權(quán)利要求書： 1.一種蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，其特征在于，包括：焚燒爐，所述焚燒爐的底部連通有煙氣通道，所述焚燒爐頂部安裝有若干熱等離子體炬；

所述煙氣通道以及焚燒爐內(nèi)鋪設(shè)有多個相互串聯(lián)的蓄熱換熱器，有機廢氣從相互串聯(lián)的蓄熱換熱器的一端進入后通過不斷蓄熱從位于所述焚燒爐內(nèi)部的蓄熱換熱器的一端排出進入到所述焚燒爐內(nèi)，經(jīng)過所述熱等離子體炬處理后從所述煙氣通道排出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，其特征在于，所述蓄熱換熱器為

2?4個，鋪設(shè)在所述煙氣通道上的蓄熱換熱器個數(shù)為2?3個，其余設(shè)置在所述焚燒爐內(nèi)部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，其特征在于，所述蓄熱換熱器的個數(shù)為3個，鋪設(shè)在所述煙氣通道上的蓄熱換熱器個數(shù)為2個，設(shè)置在所述焚燒爐內(nèi)部的蓄熱換熱器距離所述熱等離子體炬的垂直距離為50?80cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，其特征在于，所述焚燒爐頂部安裝的熱等離子體炬的個數(shù)為2?6個。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，其特征在于，位于中間的所述熱等離子體炬沿豎直方向排列，兩端的所述熱等離子體炬沿傾斜方向。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，其特征在于，所述熱等離子體炬的個數(shù)為3個，均沿豎直方向排列。

7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一項所述的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，其特征在于，還包括溫度傳感器以及空氣補充裝置，所述溫度傳感器以及所述空氣補充裝置設(shè)置在所述焚燒爐的側(cè)壁上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一項所述的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，其特征在于，還包括有機物濃度檢測儀器，所述有機物濃度檢測儀器設(shè)置在有機廢氣從相互串聯(lián)的蓄熱換熱器的一端進入的進口處。

9.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一項所述的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，其特征在于，還包括PLC控制器，所述PLC控制器用于控制焚燒爐以及蓄熱換熱器的工作。

10.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一項所述的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，其特征在于，在所述煙氣通道的底部設(shè)置有煙氣排放閥門以用于控制煙氣的排出。

說明書： 一種蓄熱式熱等離子體焚燒裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實用新型涉及有機廢氣處理領(lǐng)域，尤其涉及一種蓄熱式熱等離子體焚燒裝置。背景技術(shù)[0002] 蓄熱式熱氧化爐(RTO)的特點是換熱器采用陶瓷蓄熱床，氧化分解后氣體將自身攜帶大量熱量傳遞并儲蓄在蓄熱床中，然后讓進入氧化器的氣體從蓄熱床中通過，換取熱

量。常規(guī)RTO采用燃油或燃氣焚燒作為熱源，需要消耗大量氧氣，開機前需要預(yù)熱幾個小時

到十幾個小時。常規(guī)RTO設(shè)備體積龐大，陶瓷蓄熱體風(fēng)阻大，工作時驟冷、驟熱，使用壽命短、

維護成本高。

[0003] 有機廢氣(OCs)中的顆粒物會對陶瓷蓄熱體(蓄熱床)造成堵塞，從而導(dǎo)致流阻增大。陶瓷蓄熱體(蓄熱床)也極易因為煙氣中焦油物質(zhì)造成結(jié)焦而報廢。

[0004] 此外，常規(guī)RTO在設(shè)計時應(yīng)充分考慮廢氣來源、組成、濃度變化、氣量大小、自身實際工況等可能產(chǎn)生的不利影響，根據(jù)需要增設(shè)相應(yīng)附屬設(shè)施和安全設(shè)施。

[0005] 有鑒于此，特提出本實用新型。實用新型內(nèi)容

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供了一種蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，該蓄熱式熱等離子體焚燒裝置使用時不需要預(yù)熱，有機廢氣(OCs)進入蓄熱式熱等離子

體焚燒裝置(TP?RTO)在熱等離子體炬作用下瞬間裂解，蓄熱換熱器吸收熱等離子體炬RTO

焚燒產(chǎn)生的熱量，加熱有機廢氣(OCs)，節(jié)約能源，實現(xiàn)簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，節(jié)約能源的目的，且

無需天燃氣或燃油，無外源性附加碳及排放，符合國家倡導(dǎo)的低碳發(fā)展戰(zhàn)略需求。

[0007] 為了實現(xiàn)本實用新型的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：[0008] 本實用新型提供的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置，包括：焚燒爐，所述焚燒爐的底部連通有煙氣通道，所述焚燒爐頂部安裝有若干熱等離子體炬；

[0009] 所述煙氣通道以及焚燒爐內(nèi)鋪設(shè)有多個相互串聯(lián)的蓄熱換熱器，有機廢氣從相互串聯(lián)的蓄熱換熱器的一端進入后通過不斷蓄熱從位于所述焚燒爐內(nèi)部的蓄熱換熱器的一

端排出進入到所述焚燒爐內(nèi)，經(jīng)過所述熱等離子體炬處理后從所述煙氣通道排出。

[0010] 現(xiàn)有技術(shù)中有機廢氣的處理主要采用蓄熱式熱氧化爐(RTO)，常規(guī)的蓄熱式熱氧化爐(RTO)采用燃油或燃氣焚燒作為熱源，需要消耗大量氧氣，開機前需要預(yù)熱幾個小時到

十幾個小時。且常規(guī)RTO設(shè)備體積龐大，陶瓷蓄熱體風(fēng)阻大，工作時驟冷、驟熱，使用壽命短、

維護成本高。

[0011] 本實用新型通過在傳統(tǒng)的蓄熱式熱氧化爐(RTO)結(jié)構(gòu)上進行改進，采用熱等離子體炬作為熱源，替代天然氣或燃油，以達到節(jié)能環(huán)保的目的，熱等離子體(ThermalPlasma)

高效裂解技術(shù)是基于準平衡等離子體(Te≈Ti≈Th)通過十幾萬伏電動勢在特定空間聚能

放電，形成高溫、高焓、高能量密度的等離子體高效電弧，溫度達5000～6000K，在高溫和高

電動勢雙重作用下，經(jīng)激發(fā)、電離、氧化、裂解、均相氣化等系列復(fù)雜反應(yīng)，破壞污染物分子

內(nèi)部化學(xué)鍵，使有機污染物(OCs)在瞬間(千分之1秒)被電離、裂解，從而使復(fù)雜的大分子

污染物分解和轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿拥陌踩镔|(zhì)，形成水、二氧化碳及單體物質(zhì)等，實現(xiàn)污染物處理

的目的。可見熱等離子體裂解技術(shù)在有機廢氣處理領(lǐng)域?qū)⒕哂蟹浅：玫墓I(yè)化應(yīng)用前景。

[0012] 并且本實用新型同時改變了傳統(tǒng)蓄熱的方式，采用若干串聯(lián)的蓄熱換熱器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的陶瓷蓄熱體，避免了阻塞，簡化了操作，并同時提高爐膛內(nèi)空氣的流動性，實現(xiàn)對有機

廢氣更好的處理。

[0013] 當然，本實用新型的蓄熱換熱器部分安裝在焚燒爐內(nèi)，部分安裝在煙氣通道上，焚燒爐內(nèi)設(shè)置的蓄熱換熱器可以顯著提高換熱效率，安裝在煙氣通道上的蓄熱換熱器可以通

過與從煙氣通道出來的煙氣互相換熱后，達到蓄熱的目的。

[0014] 總之，本實用新型是一種能夠持續(xù)處理有機廢氣(OCs)的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置(TP?RTO)，使用時不需要預(yù)熱，有機廢氣(OCs)進入蓄熱式熱等離子體焚燒裝置(TP?

RTO)在熱等離子體炬作用下瞬間裂解。

[0015] 蓄熱換熱器吸收熱等離子體炬RTO焚燒產(chǎn)生的熱量，加熱有機廢氣(OCs)，實現(xiàn)簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，節(jié)約能源的目的。

[0016] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，所述蓄熱換熱器為2?4個，鋪設(shè)在所述煙氣通道上的蓄熱換熱器個數(shù)為2?3個，其余設(shè)置在所述焚燒爐內(nèi)部。

[0017] 蓄熱換熱器的類型最好為列管式，列管蓄熱換熱器采用耐熱鋼制造，結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長，焚燒爐內(nèi)部的列管式蓄熱換熱器吸收RTO焚燒熱量，有機廢氣通過列管式蓄熱換

熱器時其溫度已經(jīng)接近RTO焚燒裝置工作溫度，熱交換效率優(yōu)于陶瓷蓄熱體等常規(guī)技術(shù)。

[0018] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，焚燒爐的爐體采用陶瓷纖維保溫材料，陶瓷纖維保溫層其強度、保溫性能均優(yōu)于常規(guī)保溫材料。

[0019] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，所述蓄熱換熱器的個數(shù)為3個，鋪設(shè)在所述煙氣通道上的蓄熱換熱器個數(shù)為2個，設(shè)置在所述焚燒爐內(nèi)部的蓄熱換熱器距離所述熱等離

子體炬的垂直距離為50?80cm。

[0020] 三組列管式蓄熱換熱器串行依次聯(lián)接，一組列管式蓄熱換熱器置于焚燒爐內(nèi)部，另外兩組列管式蓄熱換熱器置于煙氣通道焚燒爐的外部。

[0021] 焚燒后的煙氣依次由三組列管式蓄熱換熱器煙氣通道與列管外壁熱交換后，溫度大幅度降低，通過煙氣通道排放出去。

[0022] 有機廢氣依次由三組列管式蓄熱換器列管進入焚燒爐內(nèi)，與焚燒后的煙氣流動方向互逆，列管內(nèi)壁與有機廢氣接觸將熱量傳遞給有機廢氣，有機廢氣逐次提升，實現(xiàn)熱等離

子RTO焚燒煙氣熱交換的全過程。

[0023] 當然，位于焚燒爐內(nèi)的蓄熱換熱器不能與熱等離子體炬的距離太近，最好保持50?80cm的距離，具體實際距離可根據(jù)爐膛的大小實時調(diào)整，目的是提高處理效果，距離太近可

能會影響處理效果，對有機廢氣的處理不夠完全。

[0024] 本實用新型的熱等離子體炬由數(shù)只焰心溫度達到3000℃，火焰溫度超過1000℃，使用壽命超過5千小時的熱等離子炬組成陣列，在焚燒爐體內(nèi)形成均勻熱場，待爐溫達到預(yù)

設(shè)溫度后等離子體炬自動關(guān)閉。通過采用熱等離子體炬焚燒有機廢氣較傳統(tǒng)方式節(jié)能高

效，熱等離子體炬熱效率高達90％以上，不消耗氧氣，熱效率顯著高于燃氣焚燒等常規(guī)技

術(shù)，不需要天然氣、燃油等易燃物，沒有消防安全問題。

[0025] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，所述焚燒爐頂部安裝的熱等離子體炬的個數(shù)為2?6個。

[0026] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，位于中間的所述熱等離子體炬沿豎直方向排列，兩端的所述熱等離子體炬沿傾斜方向。沿傾斜方向設(shè)置可以提高爐膛內(nèi)的空氣流通性。

[0027] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，所述熱等離子體炬的個數(shù)為3個，均沿豎直方向排列。一般實際操作過過程中處于經(jīng)濟性考慮熱等離子體炬的個數(shù)不宜過多，將根據(jù)爐

腔的大小和被處理有機廢氣濃度設(shè)定。

[0028] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，本實用新型的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置還包括溫度傳感器以及空氣補充裝置，所述溫度傳感器以及所述空氣補充裝置設(shè)置在所述焚

燒爐的側(cè)壁上。

[0029] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，該裝置還包括有機物濃度檢測儀器，所述有機物濃度檢測儀器設(shè)置在有機廢氣從相互串聯(lián)的蓄熱換熱器的一端進入的進口處。有機物濃

度檢測儀器根據(jù)有機廢氣濃度檢測數(shù)據(jù)，啟動空氣補充裝置向RTO內(nèi)補充空氣，保證焚燒效

果，避免廢氣濃度過高發(fā)生燃爆事故。

[0030] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，還包括PLC控制器，所述PLC控制器用于控制焚燒爐以及蓄熱換熱器的工作。PLC控制器根據(jù)溫度傳感器檢測結(jié)果調(diào)整熱等離子體炬功率，

當有機物廢氣自行燃燒時熱等離子炬關(guān)閉，實現(xiàn)節(jié)能、經(jīng)濟的良性循環(huán)。

[0031] 優(yōu)選地，以觸摸屏輸入技術(shù)參數(shù)由PLC控制器控制RTO焚燒裝置各部件運行。[0032] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，在所述煙氣通道的底部設(shè)置有煙氣排放閥門以用于控制煙氣的排出。PLC控制煙氣排放閥門開啟、關(guān)閉節(jié)奏，調(diào)整有機廢氣焚燒工藝。

[0033] 優(yōu)選地，作為進一步可實施的方案，本實用新型的裝置還包括泄爆裝置，當RTO設(shè)備發(fā)生爆燃時，泄爆裝置開啟保障系統(tǒng)安全。

[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的技術(shù)效果在于：[0035] 本實用新型的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置使用時不需要預(yù)熱，有機廢氣(OCs)進入蓄熱式熱等離子體焚燒裝置(TP?RTO)在熱等離子體炬作用下瞬間裂解，蓄熱換熱器吸

收熱等離子體炬RTO焚燒產(chǎn)生的熱量，加熱有機廢氣(OCs)，節(jié)約能源，實現(xiàn)簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，

節(jié)約能源的目的，且無需天燃氣或燃油，無外源性附加碳及排放，符合國家倡導(dǎo)的低碳發(fā)展

戰(zhàn)略需求。

附圖說明[0036] 通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本實用

新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

[0037] 圖1為本實用新型實施例的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0038] 圖2為本實用新型實施例的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置的蓄熱換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0039] 附圖說明：[0040] 1?焚燒爐；2?熱等離子體炬；[0041] 3?陶瓷纖維保溫層；4?蓄熱換熱器；[0042] 5?煙氣通道；6?煙氣排放閥門。具體實施方式[0043] 下面將結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不

是全部的實施例，僅用于說明本實用新型，而不應(yīng)視為限制本實用新型的范圍?；诒緦嵱?br />
新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實

施例，都屬于本實用新型保護的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商

建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)

產(chǎn)品。

[0044] 在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是

為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定

的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第

一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

[0045] 在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地

連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，

可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)

語在本實用新型中的具體含義。

[0046] 為了更加清晰的對本實用新型中的技術(shù)方案進行闡述，下面以具體實施例的形式進行說明。

[0047] 實施例[0048] 如圖1?圖2所示，本實用新型的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置包括：焚燒爐1，焚燒爐1的底部連通有煙氣通道5，焚燒爐1頂部安裝有若干熱等離子體炬2，該實施例的熱等離子

體炬2的個數(shù)可以為2?6個，優(yōu)選為3個，位于中間的所述熱等離子體炬2沿豎直方向排列，兩

端的所述熱等離子體炬2沿傾斜方向，或者所有熱等離子體炬2沿豎直方向排列，傾斜方向

排列可以提高爐膛內(nèi)的空氣流通性。

[0049] 煙氣通道5以及焚燒爐1內(nèi)鋪設(shè)有多個相互串聯(lián)的蓄熱換熱器4，有機廢氣從相互串聯(lián)的蓄熱換熱器4的一端進入后通過不斷蓄熱從位于所述焚燒爐1內(nèi)部的蓄熱換熱器4

的一端排出進入到所述焚燒爐1內(nèi)，經(jīng)過所述熱等離子體炬2處理后從所述煙氣通道5排出，

煙氣通道5的底部設(shè)置有煙氣排放閥門6以用于控制煙氣的排出。

[0050] 本實施例的蓄熱換熱器4類型為列管式蓄熱換熱器4，有機廢氣走管程，依次通過串聯(lián)的列管式蓄熱換熱器4進入到焚燒爐1體內(nèi)，列管內(nèi)壁與有機廢氣接觸將熱量傳遞給有

機廢氣，有機廢氣逐次提升，實現(xiàn)熱等離子RTO焚燒煙氣熱交換的全過程。列管式蓄熱換熱

器4個數(shù)可以為2?4個，鋪設(shè)在煙氣通道上的蓄熱換熱器4個數(shù)為2?3個，其余設(shè)置在焚燒爐1

內(nèi)部，較優(yōu)地蓄熱換熱器4的個數(shù)為3個，鋪設(shè)在煙氣通道上的蓄熱換熱器4個數(shù)為2個，設(shè)置

在所述焚燒爐1內(nèi)部的蓄熱換熱器4距離熱等離子體炬2的垂直距離為50?80cm，焚燒后的煙

氣依次由排布了三組列管式蓄熱換熱器4的煙氣通道5與列管內(nèi)的有機廢氣熱交換后，溫度

大幅度降低，通過煙氣通道5排放出去。

[0051] 焚燒爐1的爐體采用陶瓷纖維保溫材料，陶瓷纖維保溫層3其強度、保溫性能均優(yōu)于常規(guī)保溫材料。

[0052] 該實施例的蓄熱式熱等離子體焚燒裝置包括有溫度傳感器、空氣補充裝置，有機物濃度檢測儀器，泄爆裝置以及PLC控制器，溫度傳感器以及空氣補充裝置設(shè)置在所述焚燒

爐1的側(cè)壁上，有機物濃度檢測儀器設(shè)置在有機廢氣從相互串聯(lián)的蓄熱換熱器4的一端進入

的進口處。

[0053] 有機物濃度檢測儀器根據(jù)有機廢氣濃度檢測數(shù)據(jù)，啟動空氣補充裝置向RTO內(nèi)補充空氣，保證焚燒效果，避免廢氣濃度過高發(fā)生燃爆事故，PLC控制器根據(jù)溫度傳感器檢測

結(jié)果調(diào)整熱等離子體炬2功率，當有機物廢氣自行燃燒時熱等離子炬關(guān)閉，實現(xiàn)節(jié)能、經(jīng)濟

的良性循環(huán)，同時PLC控制煙氣排放閥門6開啟、關(guān)閉節(jié)奏，調(diào)整有機廢氣焚燒工藝，當RTO設(shè)

備發(fā)生爆燃時，泄爆裝置還可實現(xiàn)開啟保障系統(tǒng)安全，整個裝置通過PLC控制器可以實現(xiàn)更

為智能化的操作。

[0054] PLC控制器帶有觸摸屏以更為方便的控制RTO焚燒裝置各部件運行。[0055] 最后，可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不脫離

本實用新型的原理和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本

實用新型的保護范圍。