加热装置、反应炉总成以及含硫废弃物处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及含硫废弃物处理技术领域，具体地涉及一种加热装置、反应炉总成以及含硫废弃物处理系统。


背景技术：

2.石油化工与有机合成工业广泛使用浓硫酸做催化剂，该过程将产生大量的废硫酸。一些有机合成工艺，如合成甲基丙烯酸甲酯(mma)和丙烯晴(an)，除产生废硫酸外还产生约30wt％～45wt％的废硫酸铵。这些含硫废弃物对环境有严重的污染，因此有必要对工业废酸和含硫废液进行净化处理并尽可能的回收利用。
3.含硫废弃物的处理方法主要有高温浓缩、溶剂萃取、碱中和以及化学氧化、高温燃烧裂解等。目前，虽然高温燃烧的方法比较彻底和清洁，但是，高温燃烧方法存在燃烧效率低以及运行成本高的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种加热装置、反应炉总成以及含硫废弃物处理系统，该加热装置能够提高反应炉总成的燃烧效率，并降低含硫废弃物处理系统的运行成本。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供一种加热装置，所述加热装置包括加热壳体和电热机构；所述加热壳体内部具有加热腔室，所述加热壳体开设有分别与所述加热腔室连通的加热气体入口和加热气体出口，所述加热气体入口用于与外部的气源连通，所述加热气体出口用于与反应炉总成的炉膛连通；所述电热机构配置为能够提升所述加热腔室内部的温度。
6.可选的，所述电热机构包括设置在所述加热腔室中的电阻丝。
7.可选的，所述电阻丝的数量为多个。
8.可选的，所述电热机构配置为能够变频进行温控，其温控范围为0～650℃。
9.可选的，所述电阻丝盘绕成螺旋形结构。
10.通过上述技术方案，由于所述加热气体入口用于与外部的气源连通，所述加热气体出口用于与反应炉总成的炉膛连通，所述电热机构配置为能够提升所述加热腔室内部的温度，因此，来自于所述气源的助燃空气在经过本实用新型的加热装置时能够升高温度，从而使进入所述炉膛中的助燃空气的温度能够达到600～650℃，进而提高了反应炉总成的混合气体的燃烧效率。
11.本实用新型还提供一种反应炉总成，所述反应炉总成包括反应炉体以及上述的加热装置；所述反应炉体包括用于含硫废弃物混合液进行燃烧反应的炉膛，所述反应炉体设有与所述炉膛连通的燃料气入口和工艺气体出口，所述燃料气入口配置为能够向所述炉膛中提供燃料气体；所述加热装置的加热气体出口与所述炉膛连通以向所述炉膛中提供助燃空气。
12.可选的，所述炉膛呈圆筒状结构，所述燃料气入口和所述工艺气体出口沿所述炉膛的轴向方向间隔设置在所述炉膛的两端，所述燃料气入口配置为能够向所述炉膛中提供沿所述炉膛的轴向方向流动的燃料气体；所述反应炉体开设有与所述炉膛连通的第一助燃空气入口和第二助燃空气入口，所述第一助燃空气入口和所述第二助燃空气入口均与所述加热气体出口连通并配置为能够沿所述炉膛的切线方向分别向所述炉膛中提供助燃空气，所述第一助燃空气入口提供的助燃空气的流动方向与所述第二助燃空气入口提供的助燃空气的流动方向相同。
13.可选的，所述加热装置的加热壳体固定设置于所述反应炉体的外壁，所述加热气体出口分别与所述第一助燃空气入口及所述第二助燃空气入口对应设置。
14.可选的，一个所述第一助燃空气入口和一个所述第二助燃空气入口为一个助燃空气入口组，所述反应炉体包括多个所述助燃空气入口组，多个所述助燃空气入口组沿所述炉膛的轴向间隔分布设置。
15.可选的，所述加热装置的数量与所述助燃空气入口组的数量相同，多个所述加热装置的加热气体出口与多个助燃空气入口组一一对应连通。
16.本实用新型还提供一种含硫废弃物处理系统，所述含硫废弃物处理系统包括转化器和上述的反应炉总成，所述反应炉总成的工艺气体出口用于向所述转化器提供工艺气体，所述转化器内部设有用于与工艺气体反应的催化剂。
17.所述含硫废弃物处理系统与上述加热装置、上述反应炉总成相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
18.本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
19.图1是本实用新型的加热装置的一种实施方式的结构示意图；
20.图2是本实用新型的反应炉总成的一种实施方式的示意图；
21.图3是本实用新型的反应炉体的侧视图；
22.图4是本实用新型的反应炉体的正视图；
23.图5是本实用新型的含硫废弃物处理系统的一种实施方式的示意图。
24.附图标记说明
25.110-加热壳体，111-加热腔室，112-加热气体入口，113-加热气体出口，120-电阻丝，
26.200-反应炉体，210-炉膛，220-燃料气入口，230-工艺气体出口，241-第一助燃空气入口，242-第二助燃空气入口，
27.300-气源，
28.400-液体喷枪，
29.500-转化器，
30.600-旋风过滤器
具体实施方式
31.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处
所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
32.如图1所示，本实用新型的加热装置包括加热壳体110和电热机构；加热壳体110内部具有加热腔室111，加热壳体110开设有分别与加热腔室111连通的加热气体入口112和加热气体出口113，加热气体入口112用于与外部的气源300连通，加热气体出口113用于与反应炉总成的炉膛210连通；电热机构配置为能够提升加热腔室111内部的温度。
33.在本实用新型中，由于加热气体入口112与气源300连通，加热气体出口113与反应炉总成的炉膛210连通，电热机构能够提升加热腔室111内部的温度，因此，来自于气源300的助燃空气在经过本实用新型的加热装置时能够升高温度，从而使进入炉膛210中的助燃空气的温度能够达到600～650℃，进而提高了反应炉总成的混合气体的燃烧效率。
34.应当理解的是，电热机构可以采用多种形式，例如，电热机构可以包括设置在加热壳体110的外壁或者加热壳体110的壁中的电阻丝，通过电阻丝间接对加热腔室111进行加热，为了进一步提高加热效率，在本实用新型的一种实施方式中，电热机构包括设置在加热腔室111中的电阻丝120，通过将电阻丝120设置在加热腔室111内部，使得助燃空气直接与电阻丝120接触，大大提高了加热效率。
35.为了进一步提高电热机构的加热效率，在本实用新型的一种实施方式中，电阻丝120的数量为多个，并且，电阻丝120盘绕成螺旋形结构。
36.本实用新型还提供了一种反应炉总成，如图2至图4所示，反应炉总成包括反应炉体200以及上述的加热装置；反应炉体200包括用于含硫废弃物混合液进行燃烧反应的炉膛210，反应炉体200设有与炉膛210连通的燃料气入口220和工艺气体出口230，燃料气入口220配置为能够向炉膛210中提供燃料气体；加热装置的加热气体出口113与炉膛210连通以向炉膛210中提供助燃空气。
37.进一步的，反应炉总成还可以包括气源300，加热装置的加热气体入口112与气源300连通，由于反应炉总成包括上述的加热装置，使得气源300的助燃空气在经过加热装置时升高温度，从而使进入炉膛210中的助燃空气的温度能够达到600～650℃，提高了混合气体的燃烧效率。
38.进一步的，炉膛210呈圆筒状结构，燃料气入口220和工艺气体出口230沿炉膛210的轴向方向间隔设置在炉膛210的两端，燃料气入口220配置为能够向炉膛210中提供沿炉膛210的轴向方向流动的燃料气体；反应炉体200开设有与炉膛210连通的第一助燃空气入口241和第二助燃空气入口242，第一助燃空气入口241和第二助燃空气入口242均与加热气体出口113连通并配置为能够沿炉膛210的切线方向分别向炉膛210中提供助燃空气，第一助燃空气入口241提供的助燃空气的流动方向与第二助燃空气入口242提供的助燃空气的流动方向相同。
39.由于第一助燃空气入口241和第二助燃空气入口242都是沿着反应炉体200的内壁的切线方向(也就是炉膛210的切线方向)开设的，因此从第一助燃空气入口241和第二助燃空气入口242喷出的助燃空气都能够沿着炉膛210内壁的周向方向流动，这使得燃料气体和助燃空气的混合气体以螺旋状的形式(如图3所示)向工艺气体出口230流动，因此，在以螺旋状形式的流动过程中，混合气体在炉膛210中的停留时间能够更加地充裕，得以充分地与含硫废弃物混合液进行燃烧反应，进而提高反应炉体200的燃烧效率，并且，由于混合气体能够在炉膛210中停留更久的时间，因此可以相对缩短燃料气入口220和工艺气体出口230
之间的距离，使得本实用新型的反应炉体200能够得以小型化。
40.为了便于整个反应炉总成实现小型化，在本实用新型的一种实施方式中，加热装置的加热壳体110固定设置于反应炉体200的外壁，加热气体出口113分别与第一助燃空气入口241及第二助燃空气入口242对应设置，这样不仅使得加热装置和反应炉体200更加紧凑，也使得加热装置能够获得更加稳定的支撑。
41.为了便于说明，使得一个第一助燃空气入口241和一个第二助燃空气入口242为一个助燃空气入口组，当然，助燃空气入口组也可以不仅仅包括第一助燃空气入口241和第二助燃空气入口242，还可以包括第三助燃空气入口、第四助燃空气入口等等，这些助燃空气入口都位于炉膛210的相同的径向平面中，并且都沿着同一方向即同为顺时针或逆时针开口设置，这样也可以保证混合气体在炉膛210中形成螺旋状流动形式。
42.为了更加充分地提供助燃空气，在本实用新型的一种实施方式中，如图3所示，反应炉体200包括多个助燃空气入口组，多个助燃空气入口组沿炉膛210的轴向间隔分布设置。
43.为了能够更好地调控进入炉膛210中的助燃空气的温度，在本实用新型的一种实施方式中，加热装置的数量与助燃空气入口组的数量相同，多个加热装置的加热气体出口113与多个助燃空气入口组一一对应连通，也就是说，能够根据需要分别控制不同的加热装置的加热稳定，达到分别控制多个助燃空气入口组处的助燃空气的温度的目的。
44.为了尽可能地方便生产以及维护，在本实用新型的一种实施方式中，第一助燃空气入口241和第二助燃空气入口242相对于炉膛210的轴线对称设置。这样设置能够使得由第一助燃空气入口241喷入炉膛210中的助燃空气在经过第二助燃空气入口242时被加速，从而保证助燃空气沿周向流动时的流动速度。
45.需要说明的是，在本实用新型的一种实施方式中，如图3和图4所示，第一助燃空气入口241的开口方向和第二助燃空气入口242的开口方向均垂直于炉膛210的轴线方向，也就是说燃料气体的流动方向垂直于助燃空气的流动方向所形成的平面。而在本实用新型的另一种实施方式中，第一助燃空气入口241的开口方向和第二助燃空气入口242的开口方向均朝向燃料气入口220倾斜，这样设置的好处是，助燃空气进入炉膛210的流动方向与燃料气体的流动方向相逆，使得助燃空气与燃料气体能够混合的更加充分，并且使得混合气体的流动速度减慢，进一步增加了混合气体在炉膛210中的流动时间，从而能够使反应炉体200的体积更加小型化。当然，第一助燃空气入口241的开口方向和第二助燃空气入口242的开口方向只需要稍微朝向燃料气入口220倾斜一点即可，例如可以朝向燃料气入口220倾斜20～40
°
。
46.为了能够进一步提高燃烧效率，在本实用新型的一种实施方式中，助燃空气入口组配置为能够调节向炉膛210提供的助燃空气的气流量，也就是说，通过调节助燃空气和燃料气体的比例而达到调节并提高燃烧效率的目的。
47.为了使含硫废弃物混合液能够更加充分地与混合气体进行混合，使得燃烧更加充分、彻底，在本实用新型的一种实施方式中，反应炉总成还包括液体喷枪400，液体喷枪400配置为能够将含硫废弃物混合液充分地雾化，从而向炉膛210中提供雾化的含硫废弃物混合液。
48.通过上述实施方式中关于反应炉体200、加热装置以及液体喷枪400的设计，本实
用新型的反应炉总成能够极大地提高燃烧效率，同时使得反应炉体200尽可能地小型化，降低运行成本。
49.如图5所示，本实用新型还提供了一种含硫废弃物处理系统，含硫废弃物处理系统包括转化器和上述的反应炉总成，反应炉体200的工艺气体出口230用于向转化器500提供工艺气体，转化器500内部设有用于与工艺气体反应的催化剂。
50.工艺气体在经过转化器500时充分地转化，使得最终经过吸收塔之后的工艺气体实现so2浓度≤50mg/m3，nox浓度≤100mg/m3，酸雾≤5mg/m3，颗粒物浓度≤30mg/m3。
51.进一步的，在本实用新型的一种实施方式中，含硫废弃物处理系统还可以包括设置在工艺气体出口230与转化器500之间的旋风过滤器600，旋风过滤器600用于去除从工艺气体出口230排出的工艺气体中的金属尘埃。
52.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。