1.本技术属于环保领域，特别涉及一种用于废气处理的蓄热燃烧设备和废气处理装置。
背景技术：
2.大气污染是当前全球面临着的重要环境问题之一。尤其对于工业发达地区，虽然在过去的几十年里，也致力于控制大气污染物的排放，使得常规污染物二氧化硫、氮氧化物、粗颗粒物的排放控制水平都得到了长足的进步，年均二氧化硫浓度逐年下降，实现了稳定达标；pm10的浓度也下降比较明显，氮氧化物的年均浓度稳中有降。然而，以pm2.5、臭氧等为核心的复合型污染却日益突出，从目前的发展趋势看，超重污染天气已经成为全球大气治理历史上的一个重要拐点，因此，控制战略必须从常规污染物到二次污染物延伸，从单一污染物控制向多污染物协同控制转变。
3.vocs、no
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是臭氧的重要前体污染物，同时也是pm2.5的重要前体污染物。特别值得重视的是挥发性有机物(vocs)，因为在过去几十年来，气态污染物控制的重点都在二氧化硫和氮氧化物上，对挥发性有机物的控制基础和认识都不足。实际上，vocs除了对雾霾污染有重要贡献外，大部分vocs还具有直接或间接的健康影响，甚至是气候效应。在以往的环保行动计划中，虽然脱硫、脱硝工程得以顺利推行和落实，而vocs排放恰恰随着石化、化工以及涂装等工业的发展，呈现明显的增量趋势，由此vocs控制显得尤为重要。
4.相对于各种成熟的控制硫氧化物、氮氧化物的标准而言，对vocs的标准尚十分缺乏或者比较宽松。并且，新的形势下，即使满足旧有的控制或排放标准，也难以满足当前和长期污染控制的需求。
5.另外，在vocs污染治理技术中，蓄热燃烧(rto)、催化氧化、直接燃烧、吸附、生物法、吸收、等离子体、冷凝、光解技术等技术都有广泛的应用。而对于中、高浓度有机废气，在现有技术中，较多地采用了高温焚烧技术，相应的设备主要是带换热器的热力焚烧设备和蓄热焚烧设备(rto)。
6.其中rto设备在vocs浓度较高时，不须额外提供燃料就能维持运行，且热回收效率高(≥90％)，可大大降低运行成本，因此近年来得到了普遍的应用，是目前国际上最为普遍，也是最高效的、最稳定的vocs治理技术和装置。
7.rto设备经过多年应用，已从20世纪70年代的第一代(二塔式)、80年代的第二代(三塔式)、90年代的第三代(单筒单阀旋转式多室)等发展到到21世纪的第四代(单筒多阀旋转式多室)。并且，废气处理效率从90～95.0％到95.0～97.0％、再到95.0～98.0％、98.0～99.0％，得到了逐步提高。即使最新型的单筒多阀旋转式的rto的处理效率也未见超过99.5％的报道。
8.引用文献1通过在rto设备中设置可移动的活动膜片来对各种气体进行分配以提高处理效率，避免超标排放。
9.引用文献2公开了一种基于rto的低no
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补充燃烧以及vocs高效去除方法，其通过
对废气浓度的检测和反馈以决定是否加入补充的天然气或空气，使得高效去除氮氧化物以及vocs成分。
10.然而，尽管对装置进行了诸多改进，但由于阀门和蓄热陶瓷各室之间存在或多或少的泄漏，即使是第四代rto设备要达到nmhc(除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物)排放限值50.0mg/m3以下的要求也是困难的。并且，目前还没有rto设备厂家承诺可以保证处理效率达到99.5％以上，而且随着环保标准的越来越严格，要继续消减vocs的排放，必须继续提高处理效率才能满足越来越严的排放限值。
11.引用文献：
12.引用文献1：cn107149846a
13.引用文献2：cn107152691a
技术实现要素：
14.本技术旨在提出一种用于废气处理的蓄热燃烧设备和废气处理装置以提高废气处理效率。
15.本技术提出一种用于废气处理的蓄热燃烧设备，所述蓄热燃烧设备包括：
16.壳体，所述壳体内设置有蓄热区和燃烧区，所述蓄热区位于所述燃烧区的下方，所述蓄热区包括蓄热材料以及隔离板，通过所述隔离板将所述蓄热区分隔为多个室，
17.其中，至少一个所述隔离板延伸出所述蓄热区的蓄热材料而进入所述燃烧区。
18.优选地，所述隔离板设置有多个，所述隔离板全部延伸出所述蓄热区的蓄热材料而进入所述燃烧区。
19.优选地，所述壳体设置有燃烧头，进入所述燃烧区的所述隔离板的顶部低于所述燃烧头。
20.优选地，所述壳体设置有余热回收装置接口，进入所述燃烧区的所述隔离板的顶部低于所述余热回收装置接口。
21.优选地，所述隔离板设置有多个，通过多个所述隔离板将所述蓄热区分隔为至少4个室，这些室包括进气室、排气室、隔离室以及吹扫室，其中，所述进气室与所述排气室被所述隔离室和所述吹扫室隔开。
22.优选地，通过所述隔离板将所述蓄热区分隔为9个以上等体积的室，这些室包括3个进气室、3个排气室、1个隔离室以及2个吹扫室，其中，所述进气室与所述排气室被所述隔离室和所述吹扫室隔开。
23.优选地，通过所述隔离板将所述蓄热区分隔为4个以上等体积的室，并且这些室包括吹扫室和隔离室，所述吹扫室和所述隔离室的总数为所有室总数的1/5以上。
24.优选地，通过所述隔离板将所述蓄热区分隔为多个室，这些室包括吹扫室和进气室，所述吹扫室的吹扫风量为所述进气室的进风量的1/5以上。
25.优选地，所述蓄热区为蓄热材料填充的圆柱体区域，所述隔离板从所述蓄热区的中心向周边辐射设置。
26.本技术还提出一种废气处理装置，所述废气处理装置包括上述技术方案中任一项所述的蓄热燃烧设备。
27.通过采用上述技术方案，本技术能够获得如下的技术效果中的至少一个：
28.(1)使得蓄热区的隔板延伸至所述燃烧区，从而能够使得气体在炉体内的停留时间增加，有利于充分的热处理和氧化，进而有利于提高废气的处理效率。
29.(2)通过将蓄热区设置为多个(区域)室，且使得每个进气室和排气室不相邻，避免了由于密封不严导致高浓度废气未经氧化或燃烧处理而直接进入排气室；即使有少量进气室的高浓度有机废气泄漏到隔离室，也会作为下一步的进气在高温炉膛内被彻底氧化处理掉。
30.(3)通过优化吹扫室和隔离室的数量和位置，能够优化吹扫效果，使有机废气残留较少。
附图说明
31.图1示出了根据本技术的实施方式的蓄热燃烧设备的隔离板与传统蓄热区顶层面的对比。
32.图2示出了根据本技术的实施方式的废气处理装置的结构示意图。
33.图3示出了根据本技术的实施方式的废气处理装置的蓄热燃烧设备的结构示意图。
34.图4示出了根据本技术的实施方式的废气处理装置的蓄热燃烧设备的剖面图。
35.图5示出了根据本技术的多个实施方式的废气处理装置的蓄热燃烧设备的剖面图。
36.附图标记说明
37.10蓄热燃烧设备 1壳体 11进气管 12排气管 13吹扫管 14隔离板 15燃烧头 16余热回收装置接口
38.2切换阀
39.a1蓄热区 a2燃烧区
40.20进气设备 201主进气管 202风机 203第一吹扫风管 204反吹扫风机 205第二吹扫风管
41.30助燃设备 301助燃风机 302混合腔
42.40排气设备 401排气管 402烟囱
43.50余热回收设备
44.r1进气室 r2排气室 r3隔离室 r4吹扫室。
具体实施方式
45.为了更加清楚地阐述本技术的上述目的、特征和优点，在该部分结合附图详细说明本技术的具体实施方式。除了在本部分描述的各个实施方式以外，本技术还能够通过其他不同的方式来实施，在不违背本技术精神的情况下，本领域技术人员可以做相应的改进、变形和替换，因此本技术不受该部分公开的具体实施例的限制。本技术的保护范围应以权利要求为准。
46.基于现有的蓄热燃烧(rto)的设计，当进气有机废气浓度在2000-10000mg/m3时，虽然理论上能够将废气处理效率提高到接近或达到99％，但如果进一步的提高处理效率，或者使得nmhc(除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物)排放值达到50.0mg/m3以下，是非
常困难的。
47.实际操作中，虽然可以通过例如引用文献2等方法进行气体补充以促进有害化合物充分燃烧，或者提高燃烧温度或优化温度分布，但通常需要重新设计系统结构，因此，担心的是，结构的复杂性或操作的复杂性对于需要长时间剧烈条件下工作的设备而言，稳定性有随运行时间的增加而降低的危险。
48.另外，对于引用文献1的rto设备，通过控制可移动的活动膜片，在不同的时间将分离器室分别与超标储气室或达标储气室连接，以实现气体的分配。但一方面，通过分离室的设置，对于加热/燃烧的充分性帮助不大，对处理效率的提高也比较有限；另一方面，由于依靠可动部件的移动以完成不同气室的联通，因此，对于设备的封闭性也有影响。
49.如图1至图5所示，本技术提出一种废气处理装置，其包括蓄热燃烧(以下也简称“rto”)设备10、进气设备20、助燃设备30、排气设备40和余热回收设备50。在本技术的具体实施方式中，rto设备是一种单筒多阀旋转式的rto设备。
50.适用于本技术的废气处理装置所处理的废气可以是有机废气，对于有机废气没有特别限制。可以是来自于工业生产(例如印刷、涂装、汽车喷漆工艺等)中的废气，也可以是来自于垃圾燃烧后所产生的废气，也可以是其它的人类活动所产生的废气。
51.本实施方式而言，上述废气是指vocs废气，或者主要由vocs组成的废气。
52.一些可能的具体实施方案中，所述废气包括各种vocs气体(挥发性有机化合物，volatile organic compounds)。vocs主要来源于喷涂行业、皮革行业、石油化工厂、印刷行业、污水/垃圾处理厂、加油站泄露、生化池、燃煤、半导体工业、冶金工业等，主要检测指标为苯系物，非甲烷总烃以及部分挥发性有机溶剂。这些vocs气体具有50～260℃的沸点，并且，大气中形成的光化学烟雾，大多具有致癌、致畸、致突变性，对环境和人体健康危害很大。
53.对于vocs气体，通常包括脂肪或脂环烃类化合物或它们的卤代物、芳香族烃类化合物或它们的、酯类化合物、醇类化合物、醛类化合物、酮类化物、醚类化合物等。典型地，可以包括苯、甲苯、二甲苯、甲醛、乙醛、丙烯醛、氯苯、氯化烯烃、丙酮、丙二醇、二氯甲烷以及乙酸乙酯等。
54.在另外一些可能的具体实施方案中，所述废气还可以任选包括氮氧化物、硫氧化物或它们的混合物。
55.对于氮氧化物，没有特别限制，为以n
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oy表示的各种气体或它们的混合物，典型地可以为一氧化二氮(n2o)、一氧化氮(no)、二氧化氮(no2)、三氧化二氮(n2o3)、四氧化二氮(n2o4)和五氧化二氮(n2o5)等。对硫氧化物，典型地，可以为二氧化硫(so2)和三氧化硫(so3)等。
56.对于本技术而言，所述废气可以包括以上有害气体中的一种，也可以是它们几种气体的混合物。
57.此外，对于本技术废气中还可以包含的组分，不受限制的，可以为飞灰、细小颗粒物等。
58.(进气设备)
59.进气设备20连接于rto设备10，进气设备20用于将待处理的废气通入rto设备10。进气设备20包括主进气管201、风机202、第一吹扫风管203、反吹扫风机204和第二吹扫风管
205，风机202连接于主进气管201，例如风机202可以连接于两段主进气管201之间，使废气可以沿主进气管201通入rto设备10。
60.第一吹扫风管203的一端连接于风机202的进气端的主进气管201，第一吹扫风管203的另一端连接于rto设备10，第一吹扫风管203可以利用风机202产生的负压使后述的吹扫室r4和管道内残留的废气进入主进气管201。
61.反吹扫风机204的进气端连接于风机202的出气端的主进气管201，反吹扫风机204的出气端通过第二吹扫风管205连接于rto设备10。利用反吹扫风机204产生的负压可以使后述吹扫室r4和管道内残留的废气进入进气管201。
62.进气设备20还可以包括过滤单元，在将废气通入到rto设备10进行处理前，可以事先通过过滤处理，去除废气中的颗粒物或固体物质，以避免对后续处理设备造成不必要的阻塞。
63.进气设备20还可以包括加热单元，在将废气通入到rto设备10进行处理前，可以事先通过加热处理，预先加热废气，以提高后续的废气处理效率。
64.进气设备20还可以包括混合单元，在将废气通入到rto设备10进行处理前，可以事先通过混合处理，预先混合入其他的可燃性气体或氧气，用于提高后续的无害化处理效率，提高废气中各种气体的氧化-转化效率。
65.(蓄热燃烧设备)
66.如图2至图4所示，蓄热燃烧(rto)设备10包括壳体1和切换阀2。通常，切换阀2设置在壳体1的下部。壳体1设置有进气管11、排气管12和吹扫管13，切换阀2可以连接于进气管11、排气管12和吹扫管13。
67.切换阀2具有与下文将述的蓄热区a1的各个室连接的接口，通过切换阀2中的阀门的旋转将进入进气设备20的气体进行分配而输入蓄热区a1或者将氧化转化后的气体从排气管12排出。对于切换阀2的其他设置，没有特别限制，可以参考本领域中通常的设计。
68.壳体1的内部设置有蓄热区a1和燃烧区a2，蓄热区a1位于燃烧区a2的下方。对于蓄热区a1和燃烧区a2的体积分配，可以根据具体的设备参数而进行调整。在本技术一些优选的实施方案中，对于上述壳体1，通常可以为柱状壳体，典型地可以为圆柱型，其直径和高度没有特别限制，优选的直径可以为2～8m，高度可以为3～10m。
69.在一些具体的实施方案中，蓄热区a1中包括蓄热材料、隔离板14以及必要的固定或支撑装置。隔离板14将蓄热区a1分隔为多个室，优选地，隔离板14可以将蓄热区a1分隔为4～15个室，例如4个、6个、8个、9个或12个室等。
70.对于蓄热材料，没有特别限制，优选地可以选择陶瓷材料，这些材料可以通过预先成型后被放入蓄热区a1中。典型地，这些陶瓷材料形成的蓄热结构具有足够的孔通路以使得气体满足需要的通量并能够实现陶瓷材料与该气体进行充分热交换。
71.隔离板14可以由耐热材料，例如耐热板或耐热砖制备得到。优选的是，这些隔离板14可以沿着壳体1中心轴线延伸(例如沿着壳体1/蓄热区a1/燃烧区a2的轴线而直立放置)。在一些更为优选的实施方案中，当壳体1/蓄热区a1/燃烧区a2为圆柱状时，隔离板14可以以圆柱体的轴线向周边辐射状地直立设置，从而将蓄热区a1/分割为体积相同或不同的多个室。
72.以往，主要由蓄热材料和隔离板形成的蓄热区为在壳体内填充的柱状体层，尤其
可以为圆柱体层，该蓄热区的上表面(或与燃烧区临界的表面)可以为平面，参见图1的左右两图。本技术中，与现有技术的主要不同之一在于，本技术的蓄热区a1的至少一个隔离板14延伸出蓄热区a1的蓄热材料，而进入燃烧区a2。或者说，本技术中至少有一个隔离板14的上端部高于蓄热区a1的蓄热材料的最高点。
73.壳体1设置有燃烧头15，燃烧头15可以位于燃烧区a2的顶部或侧部，燃烧头15可以点燃天然气或其它燃料以维持燃烧区a2所需760～900℃高温。对于燃烧头15的数量和位置，没有特别限制，可以根据实际需要而设置。优选的是，可以在燃烧区a2顶部正中心位置设置一个燃烧头15。进入燃烧区a2的隔离板14的顶部低于燃烧头15的最低点。
74.对于本技术的蓄热区a1以及燃烧区a2的工作温度，没有特别限制，在一些优选的实施方案中，蓄热区a1的工作温度可以为100～800℃，并且，蓄热区a1由底部向顶部温度逐渐升高；燃烧区a2的工作温度可以为760～900℃。
75.壳体1设置有余热回收装置接口16，余热回收装置接口16也可以位于燃烧区a2，余热回收装置接口16连接例如余热锅炉的余热回收设备。进入燃烧区a2的隔离板14的顶部低于余热回收装置接口16的最低点。
76.进一步，以蓄热区的蓄热材料所在的顶部面为一个水平面计，本技术中至少一个隔离板14高于该水平面300～1000mm，优选为600～800mm。另外，隔离板14的进入燃烧区a2的高度的上限，没有特别限制，通常隔离板14的最高高度应当低于壳体1的最顶端的高度、或燃烧区的燃烧头的最低点，或者余热回收装置接口16(如果有的话)的最低点中任意一个高度。
77.在一些优选的实施方案中，本技术的所有隔离板14均延伸进入燃烧区a2，并且以蓄热区a1的蓄热材料所在的顶部面为一个水平面计，本技术中所有隔离板高度相同或不同，均为高于该水平面300～1000mm，优选为600～800mm。
78.本技术通过上述的设计，总体上认为，至少一个隔离板14进入到燃烧区a2，可以使气体越过隔离板14流动，可以对从蓄热区a1释放的气体继续加热，提高废气在rto设备内的停留时间并充分加热，使得在该区域发生的氧化或燃烧反应更为充分，最终整体上提高rto设备的废气处理效率(可以达到99.5％以上)。
79.为了进一步的提高本技术rto设备10对于废气的转化率，可以由蓄热区的隔离板14将蓄热区a1分隔出若干功能不同的室，这些室可以包括一个或多个的进气室r1、一个或多个的排气室r2、一个或多个的隔离室r3以及一个或多个的吹扫室r4。进气室r1与排气室r2被隔离室r3和吹扫室r4隔开。如前所述，优选地，隔离板14可以将蓄热区a1分隔为4～15个室，例如4个、6个、8个、9个或12个室等。
80.在一些具体的实施方案中，通过隔离板14将蓄热区a1分隔为至少4个室，这些室包括进气室r1、排气室r2、隔离室r3以及吹扫室r4，并且，进气室r1与排气室r2被隔开、不相邻。
81.在其他一些具体的实施方案中，通过隔离板14将蓄热区a1分隔为5个以上的室，这些室包括至少一个的隔离室r3以及至少一个吹扫室r4，并且，每个进气室r1都不与排气室r2相邻。
82.在另外一些具体的实施方案中，通过隔离板14将蓄热区a1分隔为4个以上等体积的室，并且这些室包括吹扫室r4和隔离室r3，并且吹扫室r4和隔离室r3的总数为所有室总
数的1/5以上。
83.对于这些功能不同的室，结合附图做出如下说明。如图4和图5，其给出了本技术蓄热区a1的截面图。该实施方案中，通过经过蓄热区a1截面中心的隔离板，将蓄热区a1分别分隔出多个室。
84.如图5所示，在一些具体的实施方案中，蓄热区a1可以具有4个被分隔出的室，这些室包括进气室、排气室、隔离室和吹扫室。并且进气室和排气室不相邻，二者通过隔离室以及吹扫室而被隔开。
85.如图5所示，在一些具体的实施方案中，蓄热区a1可以具有6个被分隔出的室，这些室包括2个进气室、2个排气室、1个隔离室和1个吹扫室。并且2个进气室相邻，2个排气室相邻，但进气室和排气室不相邻，二者通过隔离室以及吹扫室而被隔开。可以理解，各个室在中心位置可能汇聚于一处，这不被认为是相邻的。
86.如图5所示，在一些具体的实施方案中，蓄热区a1可以具有8个被分隔出的室，这些室包括3个进气室、3个排气室、1个隔离室和1个吹扫室。并且3个进气室相邻，3个排气室相邻，但进气室和排气室不相邻，二者通过隔离室以及吹扫室而被隔开。
87.如图4和图5所示，在一些具体的实施方案中，蓄热区a1可以具有9个被分隔出的室，这些室包括3个进气室r1、3个排气室r2、1个隔离室r3和2个吹扫室r4。并且3个进气室r1相邻，3个排气室r2相邻，2个吹扫室r4相邻。但进气室r1和排气室r2不相邻，二者通过隔离室r3以及吹扫室r4而被隔开。
88.如图5所示，在一些具体的实施方案中，蓄热区a1可以具有12个被分隔出的室，这些室包括4个进气室、4个排气室、1个隔离室和3个吹扫室。并且4个进气室相邻，4个排气室相邻，3个吹扫室相邻。但进气室和排气室不相邻，二者通过隔离室以及吹扫室而被隔开。
89.在rto设备进行实际处理过程中，被处理气体可以依次(如图4和图5中的顺时针方向)进入进气室r1、隔离室r3、排气室r2和吹扫室r4进行处理，并且，这样的处理过程持续循环。
90.本技术通过上述的设计，分配蓄热区a1内各个室的配置，使得进气室r1与排气室r2通过隔离室r3和吹扫室r4隔离，避免了由于密封不严导致高浓度废气未经氧化或燃烧处理而直接进入排气室，即使有少量进气室的高浓度有机废气泄漏到隔离室，也会作为下一步的进气在高温炉膛内被彻底氧化处理掉，防止未处理或者处理不充分的有机废气被排出。通过优化吹扫室和隔离室的数量和位置，能够优化吹扫效果，使有机废气残留较少。
91.在本技术一些优选的实施方案中，吹扫室中具有吹扫进风，并且，所有吹扫室的吹扫风量为所有进气室的总的进风量的1/5以上。通过这样的设计，可以弥补现有的rto设备中吹扫风量不足的状况，并且，即使在某个吹扫室的吹扫风量不足，残余的有害气体也可以进入临近的隔离室而不会直接进入排气室被直接排放，从而进一步减少了废气转化率不足的情况。
92.不同室数的多室rto设备的气室分配运转结果如表1所示。
93.表1：
[0094][0095]
其中：
[0096]
◎
：表示效果极佳
[0097]
○
：表示效果良好
[0098]
△
：表示效果一般
[0099]
x：表示相对效果较差
[0100]
根据实际运转结果，吹扫室 隔离室与全部室的数量占比较大(25％以上)，优选吹扫室与进气室的数量占比为22％以上的运转模式的处理效率较高。
[0101]
(助燃设备)
[0102]
如图2所示，助燃设备30包括助燃风机301和混合腔302，助燃风机301通过管道连接于混合腔302，向混合腔302通入空气作为助燃气体。混合腔302还设置有燃料进口和气体出口，气体出口连接于燃烧头15，燃料可以从燃料进口通入混合腔302与助燃气体混合，混合后的气体再通过气体出口通向燃烧头15被点燃。
[0103]
(排气设备)
[0104]
如图2所示，排气设备40连接于rto设备10，排气设备40包括排气管401和烟囱402，排气管401和烟囱402连通，排气管401可以连接于rto设备10。
[0105]
(余热回收设备)
[0106]
余热回收设备50可以是余热锅炉，通过余热回收设备50连接余热回收装置接口16和排气设备，从而可以回收排放气体中的余热。
[0107]
参照表2和表3，对于9室rto设备，通过对比测试可以看出，各室的数量分配、隔离板的高度、吹扫风量等因素对废气处理效率的影响。实际运行数据如下：
[0108]
表2：
[0109]
[0110]
表3：
[0111][0112]
通过本技术的rto设备的应用，能够提高vocs废气的氧化、燃烧清除效率，可以将废气中的vocs高效率的转化为二氧化碳和水，具体而言，本技术的rto设备对于废气的处理效率可以达到99.50％以上，优选为99.55％以上，甚至为99.60％以上。废气处理效率可以用rto设备排出的气体中vocs的浓度降低量除以进气中vocs的总浓度来表示。
[0113]
另外，对于本技术的rto设备的气体处理量，没有特别限制，可以根据实际情况而进行调节。在一些优选的实施方案中，本技术的rto设备的气体处理量可以为2000～120000m3/h。
[0114]
虽使用上述实施方式对本技术进行了详细说明，但对于本领域技术人员来说，本
申请显然并不限于在本说明书中说明的实施方式。本技术能够在不脱离由权利要求书所确定的本技术的主旨以及范围的前提下加以修改并作为变更实施方式加以实施。因此，本说明书中的记载以示例说明为目的，对于本技术并不具有任何限制性的含义。