[发明专利]一种有机废气的低氮燃烧控制系统及方法

说明书

一种有机废气的低氮燃烧控制系统及方法，基于设置于燃烧室火焰区域的一组或多组温度监控仪表，通过对废气、助燃气、空气的流量调节从而实现有机废气的稳定燃烧控制和NOx超低排放控制，其中，所采用的燃烧器为金属纤维表面燃烧器。

技术领域

本发明涉及一种有机废气的低氮燃烧控制系统及方法。

背景技术

在有机化学品的生产、储运、装卸环节，有机组分会挥发进入大气，有机组分进入大气后，参与大气化学反应，导致雾霾频发。典型的应用场景如：码头、汽车、火车的油品装卸；生产过程的中间产品及产成品油品罐区储存。典型的组分如：原油、汽油、柴油、航煤、三苯、化学品及其他挥发性组分。

上述典型使用环境产生的有机废气具有浓度高、波动大等特点。针对这种变化较大的废气，分为油气回收技术和油气焚烧销毁技术。目前在废气焚烧领域常见采用直接燃烧技术、蓄热燃烧技术、催化燃烧技术，对尾气入口浓度有严格的限制，导致上述燃烧技术在本专利所述的高浓度废气领域推广应用存在较多的限制。同时，现有的蓄热燃烧及催化燃烧采用的燃烧器是燃气与空气经过燃烧头进入燃烧室后混合燃烧，燃烧室的高温停留时间，火焰温度场分布不均匀，助燃空气混合不均匀等问题，导致烟气中NO_X、VOCs排放偏高等问题时有发生。

常规的燃烧控制均是基于对火焰的监控，如采用红外、可见光、紫外或混合模式的火焰监控手段，实现燃烧的稳定控制，类似的监控手段均需要火焰具有较高的稳定性；而在本文所述的废气处理领域，由于前述的波动原因，可能导致燃烧的火焰出现一定的波动或变化，从而使火焰监控给出一些存在误差或者错误的信号。因此，很难通过火焰监控的手段实现对稳定燃烧的控制。

本专利开发一种适用于前述的高浓度有机废气的低氮燃烧控制系统，以较小的代价实现废气的超低浓度排放，同时使NOx、VOCs排放满足国家及行业最新的排放指标。

发明内容

本发明提供一种有机废气的燃烧控制系统及方法，其目的在于实现有机废气的达标排放等方面的问题。

本发明所述的有机废气的低氮燃烧控制系统及方法，其特征在于，低氮燃烧控制系统基于设置于燃烧室火焰区域的一组或多组温度监控仪表，通过对废气、助燃气、空气的流量调节从而实现有机废气的稳定燃烧控制和NOx超低排放控制，其中，所采用的燃烧器为金属纤维表面燃烧器，有机废气的低氮燃烧控制系统包括：

（1） 温度监控模块，为设置于燃烧器火焰区域的温度监控仪表，及设置于燃烧预混室的温度监控仪表；燃烧室温度监控模块的设定温度介于800℃至1300℃之间；所述的燃烧预混室的温度不大于180℃；

（2） 废气流量控制单元，由废气流量控制阀构成；

（3） 助燃气流量控制单元，由燃气流量控制阀构成，燃气流量基于温度变化进行调节；

（4） 空气流量控制单元；由风机或空气流量控制阀构成，空气流量调节基于温度变化和燃气流量进行调节。

本发明所述的有机废气的低氮燃烧控制系统的控制原理基于在一定操作空间范围内，当燃烧的组成配比一定时，燃烧温度是一定的。因此，通过温度趋势的监控，可以作为燃烧各组分配比的依据。

所述的金属纤维表面燃烧器为带预混结构的表面燃烧系统，由燃烧预混室、燃烧头、燃烧室、点火器等构成，其中，表面燃烧器由金属纤维织物构成，燃烧预混室为具有静态混合功能的无动力混合室；燃烧发生前，废气、空气、燃料气在燃烧预混室实现充分混合，经混合后的燃烧气通过金属纤维构成的孔道结构的二次混合，在金属纤维表面形成短火焰燃烧。

优选的，本专利所列示的金属纤维表面燃烧器采用CN209763067U所列示的燃烧器结构进行实施。

所述的燃烧预混室的气体流速不小于110%最小回火速度。