一种VOCs废气处理热力氧化炉

技术领域

本发明涉及VOCs废气处理技术领域，具体为一种VOCs废气处理热力氧化炉。

背景技术

涂布或印刷设备在使用时会产生VOCs废气，VOC废气如果直接排放至环境中会造成严重的污染，因此，需要对VOCs废气进行处理后在排放。

目前常用的处理方式为RTO热力氧化，即将VOCs废气加热至燃点（通常为720℃），使其燃烧氧化成符合排放标准的气体。

传统的RTO热力氧化设备的结构主要为两室式RTO设备，其结构多如专利号为202020283464.9的中国实用新型“一种RTO蓄热式焚化炉”，炉体内设置有彼此连通的燃烧室与两个蓄热室，以及配置有用于控制蓄热式打开和关闭的多个控制阀，燃烧产生的热气在控制阀的作用下能够对不同蓄热室的陶瓷蓄热体进行加热，VOCs废气在控制阀的作用下能够从不同的蓄热室通过最后到达燃烧室，使得VOCs废气能够尽可能地与温度高的陶瓷蓄热体进行换热，从而使VOCs废气进入燃烧室后更易进行燃烧氧化，能够有效地减少主动加热催化的能耗。当然，也具有在两室式RTO设备上延伸的三室式RTO设备，其工作原理与两室式RTO设备类似。但该类型的RTO设备，其需要设置较多的控制阀，故障率较高。

为此，行业人员设计了通过旋转切换蓄热陶瓷的方式的RTO设备，其结构多如专利号为“202120747448.5”的一种高效旋转切换型RTO废气处理装置，其具有与燃烧分解区连通的废气进入通道、热气排出通道，通过旋转电机将不同的蓄热陶瓷顺序在废气进入通道与热气排出通道之间轮流转换，使蓄热陶瓷在热气排出通道被加热后能够转换至废气进入通道处对VOCs废气进行加热，蓄热陶瓷的温度下降后又继续转换至热气排出通道。在进行切换时，通常只需控制旋转电机的转动即可。但其在进行转动切换时，容易造成死区，VOCs废气有时会未经过燃烧分解区而直接到达热气排出通道，导致排气质量可控性降低。

上述旋转切换型RTO废气处理装置在启动时，需要将多个蓄热陶瓷均预热到对应的温度，需要消耗较多的升温时间。

上述两室式RTO设备、三室RTO设备、旋转切换型RTO废气处理装置，均为采用蓄热陶瓷进行蓄热、换热，蓄热陶瓷的气孔容易堵塞，需要定期更换蓄热陶瓷，或采用如专利号为202122578056.3的中国实用新型“圆筒RTO炉体排水装置及圆筒RTO炉体”所提出的定期清洗方式，通常一个月需要处理2次。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种VOCs废气处理热力氧化炉，包括送气模组、送气容器、热力氧化炉体和排气容器，所述送气容器具有第一进口和第一出口，所述送气容器的第一进口连通至送气模组的送气口，所述送气容器的第一出口与热力氧化炉体的进气口连通；所述排气容器具有第二进口和第二出口，排气容器采用可导热式容器壳体，所述排气容器位于所述送气容器内，排气容器的第二进口与热力氧化炉体的出气口连通，排气容器的第二出口通过一排出管穿出送气容器；所述送气模组用于将VOCs废气送入送气容器，然后送入热力氧化炉体内，VOCs废气经燃烧氧化后通过排气容器进行排出，VOCs废气在送气容器内与排气容器内的热气通过可导热式容器壳体进行换热。

作为本发明进一步方案：所述热力氧化炉体采用可导热式炉体外壳，所述热力氧化炉体位于送气容器内。

作为本发明进一步方案：所述排气容器包括热量分配室和换热管，所述热量分配室具有热气出口、热气分配控制出口，以及具有用于与热力氧化炉体的出气口连通的热气进口；换热管的进气管口与热气出口连通，换热管的出气管口与排出管连通。

作为本发明进一步方案：所述热气分配控制出口通过一分配控制管穿出送气容器外，所述分配控制管上设置有热气量控制组件；所述热气量控制组件用于控制热量分配室内的热气从分配控制管排出的量。

作为本发明进一步方案：所述热气量控制组件包括设置在分配控制管上第一引风机，第一引风机用于将分配控制管内的热气进行引出；所述热气量控制组件还包括连通在分配控制管上的温控管，所述温控管上远离分配控制管的一端管口为位于送气容器外，所述温控管上设置有控制阀门，所述控制阀门用于控制温控管的开度；其中，所述温控管在分配控制管上的连通位置为位于热气分配控制出口与第一引风机的引风位置之间。

作为本发明进一步方案：所述送气容器内设置有将送气容器内部空间隔成第一送气室和第二送气室的隔板组件；其中，第一送气室与第二送气室之间具有通道，所述第一进口为设置在第一送气室上，第一出口为设置在第二送气室上，所述热力氧化炉体为设置在第二送气室内，所述换热管为设置在第一送气室内。

作为本发明进一步方案：所述控制阀门为电控式控制阀门，所述热气量控制组件还包括控制器和温度检测单元；所述温度检测单元用于检测换热管内的热气的温度或用于检测热量分配室内热气的温度或用于检测分配控制管内的热气的温度，所述控制器接收温度检测单元的温度信号并对应控制电控式控制阀门的开关。

作为本发明进一步方案：送气模组包括送气管、送气风机和切换阀；送气管具有鲜风进口、VOCs废气进口，以及具有与第一进口连通的送气出口；送气风机用于将气体从送气出口、第一进口送入送气容器内，切换阀用于切换控制鲜风进口和VOCs废气进口的开闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：在VOCs废气送入热力氧化炉体内的过程中，使VOC废气与从排气容器进行排出的热气通过可导热式容器壳体进行热交换，从而加热VOCs废气，使其进入热力氧化炉体后更易进行燃烧氧化，其只需对排气容器进行加热，升温更快。

采用上述换热方式，只需选用导热效果好的板块作为可导热式容器壳体即可，不会出现传统使用蓄热陶瓷导热气孔被堵塞的情况，对设备所需的维护大大减少。

在VOCs废气进入热力氧化炉体的过程中，以及在热气从热力氧化炉体排出的过程中，VOCs废气与热气为相互隔绝设置，更易保证气体排出的环保，避免传统使用旋转式RTO所导致的：VOCs废气有时会未经过燃烧分解而直接到达排出通道，导致排气质量可控性降低的问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构框架图；

图2是本发明的结构示意图。

附图中标记说明如下：

送气模组-1，送气容器-2，热力氧化炉体-3，排气容器-4，

送气管-11，送气风机-12，切换阀-13，

鲜风进口-101a，VOC废气进口-101b，送气出口-102，

第一进口-201，第一出口-202，隔板组件-203，第一送气室-204，第二送气室-205，

进气口-301，出气口-302，

排出管-403，热量分配室-404，换热管-405，分配控制管-406，第一引风机-407，温控管-408，控制阀门-409，

热气出口-4041，热气分配控制出口-4042，热气进口-4043，

进气管口-4051，出气管口-4052。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种VOCs废气处理热力氧化炉，包括送气模组1、送气容器2、热力氧化炉体3和排气容器4。

送气容器2具有第一进口201和第一出口202，所述送气容器2的第一进口201连通至送气模组1的送气口，所述送气容器2的第一出口202与热力氧化炉体3的进气口301连通。

排气容器4具有第二进口和第二出口，排气容器4采用可导热式容器壳体，所述排气容器4位于所述送气容器2内，排气容器4的第二进口与热力氧化炉体3的出气口302连通，排气容器4的第二出口通过一排出管403穿出送气容器2。

送气模组1用于将VOCs废气送入送气容器2，然后送入热力氧化炉体3内，VOCs废气经燃烧氧化后通过排气容器4进行排出，VOCs废气在送气容器2内与排气容器4内的热气通过可导热式容器壳体进行换热。

热力氧化炉体3作为燃烧炉，其本身具有燃气燃烧器，燃气燃烧器可用于在热机时，先通过燃烧燃气的方式使排气容器4被进行加热，或通过辅助点燃的方式使VOCs废气被点燃，然后使排气容器4被进行加热。

在VOCs废气送入热力氧化炉体3内的过程中，使VOC废气与从排气容器4进行排出的热气通过可导热式容器壳体进行热交换，从而加热VOCs废气，使其进入热力氧化炉体3后更易进行燃烧氧化。其只需对排气容器4进行加热，升温更快。

采用上述换热方式，只需选用导热效果好的板块作为可导热式容器壳体即可，不会出现传统使用蓄热陶瓷导致气孔被堵塞的情况，对设备所需的维护大大减少。

在VOCs废气进入热力氧化炉体3的过程中，以及在热气从热力氧化炉体3排出的过程中，VOCs废气与热气为相互隔绝设置，VOCs废气的流向是单向的，VOCs废气必须经过热力氧化炉体3，更易保证气体排出的环保，避免传统使用旋转式RTO所导致的：VOCs废气有时会未经过燃烧分解而直接到达排出通道，导致排气质量可控性降低的问题。

优选地，送气模组1包括送气管11、送气风机12和切换阀13；送气管11具有鲜风进口101a、VOCs废气进口101b，以及具有与第一进口201连通的送气出口102；送气风机12用于将气体从送气出口102、第一进口201送入送气容器2内，切换阀13用于切换控制鲜风进口101a和VOCs废气进口101b的开闭。

在设备开始作业时，可通过控制切换阀使VOCs废气进口关闭和使鲜风进口打开，在送气风机的作用下，新鲜空气能够大量进入热力氧化炉体内，将前一次作业后存留的杂气进行排除，以及为热力氧化炉体供入足够的氧气，然后再切换至VOCs废气进口打开，或者先进行燃气燃烧以对排气容器进行加热后，再切换至VOCs废气进口打开。

当然，在VOCs废气燃烧出现氧气不足的情况时，也可通过切换阀控制鲜风进口打开，以供入合适的氧气。

本发明实施例中，热力氧化炉体3采用可导热式炉体外壳，所述热力氧化炉体3位于送气容器2内。

优选地，排气容器4包括热量分配室404和换热管405，所述热量分配室404具有热气出口4041、热气分配控制出口4042，以及具有用于与热力氧化炉体3的出气口302连通的热气进口4043；换热管405的进气管口4051与热气出口4041连通，换热管405的出气管口4052与排出管403连通。换热管405为通过排出管403穿出送气容器2。

所述热气分配控制出口4042通过一分配控制管406穿出送气容器2外，所述分配控制管406上设置有热气量控制组件；所述热气量控制组件用于控制热量分配室404内的热气从分配控制管406排出的量。

所述热气量控制组件包括设置在分配控制管406上第一引风机407，第一引风机407用于将分配控制管406内的热气进行引出；所述热气量控制组件还包括连通在分配控制管406上的温控管408，所述温控管408上远离分配控制管406的一端管口为位于送气容器2外，所述温控管408上设置有控制阀门409，所述控制阀门409用于控制温控管408的开度；其中，所述温控管408在分配控制管406上的连通位置为位于热气分配控制出口4042与第一引风机407的引风位置之间。

优选地，送气容器2内设置有将送气容器2内部空间隔成第一送气室204和第二送气室205的隔板组件203；其中，第一送气室204与第二送气室205之间具有通道，所述第一进口201为设置在第一送气室204上，第一出口202为设置在第二送气室205上，所述热力氧化炉体3为设置在第二送气室205内，所述换热管405为设置在第一送气室内。

VOCs废气进入送气容器内后，首先在第一送气室内与换热管内的热气进行换热，使VOCs废气被预热至第一温度区间，然后处于第一温度区间的VOCs废气进入第二送气室内，通过热力氧化炉体的可导热式炉体外壳，与热力氧化炉体内的热气进行换热，使VOCs废气被预热至第二温度区间，第二温度区间接近于VOCs废气的燃点。

以VOCs废气的燃点为720度，燃烧后热力氧化炉体内的热气的温度为720度-900度为例，第一温度区间为常温至650度，第二温度区间为650度至700度。

优选地，热量分配室404采用可导热式外壳，热量分配室404位于第二送气室205内，VOCs废气在第二送气室内为先经过热量分配室404的外壳，然后再经过热力氧化炉体3的外壳。

值得说明的是，由于热力氧化炉体内的热气为：从热力氧化炉体3到达热量分配室404，然后再到换热管405，在对热力氧化炉体、热量分配室和换热管换热的情况下，各处的热气温度关系为：热力氧化炉体内热气的温度＞热量分配室内热气的温度＞换热管内热气的温度。

因此，VOCs废气先经过热量分配室的外壳进行换热，能够较好地保证进入热力氧化炉体的VOCs废气能够处于第二温度区间。

在第一引风机407的引风作用下，当控制阀门409控制温控管408关闭时，分配控制管406受到第一引风机407的最大引风负压作用，使得热量分配室404内的热气大量从热气分配控制出口4042进行排出，使得从热气出口排至换热管405的热气的量变小。

当控制阀门409控制温控管408打开时，分配控制管406受到第一引风机407的引风负压作用减小，热量分配室404内的热气减少从热气分配控制出口4042进行排出，使得从热气出口排至换热管405的热气的量对应变大。

通过控制单位时间内排向换热管405的热气的量，从而进行VOCs废气在第一送气室204内预热温度的控制，使得预热温度更易进行控制。

进一步地，所述控制阀门为电控式控制阀门，所述热气量控制组件还包括控制器和温度检测单元；所述温度检测单元用于检测换热管内的热气的温度或用于检测热量分配室内热气的温度或用于检测分配控制管内的热气的温度，所述控制器接收温度检测单元的温度信号并对应控制电控式控制阀门的开关。

电控式控制阀门的开关除了完全打开和完全关闭之外，也可包括其它开度的控制。

在用于检测换热管内的热气的温度时：当检测温度高于预设值时，控制电控式控制阀门关闭（或开度变小），使更多的热气从热气分配控制出口进行排出；当检测温度低于预设值时，控制电控式控制阀门打开（或开度变大），使更多的热气从热气出口进行排出。预设值可以例如是450度-600度中的任一值，检测位置靠近出口处。电控更精准，快速。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的全部变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。