一、废气焚烧炉的作用

　　焚烧炉就是将有机废气烧掉的一种设备。
　　当前覆铜板、层压板的生产是采用“湿法生产工艺”，即先将树脂用有机溶剂配成胶液，再用上胶机对基材上胶、烘干。大量的有机溶剂被挥发出来，它们与空气的混合物被称做废气。对于以苯酚和甲醛为原料的产品的生产，废气中还包含有一定量的苯酚和甲醛。这些废气如排入大气，就对环境造成严重污染。它严重影响人类的身体健康，这些有机废气有些还含有致癌物质。因此对于有机废气的处理应该高度重视。
　　油漆也含有大量溶剂，在使用过程中，大量的有机溶剂挥发，排入大气，造成环境污染。
　　如果在生产过程中，将这些废气收集起来，包含在油漆使用过程中挥发出来的溶剂(如汽车喷漆，其它工业品喷漆而挥发出来的溶剂)收集起来，送入到废气焚烧炉中焚烧，将有机溶剂氧化分解成H2O和CO2后再行排放，就不会污染环境。
　　因此，废气焚烧炉是防止上述产品生产和使用过程中，有机溶剂挥发进入大气而造成环境污染的有效装置。
　　有机溶剂的彻底氧化分解的条件(包含苯酚等含苯环化合物)是氧化温度要达到760℃以上。因此，要使送入废气焚烧炉中的废气燃烧后排放尾气不污染环境，废气焚烧炉的燃烧温度必须达到760℃。
　　通常，废气焚烧炉是以柴油、重油或天然气为燃料。送入焚烧炉的废气在上述燃料的火焰中燃烧、氧化分解。
　　由于焚烧炉炉膛的温度越高，消耗的燃料越多。有些工厂为了节省燃料，采用低温燃烧办法，即炉膛温度低于760℃(如700℃、甚至600℃以下)。造成有机溶剂或其它有害成分(如苯酚、甲醛及其它有机物质等)不能彻底氧化分解。在焚烧炉排气烟囱上可以检测到上述有害成份超过国家规定指标。在离焚烧炉数十米到数百米范围内，可以闻到上述有机物质的气味和有飘落物落下。
　　因此，要保证上述产品生产和使用中产生的废气不污染环境：
　　其一是要建立废气焚烧炉或其它有机物回收处理装置，其二是废气焚烧炉炉膛焚烧温度必须达760℃ 以上。
　　当前，国内仍有好些企业没有废气焚烧炉或其它有机物回收处理装置，主要原因是废气焚烧炉或其它有机物回收处理装置的造价高；而且用废气焚烧炉烧废气要消耗大量的燃料，当前燃料的价格昂贵，导致许多厂家任由废气排放而不去使用废气焚烧炉。
　　保护环境是我们国家的基本国策，是每个企业应尽的义务。
　　由于有机溶剂具有很高的热值，而且有机溶剂也很贵，只要废气焚烧炉的设计和使用合理，就完全可以做到只燃烧废气，不需要消耗大量的燃料，而且焚烧炉产生的热量还可以回送给上胶机等用热设备加热。
　　采用这样的废气焚烧炉，既保护环境，还节约能源。因此生产过程中产生有机废气的企业都应当使用废气焚烧炉。
　　废气焚烧炉的结构和功能如下。

　　二、 废气焚烧炉的设计

　　(一)“直燃式”和“蓄热式” 焚烧炉

　　当前，覆铜板行业所使用的废气焚烧炉主要有“直燃式”和“蓄热式”两种。
　　所谓“直燃式”指仅烧掉废气，热量不回收。但覆铜板行业所使用的废气焚烧炉多数都将热量回收。
　　实际上，“直燃式”和“蓄热式”的原理是相同的，其差异只是炉膛中有否蓄热材料的区分。
　　“直燃式”和“蓄热式”废气焚烧炉的结构如下图所示：

　　1、“直燃式”(见图1)

　　2、“蓄热式”
　　A、燃烧蓄热分体式：(见图2)

　　B、燃烧蓄热一体式：(见图3)

 

　　3、废气焚烧炉各个部分作用说明：

　　废气焚烧炉由燃烧室、废气预热区、热量回收热交换器、排烟烟囱构成。
　　(1) 燃烧室的作用：通过燃烧机的火焰，将含有有机物的废气氧化分解成对环境无害的H2O和CO2。
　　(2) 废气预热区的作用：将废气先行预热，再进入燃烧室，以提高废气氧化分解效率。为了提高预热效果，有些焚烧炉设计了二个废气热交换器，第一个热交换器温度低于第二个热交换器，以更准确控制废气预热温度。当废气预热温度比较高时，废气可以在经第一热交换器以后就进入燃烧室。

　　“蓄热式” 废气焚烧炉和 “直燃式” 废气焚烧炉的最大区别是：
　　“直燃式” 废气焚烧炉的废气预热是通过热交换器来完成的。
　　“蓄热式” 废气焚烧炉的废气预热是通过蓄热材料(多数采用“蜂窝陶瓷”)来完成的，废气的预热温度可以做得比较高。
　　(3) 热量回收热交换器作用：它将焚烧产生的热量回收，回送给用热装置(如上胶机或其它用热装置)。
　　常用的热介质有空气和导热油。将新鲜空气(或油)，经由风机(或泵)送到焚烧炉的热交换器，将空气(或油)加热一定温度以后，再送给用热设备。为了有效控制热风的温度，通常在热风管路上加一旁通管路(与新风管路相连)，当送出热风温度太高时，旁通管路会自动打开，补入新鲜空气以调节热风温度。
　　当以油为介质时，热油经用热装置以后又回流到焚烧炉的热交换器，使油温维持在工艺要求的温度范围内。为了使热油的温度可控，燃烧室产生的热量分二路，一路直接流向热交换器，一路为旁通通道。当热油温度超过设定值时，过量的热从旁通通道排入烟囱。
　　对于上胶机，是将焚烧炉产生的热量通过热交换器回收，返回给上胶机加热，加热介质有上述的热风或热油。对于油漆工业，通常只是将废气烧掉，较少进行热量回收。
　　在设计废气焚烧炉时，最关键是要准确计算生产过程中产生的废气量，和准确计算焚烧炉的废气处理能力。它涉及到生产过程的安全性和焚烧炉的工作效率。
　　国内国外均发生过多宗上胶机及焚烧炉爆炸事故，这是因为当废气中有机溶剂的含量达到某一局限值时，就有可能产生爆炸。为了防止上述状况发生，我国规定生产过程中废气浓度不能超过该物质允许的爆炸下限的25%。为此，上胶机及其它产生含有有机溶剂的废气的生产场所，均应安装“废气浓度检测与报警器”。并设定当废气浓度到达爆炸下限的25% 时，除了发出警报声外，并使生产过程自动停止，废气不再产生，而排废气风机则应继续运转，及时将废气排走，以防止爆炸事故的发生。
　　焚烧炉的处理能力一定要与生产过程中产生的废气量相匹配，因为过量的废气在焚烧炉中如果来不及燃烧，同样会发生爆炸事故。而如果焚烧炉设计过大，造成废气量不足，则将增大燃料的消耗。
　　焚烧炉的废气处理能力与焚烧炉的炉膛容积、炉膛的结构、燃烧机的类型和能力、废气预热区的结构、废气风机的能力(风速、风量 、管道直径)、排烟风机的能力(风速、风量、管道直径和尾气排放烟囱直径)相关。
　　对于有热量回收要求的焚烧炉，则要准确计算用热设备需求热量，计算热交换器的表面积和介质(空气或热油流速流量)。空气的流速、流量是由送风机的能力和管道直径决定的；热油的流速和流量是由泵的能力和油管直径决定的。
　　焚烧炉较常用的燃料有柴油、重油和天然气。当采用重油作燃料时，需有化油器，让重油保持液态。同时，要有过滤器，过滤去重油里的杂质，以防止堵住燃烧机的喷油咀。
　　在生产实践中，对于以重油为燃料的燃烧机，只采用一道过滤还不够，最好采用两道过滤，过滤网可以用80目或100目不锈钢网。
　　燃烧机的点火机构有电子打火，点燃柴油或重油。对于这种点火形式，有时会出现点不着火情况。有许多厂家设计了先点燃石油气再引燃柴油或重油点方式，这种点火装置就很少出现点不着火情况。
　　燃烧机的类型和能力选用相当重要，最好选用具有自动点火→小火→大火→熄火自动转换功能燃烧机。当焚烧炉冷炉点火时，需求很大热量，燃烧机应大量供油，而当设备处于稳定生产状态时，由于废气中的溶剂会辅助燃烧，此时燃烧机应小量供油(当废气浓度较高时，废气会自燃，不需要供给燃油)，这样才能达到冷炉点火时，焚烧炉能快速升温。而当生产进入稳定状态时，燃烧机可以点小火或只烧废气，不烧燃油，达到节约油耗，节约能源目的。

 

　　(二)“一台拖一台”与“一台拖多台”废气焚烧炉

　　所谓“一台拖一台”与“一台拖多台”废气焚烧炉，指一台焚烧炉对一台上胶机和一台焚烧炉对多台上胶机。当前国内最多是一台焚烧炉对四台上胶机。
　　以前多数采用一台焚烧炉对一台上胶机的配置，也有一台焚烧炉对两台上胶机的配置。但随着燃油的价格飚升，近来也出现了一台焚烧炉对四台上胶机的配置。
　　对于一台焚烧炉对多台上胶机的设计，它的设计难度比较大。因为上胶机不是固定生产同一个产品品种的，随着生产产品品种的变动，产生的废气量也就不一样。因此一定要严格计算上胶机的废气产生量和上胶机的用热需求量，来设计焚烧炉的大小和结构。如果焚烧炉设计小了，会增加生产过程的危险性。如果焚烧炉设计大了，会增加生产过程的耗油量。
　　焚烧炉设计的第一要素是确定采用“直燃式”还是“蓄热式”。 “直燃式”的造价比较低，“蓄热式”的造价比较高。对于“蓄热式” 焚烧炉，一体式比分体式结构更为合理。
　　焚烧炉设计的第二要素是计算焚烧炉炉膛、废气预热室(或热交换器)、热介质热交换器的能力。如果计算不准确，会增加生产过程的危险性或会增加生产过程的耗油量。
　　一台焚烧炉对多台上胶机的优点是可以降低设备的投资，但设计难度要大许多。因为上胶机生产的产品和品种是经常在改变，即产生的废气量也在不断地改变。如果上胶机产生的废气量大于焚烧炉的处理能力，则会造成废气浓度增高而存在爆炸的危险性。而如果上胶机的废气量小于焚烧炉的处理能力，则焚烧炉的耗油会增大。而且在多台上胶机都同时开之时，比较节省油。但如果多台上胶机不同时开，则耗油反而会增加。
　　因此，不是一台上胶机对多台上胶机就一定省油，在选择时一定要仔细权衡，在设计时更要严谨、细致。

　　三、废气焚烧炉的节能改造

　　1、改造的原理与必要性

　　当前，国内绝缘材料行业和覆铜板行业所采用的焚烧炉大部分都采用“直燃式”焚烧炉，这种焚烧炉让废气在炉膛中与燃烧机火焰共同燃烧，这种焚烧炉虽然能够把废气完全氧化分解，达到无公害排放目的，但燃油的消耗比较大。
　　“蓄热式”焚烧炉的特点是将炉膛中燃油与废气共同燃烧时所产生的部分热量由蓄热体(“蜂窝陶瓷”)蓄存起来，它起到预热废气，使废气进入炉膛时氧化燃烧更彻底，甚至可以直接引燃废气的作用，因此可以明显节约燃油，节约能源。但蓄热式焚烧炉的造价比较昂贵，许多中小型企业接受不了。
　　在燃油价格不断飙升的今天，节约燃油、降低成本已经是每个企业都非常重视的议题。实际上，只要在“直燃式”焚烧炉中增加蓄热体(“蜂窝陶瓷”)，就可以达到节约燃油，节约能源的目的。
　　在“直燃式” 废气焚烧炉中增加蓄热体(“蜂窝陶瓷”)以后，不仅起到蓄热的作用，而且还起到成为第二个火源的作用，其节能的效果比蓄热式焚烧炉还要好。经本人改造过的数台“直燃式”废气焚烧炉，只要废气量充分，整个生产过程都只烧废气，不需要烧油。这种节能效果已经超过“蓄热式”废气焚烧炉。
　　由于将“直燃式” 废气焚烧炉改造成“蓄热式”费用很低，因此，国内绝缘材料行业和覆铜板行业所使用的“直燃式” 废气焚烧炉都有必要进行改造。

 

　　2、“直燃式” 废气焚烧炉改造的要点

　　(1) 增加焚烧炉和上胶机的安全设施。

　　虽然上胶机已经安装了废气浓度检测与报警器，但为了防止“意外“的突发事故的发生，在上胶机和焚烧炉上均应安装当发生突发事故时的“泄压”措施，以保证不论何种情况，均不会发生爆炸事故。

　　(2) 降低焚烧炉燃油消耗的措施

　　本人改造多台焚烧炉的经验体会，降低焚烧炉油料消耗的要点是：

　　A、需要对“直燃式焚烧炉”炉膛、风机、管路进行一些改造，使“直燃式焚烧炉”也具有蓄热功能，它可以适当延长废气在炉膛中的停留时间，由于有机溶剂具有很高的热值，只要有机溶剂能完全燃烧，就可以大幅度地降低燃油的消耗。
　　B、适当提高炉膛温度，因为有机物完全氧化分解的温度要高于760℃，只有有机物完全氧化分解了，才能降低燃油的消耗，同时也更充分保证尾气排放能完全达到国家标准。
在笔者改造过的焚烧炉中,改造前周围居民经常投诉气味很大，经改造以后，在废气比较充分时，焚烧炉完全靠废气自燃，燃烧机一直处于熄火状态，不需要补充任何油料，而且排放的尾气也闻不到气味。环保部门多次抽检排废烟囱尾气，有机物含量均远远低于国家标准规定值。
　　C、燃烧机的选用。焚烧炉的燃烧机应具有大火→熄火→自动点火→小火功能。即当焚烧炉炉膛温度到达设定值时，燃烧机应自动熄火，靠废气燃烧来维持炉膛温度。当废气浓度不足以维持炉膛恒定在某一高温值时，燃烧机应能自动点火，维持在小火状态，以维持炉膛温度在设定值。
　　只要焚烧炉的炉膛改造合理，焚烧炉和上胶机(或其它溶剂产生条件)参数设定合适，焚烧炉就可长期维持在熄火状态(靠废气中的溶剂自燃，或熄火←→小火相互转换状态)，这样焚烧炉的燃油消耗就明显降低。

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