本發明屬于化學廢棄物焚燒，尤其涉及一種處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置和方法。

背景技術：

1、焚燒法的最大優勢在于可以迅速和極大程度的使廢氣減量化和無害化，是一種非常有效的廢氣處理辦法。廢氣焚燒過程是集物理變化、化學變化、反應動力學、空氣動力學和傳熱學等多學科的綜合過程。

2、廢氣焚燒系統是石油化工企業重要的安全與環保設施，用于處理各工藝裝置及輔助設施排放的廢氣，能夠及時、安全、可靠地無害化焚燒處理，并滿足相關的環保要求。廢氣處理技術應具備國際先進水平，高熱效率，低能耗，低污染物排放。針對化工裝置副產廢氣流量大、含大量nox及燃料氮的特點，需要提供一種焚燒裝置對大流量高含氮廢氣進行焚燒處理，并且通過合理的焚燒處理方法，將煙氣中nox含量控制在最低水平，滿足排放要求，實現系統長周期運行、保證系統運行可靠性。

技術實現思路

1、本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置和方法，可連續穩定高效地處理大流量高含氮有機廢氣，有效的降低煙氣中nox的排放，滿足環保標準。

2、為了解決上述技術問題，本發明公開了一種處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置，包括：

3、燃燒器，用于為焚燒爐提供穩定熱源；

4、焚燒爐，用于為廢氣焚燒提供焚燒空間和脫硝空間，保證廢氣在焚燒爐內進行摻混、有毒有害氣體完全摧毀，并進行降氮還原反應，降低煙氣中nox排放濃度，實現對大流量高含氮有機廢氣的連續穩定高效處理。

5、在上述處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置中，燃燒器，包括：殼體、火焰檢測器、外圍環槍、中心組合槍、點火槍、中心環槍、可調切向旋流器、中心布風器、穩焰器、視鏡、進風口a、分風隔板、調節擋板閥、隔板、耐火澆注料、連接法蘭a和外圍空氣噴孔；

6、進風口a為矩形；分風隔板將進風口a分為兩部分，調節擋板閥設置在分風隔板下部；

7、中心布風器設置在殼體中心，中心組合槍設置在中心布風器中間；穩焰器設置在中心組合槍端部；

8、中心環槍設置在中心組合槍外圍；可調切向旋流器通過螺栓固定在分風隔板上，位于中心環槍外部；

9、外圍環槍設置在中心環槍外圍；

10、點火槍與中心組合槍相鄰設置，通過法蘭與殼體頂板相連接；

11、火焰檢測器和視鏡固定在殼體中部；

12、隔板設置在殼體下部，與殼體焊接固定；

13、隔板下方與殼體底板之間填充有耐火澆注料襯里；耐火澆注料襯里上設置有外圍空氣噴孔；

14、連接法蘭a設置在殼體外側底部，用于與焚燒爐連接。

15、在上述處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置中，

16、中心組合槍為夾套結構，包括：中心噴槍和套管噴槍；其中，中心噴槍套裝在套管噴槍內；

17、中心環槍，包括：環槍總管和環形噴槍支管；其中，環槍總管焊接固定于殼體頂板，環槍總管分別與4～16支環形噴槍支管連接，燃氣經環槍總管后被均勻分配至4～16支環形噴槍支管；

18、外圍環槍，包括：外圍環槍總管和外圍環槍分支槍；其中，外圍環槍總管焊接固定在殼體外圍，外圍環槍總管分別與8～12支外圍環槍分支槍連接，燃氣經外圍環槍總管后被均勻分配至8～12支外圍環槍分支槍；外圍環槍的每一個外圍環槍分支槍位于一個外圍空氣噴孔中；

19、穩焰器由8～16個旋流穩焰葉片組成，用于形成旋流空氣并使熱煙氣發生部分回流，以穩定中心組合槍的火焰；

20、可調切向旋流器為旋流強度可手動調節的旋流器，由10個切向葉片組成，10個切向葉片通過連桿機構相連，可通過手動或電動把手調節各切向葉片傾斜角度，從而得到不同旋流強度的切向旋流助燃空氣，用以與燃氣充分混合；

21、調節擋板閥位于進風口a下側，用于根據燃氣分配情況調節配風流量。

22、在上述處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置中，進風口a引入助燃空氣，助燃空氣分為三部分進入燃燒器：第一部分助燃空氣通過中心布風器進入穩焰器，走中心通道形成旋流空氣，為中心組合槍燃氣燃燒提供配風；第二部分助燃空氣進入可調切向旋流器形成切向旋流空氣進入中心環狀通道，為中心環槍配風；第三部分通過調節擋板閥進入，通過分風隔板與前兩部分的助燃空氣空間分割，然后通過外圍空氣噴孔進入焚燒爐。

23、在上述處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置中，殼體內壁設置有高鋁纖維氈，用于保溫和隔熱。

24、在上述處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置中，焚燒爐為臥式圓筒爐；其中，焚燒爐前部設置有用于與燃燒器連接的連接法蘭b，法蘭b后部設置小燃室；小燃室后部以氧化空氣入口處的爐體內凹結構為界，分為還原焚燒區和氧化焚燒區；還原焚燒區以二級廢氣入口為界分為還原焚燒a區和還原焚燒b區；氧化焚燒區之后為sncr脫硝區，氧化焚燒區和sncr脫硝區以sncr入口為界；小燃室與還原焚燒a區連接錐段處設置一級廢氣入口和一級還原空氣入口。

25、在上述處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置中，

26、還原焚燒a區起始端肩部均勻環形布置有兩圈一級廢氣環形噴嘴；一級廢氣環形噴嘴共22個，其中10個一級廢氣環形噴嘴中心布置有一級還原空氣噴管；一級廢氣環形噴嘴沿徑向逆時針偏轉，使廢氣進入焚燒爐后呈切向旋轉流動狀態；

27、還原焚燒b區起始端均勻布置有二級廢氣環形噴嘴；每個二級廢氣環形噴嘴中部布置有一個二級還原空氣噴管，以保證廢氣與氧氣充分混合反應；

28、氧化焚燒區起始端設置有進風口b和內凹縮徑結構；其中，進風口b，用于提供氧化焚燒所需的氧氣；內凹縮徑結構，用于增加煙氣流速，加劇煙氣與氧化空氣的擾動，以實現充分氧化的目的；內凹縮徑結構處設置了均勻分布的氧化空氣噴嘴，用于提供氧化焚燒所需的空氣；氧化空氣采用環形總管然后通過周向均布的氧化空氣噴嘴通入內，與煙氣流動方向呈垂直方向；

29、sncr脫硝區入口處設置有10支sncr噴槍，10支sncr噴槍呈環形均勻布置；其中，氧化焚燒區的焚燒煙氣進入sncr脫硝區，環形均勻布置的sncr噴槍將氨水經壓縮空氣霧化后噴入爐內，進一步去除煙氣中的nox，以實現nox超低排放；sncr噴槍的霧化形式為60度角片狀噴霧。

30、在上述處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置中，焚燒爐的廢氣進口管道上設置有再燃裝置，通過還原反應降低nox含量；再燃裝置為單只擴散噴槍，采用逆流方式，將再燃燃料逆流均勻播撒在風道中，以保證再燃燃料與廢氣摻混均勻，再燃燃料與廢氣一同進入還原焚燒區，同時與還原焚燒區nox進行還原反應，以減低nox生成，再燃燃料為氨水或尿素溶液氨氣。

31、在上述處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置中，

32、還原焚燒b區出口處設置有還原區熱電偶和激光co分析儀，用于監測還原焚燒b區的溫度和co含量，以控制還原空氣流量；

33、sncr脫硝區出口處設置有激光o2分析儀、出口熱電偶和壓力傳感器，用于監測o2含量、出口處煙氣溫度和壓力，以控制氧化空氣流量。

34、相應的，本發明還公開了一種基于上述焚燒裝置實現的處理大流量高含氮廢氣的焚燒方法，包括：通過燃燒器為焚燒爐提供的穩定熱源；焚燒爐在燃燒器提供的穩定熱源下，通過設置合理的煙氣停留時間，并基于分級多段式焚燒技術、梯度強化旋流焚燒技術、再燃脫硝技術和sncr脫硝技術，實現對大流量高含氮有機廢氣的連續穩定高效處理。

35、本發明具有以下優點：

36、(1)本發明公開了一種處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置和方法，采用成熟、先進、合理的焚燒技術，能夠高效率處理高含氮廢氣，確保有害物質的分解完全，并盡量減少nox的二次污染，達到節能、節費、降低污染的效果。

37、(2)本發明公開了一種處理大流量高含氮廢氣的焚燒裝置和方法，適用于石油化工、煤化工等多種工業領域大流量高含氮廢氣的處理。