CN102188878A - 带有板式换热器的高效吸附、脱附组合系统 - Google Patents

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本发明涉及一种带有板式换热器的高效吸附、脱附组合系统，(1)催化燃烧床的催化床体内从上至下依次设置有催化电加热器、布风板以及催化床层，出风口包括第一出风口、第二出风口以及第三出风口；(2)催化燃烧床第一出风口通过管道连接混流换热器第一进风口，催化燃烧床第二出风口通过管道连接一板式换热器的热源风进口，该板式换热器的另一端设置有热源风出口，该板式换热器侧壁分别设置有第一待加热气体进口，第一待加热气体出口、第二待加热气体进口以及第二待加热气体出口。本发明系统结构简单合理，安全可靠，能够有效降低能耗、提高净化率、延长催化剂使用寿命、缩短脱附流程时间、提高净化效率，降低运行成本。

Description

带有板式换热器的高效吸附、脱附组合系统
技术领域
本发明属于有机污染物净化系统领域，尤其是一种带有板式换热器的高效吸附、脱附组合系统。
背景技术
现有技术中吸附、脱附组合系统，包括过滤器、第一阻火器、吸附床、吸附主风机、催化燃烧床、混流换热器、脱附电加热器以及脱附循环风机，过滤器通过管道连接第一阻火器，第一阻火器通过管道连接吸附床，吸附床通过管道连接吸附主风机，混流换热器出风口通过脱附电加热器以及吸附床连接脱附循环风机，该现有系统虽然能够实现大风量低浓度工业可挥发有机污染物的处理，但存在如下问题：1、在利用催化燃烧床排出的清洁达标高温气体的热能时，由于采用混流换热方式，高温催化尾气的存在降低了混合气体的氧分压，使参与催化反应的活性氧减少，催化剂活性降低，因而影响到催化氧化反应的持续稳定性和反应完全性，使净化率降低、电加热能耗增加；净化时间较长、净化效率较低，运行成本较高；2、催化燃烧床的净化率较低，催化剂使用寿命短，究其原因为：工业可挥发有机污染物是从下方进入现有技术中的催化燃烧床，从上方排出，下层发生的催化燃烧对上层的催化床产生加热作用，因而整体催化床上部区域容易因热能积蓄而超过其允许的工作温度，使催化剂失去活性，导致净化率降低，催化剂使用寿命缩短；另外工业可挥发有机污染物催化燃烧过程自然对流方向是自下向上运行，经过催化燃烧床层时，废气开始加速上升，导致废气与催化燃烧床层的接触时间减少，导致净化率降低。综上所述两方面原因导致整个现有技术中的净化系统能耗高、净化率低、催化剂使用寿命缩短、脱附流程时间较长、净化效率较低，运行成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够有效降低能耗、提高净化率、延长催化剂使用寿命、缩短脱附流程时间、提高净化效率，降低运行成本的带有板式换热器的高效吸附、脱附组合系统。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种带有板式换热器的高效吸附、脱附组合系统，包括过滤器、第一阻火器、吸附床、吸附主风机、催化燃烧床、混流换热器、脱附电加热器以及脱附循环风机，过滤器通过管道连接第一阻火器，第一阻火器通过管道连接吸附床，吸附床通过管道连接吸附主风机，混流换热器出风口通过脱附电加热器以及吸附床连接脱附循环风机，其(1)、催化燃烧床包括催化床体、进风口、出风口、催化电加热器、布风板以及催化床层，其催化床体上端制有进风口，催化床体下端制有出风口，催化床体内从上至下依次设置有催化电加热器、布风板以及催化床层，该催化床体外壁固装耐高温陶瓷纤维保温层，出风口包括第一出风口、第二出风口以及第三出风口；
(2)、催化燃烧床第一出风口通过管道连接混流换热器第一进风口，催化燃烧床第二出风口通过管道连接一板式换热器的热源风进口，该板式换热器的另一端设置有热源风出口，该板式换热器侧壁分别设置有第一待加热气体进口，第一待加热气体出口、第二待加热气体进口以及第二待加热气体出口，其中第一待加热气体出口通过管道连接混流换热器第二进风口，第二待加热气体进口连接脱附循环风机出口，第二待加热气体出口通过一第二阻火器连接催化燃烧床进风口。
而且，所述的所述的催化床层包括催化剂载体以及催化剂，催化剂载体为蜂窝陶瓷体，催化剂为三氧化二铝以及铂、鈀。
本发明的优点和有益效果为：
1、本组合系统的催化燃烧床包括催化床体、进风口、出风口、催化电加热器、布风板以及催化床层，其催化床体上端制有进风口，催化床体下端制有出风口，催化床体内从上至下依次设置有催化电加热器、布风板以及催化床层，该催化床体外壁固装耐高温陶瓷纤维保温层，该结构有效提高了废气与催化床层的接触时间，避免了催化床上部的过热，使各个催化床层之间温度均衡，提高了催化净化率，而且催化床体外壁的耐高温陶瓷纤维能够有效降低热能损耗，提高催化燃烧效率和自持燃烧稳定性
2、本组合系统采用板式换热器，其设置有第一待加热气体进口，第一待加热气体出口、第二待加热气体进口以及第二待加热气体出口，其中第一待加热气体出口通过管道连接混流换热器第二进风口，第二待加热气体进口连接脱附循环风机出口，第二待加热气体出口连接催化燃烧床进风口；该结构能够有效对低温空气进行换热，使低温空气达到脱附温度，并提高了进入催化床的VOCs混合气体中的氧含量，提高了催化燃烧净化率和脱附效率，充分利用了催化燃烧热能的同时降低了对环境的热污染。
3、本组合系统在板式换热器的第二待加热气体出口与催化燃烧床进风口之间加装一第二阻火器，增加了系统的安全性以及可靠性，防止意外事故的发生。
4、本发明系统结构简单合理，能够有效降低能耗、提高净化率、延长催化剂使用寿命、缩短脱附流程时间、提高净化效率，降低运行成本的带有板式换热器的高效吸附、脱附组合系统。
附图说明
图1为本发明的工艺流程框图；
图2为本发明板式换热器结构示意图；
图3为本发明催化燃烧床的结构示意图；
图4为图3的俯视图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种带有板式换热器的高效吸附、脱附组合系统，包括过滤器、第一阻火器、吸附床、吸附主风机、催化燃烧床、混流换热器、脱附电加热器以及脱附循环风机，过滤器通过管道连接第一阻火器，第一阻火器通过管道连接吸附床，吸附床通过管道连接吸附主风机，混流换热器出风口通过脱附电加热器以及吸附床连接脱附循环风机，其(1)、催化床体14、进风口8、出风口13、电加热器9、布风板10以及催化床层11，催化床体外壁固装有保温层12，该保温层为耐高温陶瓷纤维，出风口设置为3个，催化床层包括催化剂载体以及催化剂，催化剂载体为蜂窝陶瓷载体，催化剂为三氧化二铝以及铂、鈀，三氧化二铝为一载，铂、鈀为二载，其催化床体上端制有进风口，催化床体下端制有出风口，催化床体内从上至下依次设置有电加热器、布风板以及催化床层，出风口包括第一出风口、第二出风口以及第三出风口；(2)、催化燃烧床第一出风口通过管道连接混流换热器第一进风口，化燃烧床第二出风口通过管道连接一板式换热器4的热源风进口7，该板式换热器的另一端设置有热源风出口1，该板式换热器侧壁分别设置有第一待加热气体进口3，第一待加热气体出口2、第二待加热气体进口5以及第二待加热气体出口6，其中第一待加热气体出口通过管道连接混流换热器第二进风口，第二待加热气体进口连接脱附循环风机出口，第二待加热气体出口通过第二阻火器连接催化燃烧床进风口，催化燃烧床设置第三出风口用于直接排出达标气体。
本发明在使用时吸附过程中，工业可挥发有机污染物的废气源经过过滤器、第一阻火器进入吸附床中除去污染物，通过吸附主风机排放达标气体，当吸附床上的蜂窝状活性炭吸附饱和后，系统切换到脱附系统，脱附循环风机启动从脱附管道新风进口吸入新鲜空气通过板式换热器、混流换热器以及脱附电加热器进入吸附床进行脱附，然后由脱附循环风机将脱附气体送入板式换热器进行热交换，再通过第二阻火器进入催化燃烧床进行燃烧，从催化燃烧床中出来的尾气已经达到排放标准，但为了节能降耗可以将该尾气继续循环进入板式换热器以及混流换热器提供热源，这时从脱附管道新风进口进入的新鲜空气首先可以通过板式换热器进行热交换，再通过混流换热器辅助加热进入吸附床，由于流过混流换热器的空气已经达到了脱附温度所以可以关闭脱附电加热器，也就是说刚开始启动脱附催化燃烧系统时，需要开启脱附电加热器，催化燃烧过程启动成功并稳定后，即可以关闭脱附电加热器，节省电能，另外催化燃烧床排出的尾气通过板式换热器后温度仍在100℃左右，通过吸附床加热风机直接将其送入吸附床热风进口，该热风从具有中空结构的活性炭隔板以及具有中空结构的侧壁内流动，从热风出口排出，通过直接加热吸附床内的金属结构，使吸附床脱附升温速度加快，通过充分利用催化燃烧余热实现节能降耗，在北方地区冬季运行时效果尤为显著。

Claims (2)

1.一种带有板式换热器的高效吸附、脱附组合系统，包括过滤器、第一阻火器、吸附床、吸附主风机、催化燃烧床、混流换热器、脱附电加热器以及脱附循环风机，过滤器通过管道连接第一阻火器，第一阻火器通过管道连接吸附床，吸附床通过管道连接吸附主风机，混流换热器出风口通过脱附电加热器以及吸附床连接脱附循环风机，其特征在于：
(1)、催化燃烧床包括催化床体、进风口、出风口、催化电加热器、布风板以及催化床层，其催化床体上端制有进风口，催化床体下端制有出风口，催化床体内从上至下依次设置有催化电加热器、布风板以及催化床层，该催化床体外壁固装耐高温陶瓷纤维保温层，出风口包括第一出风口、第二出风口以及第三出风口；
(2)、催化燃烧床第一出风口通过管道连接混流换热器第一进风口，催化燃烧床第二出风口通过管道连接一板式换热器的热源风进口，该板式换热器的另一端设置有热源风出口，该板式换热器侧壁分别设置有第一待加热气体进口，第一待加热气体出口、第二待加热气体进口以及第二待加热气体出口，其中第一待加热气体出口通过管道连接混流换热器第二进风口，第二待加热气体进口连接脱附循环风机出口，第二待加热气体出口通过一第二阻火器连接催化燃烧床进风口。
2.根据权利要求1所述的带有板式换热器的高效吸附、脱附组合系统，其特征在于：所述的所述的催化床层包括催化剂载体以及催化剂，催化剂载体为蜂窝陶瓷体，催化剂为三氧化二铝以及铂、鈀。
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