立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉

权利要求书： 1.一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，其特征在于，包括立式封闭的罐体、设置在罐体上部的氧化焚烧室（29）、设置在罐体下部的回风室（28）以及竖向设置在氧化焚烧室（29）和回风室（28）之间的列管式换热单元；所述列管式换热单元包括相互隔离的第一热交换腔和第二热交换腔，所述第一热交换腔与回风室（28）隔离，所述第一热交换腔与氧化焚烧室（29）连通，所述第二热交换腔将氧化焚烧室（29）与回风室（28）竖向连通，所述罐体固定贯穿设置有与第一热交换腔连通的进气管（3），所述罐体固定贯穿设置有与回风室（28）连通的排气管（15），所述氧化焚烧室（29）内设有加热装置。

2.根据权利要求1所述的一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，其特征在于，所述列管式换热单元包括上管板（10）、下管板（2）、竖向设置在上管板（10）和下管板（2）之间的至少一根换热管（6）以及套在换热管（6）外的筒状的换热器壁（5），所述上管板（10）和下管板（2）均与换热管（6）贯穿固定连接，所述上管板（10）和下管板（2）均与换热器壁（5）固定连接，所述下管板（2）与罐体固定连接，所述换热器壁（5）上部设有通孔（9），所述换热器壁（5）下部与进气管（3）为贯穿固定连接，所述换热管（6）将氧化焚烧室（29）和回风室（28）连通；所述换热管（6）之间的腔体为第一热交换腔，所述换热管（6）内的腔体为第二热交换腔；所述氧化焚烧室（29）内竖向设置有套筒（13），所述套筒（13）与上管板（10）固定连接，所述套筒（13）顶部与罐体之间有间隙，所述换热管（6）顶部的管口均位于套筒（13）内；所述加热装置为缠绕在套筒（13）外壁上的电加热丝（12）和/或套在套筒（13）外的布火圈（19），所述回风室（28）位于下管板（2）下方。

3.根据权利要求1所述的一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，其特征在于，所述列管式换热单元为竖向串联的至少一个，每个列管式换热单元均包括上管板（10）、下管板（2）以及竖向设置在上管板（10）和下管板（2）之间的至少一根换热管（6）；所述换热管（6）之间的腔体为第一热交换腔，所述换热管（6）内的腔体为第二热交换腔，所述上管板（10）和下管板（2）均与罐体的内壁（1）固定连接，所述上管板（10）和下管板（2）均与对应的换热管（6）贯穿固定连接；相邻的两个列管式换热单元之间设有与相邻的第二热交换腔连通的中间室（25），所述中间室（25）内竖向设有用于将相邻的第一热交换腔连通的连通管（17），所述连通管（17）设置在相邻的换热管（6）的管口之间；最上部的上管板（10）上方设有环形的隔板乙（20），所述隔板乙（20）与罐体的内壁（1）固定连接，所述隔板乙（20）与最上部的上管板（10）之间有间隙，该间隙为汇流室（21），所述汇流室（21）内设有将氧化焚烧室（29）与靠近氧化焚烧室（29）的第一热交换腔连通的连通管（17），所述氧化焚烧室（29）中心竖向设置有套筒（13），所述套筒（13）固定连接在隔板乙（20）中心的孔内，所述套筒（13）顶部与罐体之间有间隙，所述加热装置为缠绕在套筒（13）外壁上的电加热丝（12）和/或套在套筒（13）外的布火圈（19）。

4.根据权利要求2或3所述的一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，其特征在于，所述布火圈（19）为环形，所述布火圈（19）顶面设有用于喷火的孔，所述布火圈（19）与固定设置在罐体外的烧嘴（30）相通。

5.根据权利要求3所述的一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，其特征在于，所述罐体上贯穿固定设置有与汇流室（21）连通的副排气管（22）。

6.根据权利要求2所述的一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，其特征在于，所述罐体上贯穿设有用于向第一热交换腔顶部输送燃料的燃料管（11）。

7.根据权利要求2所述的一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，其特征在于，所述罐体上贯穿设有用于向氧化焚烧室（29）内通风的补风管（7）。

8.根据权利要求3所述的一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，其特征在于，所述罐体上贯穿设有用于向最上面的第一热交换腔顶部输送燃料的燃料管（11）。

9.根据权利要求3所述的一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，其特征在于，所述罐体上贯穿设有用于向氧化焚烧室（29）内通风的补风管（7）。

10.根据权利要求3所述的一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，其特征在于，所述罐体在与汇流室（21）和/或中间室（25）和/或第一热交换腔相对应的位置设有防爆口（16），所述防爆口（16）上设有堵盖。

说明书： 一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉技术领域[0001] 本实用新型涉及有机废气处理技术领域，尤其涉及一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉。

背景技术[0002] 在工业生产中，如炼胶、医药等行业，会产生大量的有机废气，这些有机废气如果直接排放到空气中，会对空气和周围环境产生严重污染。

[0003] 目前，针对有这些机废气的处理最有效的方式是采用焚烧法，即将有机废气通入焚烧炉内，在高温下使有机废气分解成无害的二氧化碳和水。目前的同类焚烧炉是卧式结

构，各单元连接不紧凑，能耗高，功能单元。采用单一的燃烧器对有机废气进行加热焚烧，由

于有机废气未经预热直接进行焚烧，因而能源消耗量大，高温焚烧后的烟气中也含有大量

的余热，将其直接排放不仅会对环境造成一定的热污染，而且也增加了有机废气处理的成

本。

实用新型内容

[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，用于解决现有的焚烧炉能源消耗量大的问题。

[0005] 为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：[0006] 一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，包括立式封闭的罐体、设置在罐体上部的氧化焚烧室、设置在罐体下部的回风室以及竖向设置在氧化焚烧室和回风室之间

的列管式换热单元；所述列管式换热单元包括相互隔离的第一热交换腔和第二热交换腔，

所述第一热交换腔与回风室隔离，所述第一热交换腔与氧化焚烧室连通，所述第二热交换

腔将氧化焚烧室与回风室竖向连通，所述罐体固定贯穿设置有与第一热交换腔连通的进气

管，所述罐体固定贯穿设置有与回风室连通的排气管，所述氧化焚烧室内设有加热装置。

[0007] 进一步的，所述列管式换热单元包括上管板、下管板、竖向设置在上管板和下管板之间的至少一根换热管以及套在换热管外的筒状的换热器壁，所述上管板和下管板均与换

热管贯穿固定连接，所述上管板和下管板均与换热器壁固定连接，所述下管板与罐体固定

连接，所述换热器壁上部设有通孔，所述换热器壁下部与进气管为贯穿固定连接，所述换热

管将氧化焚烧室和回风室连通；所述换热管之间的腔体为第一热交换腔，所述换热管内的

腔体为第二热交换腔；所述氧化焚烧室内竖向设置有套筒，所述套筒与上管板固定连接，所

述套筒顶部与罐体之间有间隙，所述换热管顶部的管口均位于套筒内；所述加热装置为缠

绕在套筒外壁上的电加热丝和/或套在套筒外的布火圈，所述回风室位于下管板下方。

[0008] 进一步的，所述列管式热交换单元为竖向串联的至少一个，每个列管式热交换单元均包括上管板、下管板以及竖向设置在上管板和下管板之间的至少一根换热管；所述换

热管之间的腔体为第一热交换腔，所述换热管内的腔体为第二热交换腔，所述上管板和下

管板均与罐体的内壁固定连接，所述上管板和下管板均与对应的换热管贯穿固定连接；相

邻的两个列管式热交换单元之间设有与相邻的第二热交换腔连通的中间室，所述中间室内

竖向设有用于将相邻的第一热交换腔连通的连通管，所述连通管设置在相邻的换热管的管

口之间；最上部的上管板上方设有环形的隔板乙，所述隔板乙与罐体的内壁固定连接，所述

隔板乙与最上部的上管板之间有间隙，该间隙为汇流室，所述汇流室内设有将氧化焚烧室

与靠近氧化焚烧室的第一热交换腔连通的连通管，所述氧化焚烧室中心竖向设置有套筒，

所述套筒固定连接在隔板乙中心的孔内，所述套筒顶部与罐体之间有间隙，所述加热装置

为缠绕在套筒外壁上的电加热丝和/或套在套筒外的布火圈。

[0009] 进一步的，所述布火圈为环形，所述布火圈顶面设有用于喷火的孔，所述布火圈与固定设置在罐体外的烧嘴相通。

[0010] 进一步的，所述罐体上贯穿固定设置有与汇流室连通的副排气管。[0011] 进一步的，所述罐体上贯穿设有用于向第一热交换腔顶部输送燃料的燃料管。[0012] 进一步的，所述罐体上贯穿设有用于向氧化焚烧室内通风的补风管。[0013] 进一步的，所述罐体上贯穿设有用于向最上面的第一热交换腔顶部输送燃料的燃料管。

[0014] 进一步的，其特征在于，所述罐体在与汇流室和/或中间室和/或第一热交换腔相对应的位置设有防爆口，所述防爆口上设有堵盖。

[0015] 本实用新型的积极效果为：[0016] 1、本实用新型采用立式的紧凑结构，占地面积小，其通过列管式热交换单元，使燃烧后的有机废气对进入焚烧炉的有机废气进行加热，提高其温度，同时也降低了有机废气

燃烧后排出焚烧炉时的温度，可减少电加热丝的耗电量或燃料消耗量，达到节能的目的。

[0017] 2、根据有机废气浓度和温度的不同，选择从进气管或副进气管进入焚烧炉，从而改变热交换面积，方便对氧化焚烧室内温度的控制。

[0018] 3、根据有机废气浓度和焚烧炉温度的不同，可以选择将有机废气从排气管或副排气管引入焚烧炉，从而改变热交换面积，方便对氧化焚烧室内温度的控制。

[0019] 4、焚烧低浓度有机废气时，可将废气和助燃风预混合后引进入焚烧炉；焚烧高浓度有机废气时，通过补风管向氧化焚烧室内通入助燃风进行补氧，这样就不会发生爆燃现

象，使有机废气的燃烧更加稳定。

[0020] 5、通过燃料管向进入氧化焚烧室的有机废气提供助燃油或蒸发油或有机废水，并在换热器内加热气化，然后在氧化焚烧室内焚烧，既降低了成本又处理了危废物。

[0021] 6、当焚烧炉进行焚烧时通过燃料管向高温的氧化焚烧室直接提供燃料后可停止使用布火圈助燃，降低了焚烧室的焚烧温度。由于高温燃烧时氮的氧化物排放量大，焚烧室

温度降低后可降低氮的氧化物排放量，达到了节能环保的目的。

[0022] 7、当焚烧炉达到一定温度时，通过燃料管向高温的氧化焚烧室直接提供燃料，此时可停止电加热，只用燃料加热，实现没有烧嘴和布火圈，也能使用燃料加热。从而降低了

焚烧有机废气的费用。

[0023] 8、罐体为立式的圆筒形，相同体积时，圆筒的表面积最小，这种结构易保温，不易散热。根据热量往上走的原理，焚烧炉由下而上温度越来越高，温度最高的氧化焚烧室在罐

体的最上面，因而焚烧炉布局合理，换热效率高，相比于同类的卧式结构节能50%。

附图说明[0024] 图1是实施例1的结构示意图；[0025] 图2是实施例2的结构示意图；[0026] 图3是实施例2中布火圈的结构示意图；[0027] 图中，1、内壁；2、下管板；3、进气管；4、保温层；5、换热器壁；6、换热管；7、补风管；8、隔板甲；9、通孔；10、上管板；11、燃料管；12、电加热丝；13、套筒；14、热电偶；15、排气管；

16、防爆口；17、连通管；18、副进气管；19、布火圈；20、隔板乙；21、汇流室；22、副排气管；23、

第二上管板；24、第二下管板；25、中间室；26、第一上管板；27、第一下管板；28、回风室；29、

氧化焚烧室；30、烧嘴。

具体实施方式[0028] 图1和图2中箭头指向为有机废气的流动方向。[0029] 实施例1[0030] 如图1所示，一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，包括立式封闭圆形的罐体、设置在罐体上部的氧化焚烧室29、设置在罐体下部的回风室28以及竖向设置在氧化

焚烧室29和回风室28之间的列管式换热单元；所述列管式换热单元包括相互隔离的第一热

交换腔和第二热交换腔，所述第一热交换腔与回风室28隔离，所述第一热交换腔与氧化焚

烧室29连通，所述第二热交换腔将氧化焚烧室29与回风室28竖向连通，所述罐体左侧靠近

底部固定贯穿焊接有与第一热交换腔连通的进气管3，所述罐体右侧靠近底部固定贯穿设

置有与回风室28连通的排气管15，所述氧化焚烧室29内设有电加热丝12。所述罐体的罐壁

内设有保温层4。

[0031] 所述列管式换热单元包括圆形的上管板10、圆形的下管板2、均布在上管板10和下管板2之间的竖向的换热管6以及套在换热管6外的圆筒状的换热器壁5，所述换热器壁5和

罐体的内壁1之间有间隙。所述上管板10和下管板2均与换热管6贯穿焊接，所述上管板10和

下管板2均与换热器壁5焊接，所述下管板2与罐体的内壁1焊接，所述上管板10与内壁1之间

有间隙。所述换热器壁5靠近上端面沿圆周方向均布有通孔9，所述换热器壁5与内壁1之间

焊接有环形的隔板甲8，所述隔板甲8位于通孔9的下方。所述换热器壁5下部与进气管3为贯

穿焊接，所述换热管6将氧化焚烧室29和回风室28竖向连通。所述列管式换热单元内换热管

6之间的腔体为第一热交换腔，所述换热管6内的腔体为第二热交换腔。所述氧化焚烧室29

内竖向设置有套筒13，所述套筒13与上管板10焊接，所述套筒13顶部与内壁1之间有间隙，

所述换热管6顶部的管口均位于套筒13内，所述电加热丝12缠绕在套筒13外壁上。

[0032] 有机废气通过进气管3进入第一热交换腔，然后向上通过通孔9进入到氧化焚烧室29，之后沿套筒13和内壁1之间的间隙向上流动，被电加热丝12加热燃烧，之后进入到套筒

13内并向下通过换热管6后进入到回风室28，最后从排气管15排出。燃烧后的有机废气在向

下通过换热管6时，将流入第一热交换腔内的有机废气加热，提高了有机废气进入氧化焚烧

室29时的温度，因而电加热丝12焚烧有机废气时的耗电量可降低。

[0033] 所述下管板2中心贯穿焊接有竖向的燃料管11，所述燃料管11下部与罐体底部贯穿焊接，上端靠近上管板10。燃料管11内通有油，油和有机废气同时通过通孔9进入氧化焚

烧室29，可提高焚烧时的温度，减少电加热丝12的耗电量。

[0034] 所述内壁1和换热器壁5之间的间隙内沿圆周方向均布有四根竖向的补风管7，所述隔板甲8、下管板2和罐体底部均与补风管7贯穿焊接，所述补风管7顶部的管口靠近通孔

9。通过补风管7向进入氧化焚烧室29的有机废气补风，提高有机废气的含氧量，有利于有机

废气的燃烧。高浓度有机废气焚烧时，通过补风管7通入助燃风，相对于在进气管3补助燃

风，可防止有机废气在进气管3靠里的高温部位燃烧。

[0035] 所述进气管3和排气管15上均固定连接有用于测量有机废气温度的热电偶14，所述罐体靠近顶部固定连接有用于测量氧化焚烧室29内温度的热电偶14。根据上述三个热电

偶14测得的温度值，适时通过燃料管1补充油，通过补风管7补风或在进气管3补风，使氧化

焚烧室29内的温度保持在650℃的最佳焚烧温度，使有机废气充分分解。

[0036] 实施例2[0037] 如图2所示，一种立式多功能列管换热有机废气热力焚烧炉，包括立式封闭圆形的罐体、设置在罐体上部的氧化焚烧室29、设置在罐体下部的回风室28以及竖向设置在氧化

焚烧室29和回风室之间的列管式换热单元；所述列管式换热单元包括相互隔离的第一热交

换腔和第二热交换腔，所述第一热交换腔与回风室28隔离，所述第一热交换腔与氧化焚烧

室29连通，所述第二热交换腔将氧化焚烧室29与回风室28竖向连通，所述罐体固定贯穿设

置有与第一热交换腔连通的进气管3，所述罐体固定贯穿设置有与回风室28连通的排气管

15，所述氧化焚烧室29内设有电加热丝12。所述罐体的罐壁内设有保温层4。

[0038] 所述列管式热交换单元为竖向串联的两个，分别为靠下的第一列管式热交换单元和靠上的第二列管式热交换单元。所述第一列管式热交换单元包括第一上管板26、第一下

管板27以及均布在第一上管板26和第一下管板27之间竖向的换热管6，所述第一上管板26

和第一下管板27均与对应的换热管6贯穿焊接，所述第一上管板26和第一下管板27均与罐

体的内壁1焊接。所述第二列管式热交换单元包括第二上管板23、第二下管板24以及均布在

第二上管板23和第二下管板24之间竖向的换热管6，所述第二上管板23和第二下管板24均

与对应的换热管6贯穿焊接，所述第二上管板23和第二下管板24均与罐体的内壁1焊接。所

述换热管6之间的腔体为第一热交换腔，所述换热管6内的腔体为第二热交换腔。所述进气

管3与罐体贯穿焊接，所述进气管3与第一列管式热交换单元的第一热交换腔下部连通。所

述罐体上还贯穿焊接有与第二列管式热交换单元的第一热交换腔下部连通的副进气管18。

[0039] 所述第二下管板24和第一上管板26之间有间隙，该间隙为中间室25，第一列管式热交换单元的换热管6和第二列管式热交换单元的换热管6均与中间室25连通。所述中间室

25内竖向设有用于将第一列管式热交换单元的第一热交换腔和第二列管式热交换单元的

第一热交换腔连通的连通管17，所述连通管17为圆周分布的十二个，所述第二下管板24和

第一上管板26均与连通管17贯穿焊接，该连通管17的管口均位于换热管6之间的间隙内。

[0040] 所述第二上管板23上方设有环形的隔板乙20，所述隔板乙20与罐体的内壁焊接，所述隔板乙20与第二上管板23之间有间隙，该间隙为汇流室21，所述汇流室21内设有将氧

化焚烧室29与第二列管式热交换单元的第一热交换腔连通的连通管17，该连通管17为圆周

分布的十二个，所述隔板乙20和第二上管板23均与对应的连通管17贯穿焊接，该连通管17

的管口均位于换热管6之间的间隙内。所述氧化焚烧室29中心竖向设置有套筒13，所述套筒

13底部焊接在隔板乙20中心的孔内，所述套筒13顶部与内壁1之间有间隙，所述电加热丝12

缠绕在套筒13外壁靠下的部位。

[0041] 所述氧化焚烧室29内设有燃烧装置，所述燃烧装置包括如图3所示环形的布火圈19以及通过螺钉固定连接在罐体外的圆柱形的烧嘴30。所述布火圈19套在套筒13外，所述

布火圈19结构为中空的环形，其顶面设有用于喷火的孔，所述布火圈19与烧嘴30相连通。烧

嘴30与天然气管道相连，天然气进入烧嘴30后，通过电打火的方式进行点燃，燃烧的火焰进

入布火圈19，从其顶部的孔喷出，对进入氧化焚烧室29的有机废气进行焚烧。

[0042] 氧化焚烧室29内可采用电加热丝12和布火圈19两种加热方式的其中一种或两种加热方式进行组合。

[0043] 所述罐体右侧贯穿焊接有与汇流室21连通的副排气管22。[0044] 所述罐体中心竖向贯穿焊接有用于向第二列管式热交换单元的第一热交换腔顶部输送燃料的燃料管11，所述燃料管11顶部靠近第二上管板23，所述第二下管板24、第一上

管板26、第一下管板27和罐体底部均与燃料管11为贯穿焊接。当氧化焚烧室29温度上升到

700℃以上时，可使用燃料管11加入燃料进行助燃，此时电加热丝12或布火圈19可停止加

热。

[0045] 所述罐体竖向焊接有用于向氧化焚烧室29内通风的四根补风管7。所述补风管7与第一下管板27贯穿焊接，所述补风管7位于对应的连通管17内，所述补风管7的出口均位于

布火圈19下方。

[0046] 所述罐体在汇流室21左侧、中间室25右侧和第二列管式热交换单元的第一热交换腔上部左侧设有防爆口16，所述防爆口16上均盖有堵盖。防爆口16可在焚烧炉内压力意外

升高时对其进行泄压，防止焚烧炉因压力过高而损坏。

[0047] 所述罐体右侧焊接有与汇流室21连通的副排气管22。[0048] 所述氧化焚烧室29内的内壁1上也固定有电加热丝12。[0049] 所述罐体右侧在氧化焚烧室29的上部和下部相对应的位置均设有热电偶14。[0050] 所述进气管3和副进气管18入口连接有进气配气管路，通过控制设置在配气管路上的两个阀门可使有机废气通过进气管3或副进气管18进入焚烧炉，所述进气配气管路上

设有用于测量进气温度的热电偶14。所述排气管15和副排气管22出口连接有排气配气管

路，通过控制设置在排气配气管路上的两个阀门可使有机废气焚烧后的气体通过排气管15

或副排气管22排出焚烧炉，所述排气配气管路上设有用于测量进气温度的热电偶14。

[0051] 当有机废气浓度低时，进气配气管路将有机废气进行分配，使有机废气和助燃风通过进气管3进入第一列管式热交换单元的第一热交换腔，然后穿过第一列管式热交换单

元和第二列管式热交换单元的连通管17向上进入第二列管式热交换单元的第一热交换腔，

之后通过第二列管式热交换单元顶部的连通管17进入氧化焚烧室29。然后电加热丝12和布

火圈19对有机废气进行加热和焚烧，之后进入套筒13中心并向下进入汇流室21并通过第二

列管式热交换单元的换热管6进入中间室25，然后通过第一列管式热交换单元的换热管6进

入回风室28，并通过排气管15排出焚烧炉。其间，焚烧后的高温气体通过第一列管式热交换

单元和第二列管式热交换单元对进入焚烧炉的有机废气进行加热。

[0052] 当有机废气浓度高且焚烧炉炉温高（大于800℃）时，进气配气管路将有机废气进行分配，使有机废气通过副进气管18直接进入第二列管式热交换单元的第一热交换腔，然

后进入氧化焚烧室29后进入汇流室21，通过副排气管22排出。

[0053] 根据有机废气的浓度和氧化焚烧室温度合理选择投入使用的列管式热交换单元数量计进排气位置，实现焚烧温度容易控制，使氧化焚烧室温度可控，达到节能的目的

[0054] 根据上述各个热电偶14测得的温度值，适时通过电加热或烧嘴30或燃料管1补充燃料，及进气预混补风或通过补风管7补风，使氧化焚烧室29内的温度保持在650℃的最佳

焚烧温度，使有机废气充分分解。