CN103363534A - 一种新型催化燃烧工业炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型催化燃烧工业炉，包括供气系统、预热系统（3）和炉体系统；供气系统包括可燃气管路（4）、助燃气管路（1）和混气装置（6）；预热系统（3）对经过混气装置（6）混合的混合气进行预热；炉体系统包括炉壳（7）、炉膛前段（8）、催化剂载体（9）和炉膛后段（10），催化剂载体（9）上附着有催化剂；预热系统（3）预热后的混合气经过炉膛前段（8）进入催化剂载体（9）区域，完成催化燃烧反应，反应之后的烟气经炉膛后段（10）排出。本发明新型催化燃烧工业炉可应用于工业有机废气的净化处理，也可以应用于含氧可燃气体的降氧除氧过程，具备高效、节能、环保、安全、结构简单、制造成本低、生产稳定性好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及工业炉领域，更具体地说，涉及一种用于冶金、化工、机械等行业用于劣质气体燃料、有机废气催化燃烧的工业炉。
背景技术
在化工、冶金、机械等工业企业中存在较多有机废气、含氧可燃气等副产可燃气体。
在工业有机废气中一般含有烃类化合物、含氧有机化合物、含氮、硫、磷、卤素有机化合物等。如果对这些有机废气不进行处理，直接排入大气将会对环境造成严重污染，对人体健康造成较大危害。传统有机废气处理的方法包括吸附法、冷凝法和焚烧法等，这些方法存在易产生二次污染、能耗大、易受有机废气浓度和温度限制等缺点。
含氧可燃气本身含有一定的可燃成分，存在一定的应用价值，如煤层气。但由于其含有一定量的氧气，其输送、贮存、应用受到安全性的限制。降低或去除含氧可燃气中的氧气成分，对于实现含氧可燃气的有效利用具有十分重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种新型催化燃烧工业炉，能有效净化处理工业有机废气，也可以应用于含氧可燃气体的降氧、除氧过程。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种新型催化燃烧工业炉，它包括供气系统、预热系统和炉体系统；
所述供气系统包括可燃气管路、助燃气管路和混气装置，所述可燃气管路和助燃气管路分别与所述混气装置连接；
所述预热系统对经过所述混气装置混合的混合气进行预热，使之达到并维持催化燃烧进行所需要的温度；
所述炉体系统包括炉壳、炉膛前段、催化剂载体和炉膛后段，所述催化剂载体设置在所述炉壳中段，所述催化剂载体上附着有催化剂；
所述预热系统预热后的混合气经过所述炉膛前段进入催化剂载体区域，完成催化燃烧反应，反应之后的烟气经炉膛后段排出。
在本发明所述的新型催化燃烧工业炉中，所述预热系统为优质燃料烧嘴、高温电阻丝或间壁式换热器。
在本发明所述的新型催化燃烧工业炉中，所述催化剂载体类型为无机非金属材料或耐高温耐腐蚀合金材料。
在本发明所述的新型催化燃烧工业炉中，所述无机非金属材料为氧化铝、氧化钛、二氧化硅、氧化锌、碳化硅或硅酸盐。
在本发明所述的新型催化燃烧工业炉中，所述催化剂载体内部结构为整体性结构、颗粒或小球填充体结构、分子筛。
在本发明所述的新型催化燃烧工业炉中，所述整体性结构为陶瓷泡沫结构、陶瓷蜂窝结构、陶瓷筛孔结构或金属纤维结构。
在本发明所述的新型催化燃烧工业炉中，所述催化剂类型为贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂、复氧化物催化剂、钙钛矿型催化剂。
在本发明所述的新型催化燃烧工业炉中，所述可燃气管路上设有可燃气阀门。
在本发明所述的新型催化燃烧工业炉中，所述助燃气管路上设有助燃气阀门。
在本发明所述的新型催化燃烧工业炉中，所述炉壳为方形或圆筒形。
实施本发明的新型催化燃烧工业炉，具有以下有益效果：
（1）在工业炉内设置催化剂载体及催化剂，以催化燃烧方式将有机废气中的烃类化合物、含氧有机化合物、含氮、硫、磷、卤素有机化合物等进行燃烧反应净化处理，高效、节能、环保。
（2）在工业炉内设置催化剂载体及催化剂，以催化燃烧方式将含氧可燃物中的氧气成分进行反应消耗，得到低氧气含量或零氧气含量的可燃气，提高其输送、贮存、应用的安全性，增强其可利用性。
（3）催化燃烧为无焰燃烧，安全性高。
（4）新型催化燃烧工业炉结构简单，制造运行成本低，生产稳定。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明新型催化燃烧工业炉的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明一种新型催化燃烧工业炉，包括供气系统、预热系统3和炉体系统。
供气系统包括可燃气管路4、助燃气管路1和混气装置6，可燃气管路4和助燃气管路1分别与混气装置6连接。可燃气管路4上可以设置可燃气阀门5，助燃气管路1上可以设置助燃气阀门2。
本发明新型催化燃烧工业炉的可燃气可以为各种工业生产过程产生的有机废气、含氧可燃气等。有机废气利用本发明新型催化燃烧工业炉进行催化燃烧净化处理时需要助燃气，含氧可燃气利用新型催化燃烧工业炉进行降氧除氧处理时不需要或仅需要少量助燃气。助燃气可以采用贫氧空气、普通空气、富氧空气、含氧废气等。可燃气与助燃气在混气装置6中进行混合形成混合气，然后供入炉体系统。
预热系统3对经过混气装置6混合的混合气进行预热，使之达到并维持催化燃烧进行所需要的温度。预热系统3可以为优质燃料烧嘴，例如优质燃料点火烧嘴、优质燃料常明火烧嘴等燃用优质燃料的烧嘴。烧嘴利用燃烧优质燃料产生的高温烟气与可燃气、助燃气的混合气进行混合加热。优质燃料可以为液化石油气、天然气、焦炉煤气、混合煤气等。预热系统3可以为高温电阻丝，采用电加热方式对可燃气、助燃气的混合气进行预热。预热系统3还可以为间壁式热交换装置，利用高温流体通过换热器对可燃气、助燃气的混合气进行预热。
炉体系统包括炉壳7、炉膛前段8、催化剂载体9和炉膛后段10。炉壳7可以是方形或圆筒形等形状，炉膛前段8位于炉壳7的前段，催化剂载体9设置在炉壳7中段，炉膛后段10位于炉壳7的后段。本实施例中，混气装置6与炉膛前段8连接，预热系统3设置在炉膛前段8内。
催化剂载体9上附着有催化剂，催化剂与催化剂载体9需定期更换。催化剂类型可以为贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂、复氧化物催化剂、钙钛矿型催化剂等。催化剂载体9类型可以为氧化铝、氧化钛、二氧化硅、氧化锌、碳化硅、硅酸盐等无机非金属材料，也可以为耐高温耐腐蚀合金材料。催化剂载体9内部结构可以为陶瓷泡沫结构、陶瓷蜂窝结构、陶瓷筛孔结构、金属纤维结构等整体性结构，也可以为颗粒或小球填充体结构、分子筛等。
被预热系统3加热后的混合气经炉膛前段8进入催化剂载体9区域，催化剂载体9内部为多孔介质结构，可燃成分、氧化剂、催化剂在多孔介质结构内充分接触，完成催化燃烧反应，反应之后的烟气经炉膛后段10排出。催化燃烧过程中有机废气中的烃类化合物、含氧有机化合物、含氮、硫、磷、卤素有机化合物等在催化剂及催化剂载体9的作用下与氧化剂充分接触，进而被催化燃烧反应消耗掉，有机废气得以净化处理，高效、节能、环保。催化燃烧过程中含氧可燃物中的氧气在催化剂及催化剂载体9的作用下与可燃成分充分接触，进而被催化燃烧反应消耗掉，含氧可燃物中的氧气成分得以降低或去除，得到低氧气含量或零氧气含量的可燃气，实现其可利用性。
本发明新型催化燃烧工业炉可应用于工业有机废气的净化处理，也可以应用于含氧可燃气体的降氧除氧过程，具备高效、节能、环保、安全、结构简单、制造成本低、生产稳定性好等特点。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种新型催化燃烧工业炉，其特征在于，包括供气系统、预热系统（3）和炉体系统；
所述供气系统包括可燃气管路（4）、助燃气管路（1）和混气装置（6），所述可燃气管路（4）和助燃气管路（1）分别与所述混气装置（6）连接；
所述预热系统（3）对经过所述混气装置（6）混合的混合气进行预热，使之达到并维持催化燃烧进行所需要的温度；
所述炉体系统包括炉壳（7）、炉膛前段（8）、催化剂载体（9）和炉膛后段（10），所述催化剂载体（9）设置在所述炉壳（7）中段，所述催化剂载体（9）上附着有催化剂；
所述预热系统（3）预热后的混合气经过所述炉膛前段（8）进入催化剂载体（9）区域，完成催化燃烧反应，反应之后的烟气经炉膛后段（10）排出。
2.根据权利要求1所述的新型催化燃烧工业炉，其特征在于，所述预热系统（3）为优质燃料烧嘴、高温电阻丝或间壁式换热器。
3.根据权利要求1所述的新型催化燃烧工业炉，其特征在于，所述催化剂载体（9）类型为无机非金属材料或耐高温耐腐蚀合金材料。
4.根据权利要求3所述的新型催化燃烧工业炉，其特征在于，所述无机非金属材料为氧化铝、氧化钛、二氧化硅、氧化锌、碳化硅或硅酸盐。
5.根据权利要求1所述的新型催化燃烧工业炉，其特征在于，所述催化剂载体（9）内部结构为整体性结构、颗粒或小球填充体结构、分子筛。
6.根据权利要求5所述的新型催化燃烧工业炉，其特征在于，所述整体性结构为陶瓷泡沫结构、陶瓷蜂窝结构、陶瓷筛孔结构或金属纤维结构。
7.根据权利要求1所述的新型催化燃烧工业炉，其特征在于，所述催化剂类型为贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂、复氧化物催化剂、钙钛矿型催化剂。
8.根据权利要求1所述的新型催化燃烧工业炉，其特征在于，所述可燃气管路（4）上设有可燃气阀门（5）。
9.根据权利要求1所述的新型催化燃烧工业炉，其特征在于，所述助燃气管路（1）上设有助燃气阀门（2）。
10.根据权利要求1所述的新型催化燃烧工业炉，其特征在于，所述炉壳（7）为方形或圆筒形。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20131023 |