机废气组分和浓度波动的燃烧适应性。

进一步的，所述混合室内填充氧化铝小球。使有机废气和氧气在氧化铝小球孔隙内产生扰流现象，使充分混合，同时脱附下的有机废气与CO₂具有一定的温度，利用氧化铝小球的蓄热特性，可以使氧气和有机废气温度均匀。

更进一步的，所述氧化铝小球的粒径为10-30mm，孔隙率为30％-50％。

进一步的，所述混合室的底部为金属网状结构。一方面可以支撑混合室中的填充物，另一方面可以允许混合气通过，第三方面，金属丝网还具有除尘的作用，有利于气体的燃烧。

进一步的，自下而上，所述混合室的内径递增。可以降低混合气体的流速，有利于提高有机废气燃烧的稳定性。

进一步的，所述燃烧室中设置有至少两个二次风管，二次风管的一端通过燃烧室外壳插在非均匀式蜂窝结构的中层的不同高度处，另一端延伸出燃烧室的外壳。

二次风管插入中层的不同高度处，采用分级送风，提供燃烧后期所需的空气，有利于降低预混气体的阻力损失，增强气体扰动，拉长燃烧的轴向距离，控制燃烧室的燃烧温度，从而增强燃烧的稳定性和燃烧效率。

进一步的，沿所述预混室的周向均匀设置有机废气管道、空气管道和氧气管道，各个管道相对于预混室的径向倾斜设置，倾斜方向一致。

不同气体进气时，会在预混室中形成旋流，容易实现气体的混合。

更进一步的，有机废气管道、空气管道和氧气管道均沿预混室的切向设置。