CN104764027A - 一种带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置，包括具有第一蓄热催化反应室、第二蓄热催化反应室的两室式蓄热催化燃烧设备，所述第一蓄热催化反应室及第二蓄热催化反应室的进气口分别通过第一阀门和第三阀门连接有机废气进气管，还包括反吹室和风机，反吹室通过管道连接两室式蓄热催化燃烧设备的有机废气进气管，风机的排气口通过管道及第五阀门连通反吹室，同时还通过第六阀门连通大气，风机的进气口通过管道及第二阀门连接第一蓄热催化反应室的出气口、通过管道及第四阀门连接第二蓄热催化反应室的出气口。本发明通过设置外部反吹室，减少废气“短路”，有效提高净化率，结构简单、成本低、易加工，易控制。

Description

一种带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置

技术领域

本发明属于大气污染治理技术领域，涉及一种有机废气处理装置，具体是涉及一种带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置。

背景技术

催化燃烧是使用广泛的中高浓度有机废气净化技术，其原理是利用催化剂在较低温度下将挥发性有机物氧化分解为CO₂和H₂O，同时释放出反应热，反应温度通常为250～500℃。

通常催化燃烧工艺中废气先经过换热器提升温度，然后通过电加热或者燃料燃烧的方式使废气温度达到催化反应温度。反应后的气体经过换热器，将热量传递给未反应的气体。由于常用的换热器热回收效率较低，换热后排放的气体温度较高，导致工艺热量损失较大。

为了提高热回收效率，降低废气净化系统的运行费用，近年来发展了蓄热催化燃烧技术与设备。蓄热催化燃烧装置含有2个或者多个蓄热催化反应室，每个反应室内不仅装填催化剂，而且装填大热容，高导热系数的陶瓷蓄热体，排气时采用直接换热的方法将反应后气体的热量存储在陶瓷蓄热体内，进气时高温的陶瓷蓄热体直接加热未反应的有机废气，提升有机废气的温度。每个反应室的气体流向通过阀门定时变换，蓄热催化燃烧设备整体热回收效率可达90％以上。

常用的蓄热催化燃烧装置有两室式和三室式。两室式结构简单，净化效率可以达到90-94％以上。但是在阀门切换过程时，有部分气体刚进入陶瓷层，未达到催化剂层就改变流向，直接排放到排气管道，即存在少量气体“短路”的现象，降低了设备的整体净化效果。在挥发性有机物浓度较高的情况下，排放的废气可能超标。为此，人们发展了三室式的蓄热催化燃烧装置，即增加一个反应室，当两个反应室在进气和排气的时候，第三个反应室用干净空气吹扫。下一个工作状态是：原先进气的变为吹扫，原先排气的变为进气，原先吹扫的变为排气。如此三个反应室通过阀门闭合轮流工作，有效解决了两室式装置的气流短路问题。但是由于增加了一个反应室，使得催化剂、蓄热体、阀门、管道的数量增加，控制更复杂，投资增大很多。

发明内容

为了解决两室式蓄热催化燃烧设备的气流“短路”问题，降低蓄热催化方法处理有机废气的投资成本，本发明提出在两室式蓄热催化燃烧设备外部增加一个反吹室的思路，在不明显增加设备投资的前提下，可解决在气体换向过程中的部分气体“短路”问题，将蓄热催化燃烧设备的整体净化效率提升3-5％，使排气达到排放要求。

本发明采用如下技术方案：

一种带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置，包括具有第一蓄热催化反应室、第二蓄热催化反应室的两室式蓄热催化燃烧设备，所述第一蓄热催化反应室、第二蓄热催化反应室内均填充设置有陶瓷蓄热体层和和催化剂层，所述第一蓄热催化反应室及第二蓄热催化反应室的进气口分别通过第一阀门和第三阀门连接有机废气进气管，还包括：

反吹室，所述反吹室连通大气，并通过管道连接两室式蓄热催化燃烧设备的有机废气进气管；

风机，所述风机的排气口通过管道及第五阀门连通反吹室，同时还通过第六阀门连通大气，所述风机的进气口通过管道及第二阀门连接第一蓄热催化反应室的出气口、通过管道及第四阀门连接第二蓄热催化反应室的出气口。

通过在蓄热催化燃烧设备外部增加一个反吹室，其容积大于单个蓄热催化反应室中蓄热体层的体积。在两个蓄热催化反应室的气体流向换向时，连接反吹室和排气管道上的一对阀门的动作(一个打开，一个关闭)，将“短路”的气体引入反吹室，同时将反吹室内的干净气体外排。换向完成后阀门的状态仍维持一个短时间，短路的气体全部进入反吹室后，阀门再次动作(已经打开的关闭，已经关闭的打开)。此时反吹室为负压状态，之前引入的“短路”气体通过管道吸入到蓄热催化燃烧的进口管道，重新进入蓄热催化燃烧设备进行催化燃烧反应。

进一步地，为安全考虑，所述反吹室通过连通管道连通大气，起到吸入和排出外界干净空气的作用。当“短路”气体送入反吹室的时候，干净空气排出；当“短路”气体重新送回蓄热催化燃烧设备的时候，外界干净空气吸入。与反吹室连接单独的管道不是必须的，没有该管道时，反吹室发挥相同的作用，反吹室加工需考虑一定负压承受能力。

进一步地，所述连通管道上还设置有用于调节吸排气量的调节阀，该调节阀用于调节吸入和排出干净空气的速率，避免大量的干净空气吸入蓄热催化燃烧设备，降低有机废气中的挥发性有机物浓度，影响系统性能。

进一步地，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门的开合均由控制系统自动控制，具有安全可靠、动作快速易控制的优点。

与现有两室式蓄热催化燃烧技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置外部的反吹室，减少了废气“短路”，有效提高有机废气蓄热催化净化装置的净化效率，且反吹室结构简单、成本低、易加工，系统控制也容易实现“反吹”操作。

附图说明

图1是本发明实施例的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置第一工作状态示意图。

图2是本发明实施例的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置第二工作状态示意图。

图3是本发明实施例的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置第三工作状态示意图。

图4是本发明实施例的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置第四工作状态示意图。

图中所示为：1-第一阀门；2-第二阀门；3-第三阀门；4-第四阀门；5-第五阀门；6-第六阀门；7-风机；8-反吹室；9-连通管道；10-第二蓄热催化反应室；11-第一蓄热催化反应室。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

一种带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置，包括具有第一蓄热催化反应室11、第二蓄热催化反应室10的两室式蓄热催化燃烧设备，所述第一蓄热催化反应室11、第二蓄热催化反应室10内均填充设置有陶瓷蓄热体层和和催化剂层，所述第一蓄热催化反应室11及第二蓄热催化反应室10的进气口分别通过第一阀门1和第三阀门3连接有机废气进气管，还包括：

反吹室8，所述反吹室8的顶部连通大气，底部通过管道连接两室式蓄热催化燃烧设备的有机废气进气管；

风机7，所述风机7的排气口通过管道及第五阀门5连通反吹室8底部，同时还通过第六阀门6连通大气，所述风机7的进气口通过管道及第二阀门2连接第一蓄热催化反应室11的出气口、通过管道及第四阀门4连接第二蓄热催化反应室10的出气口。

所述反吹室8顶部通过连通管道9连通大气，所述连通管道9上还设置有用于调节吸排气量的调节阀，起到吸入和排出外界干净空气的作用，同时调节阀用于调节吸入和排出干净空气的速率，避免大量的干净空气吸入蓄热催化燃烧设备，降低有机废气中的挥发性有机物浓度，影响系统性能。

所述第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3、第四阀门4、第五阀门5、第六阀门6的开合均由控制系统自动控制，安全可靠、动作快速易控制。

所述反吹室8可容纳连接第一蓄热催化反应室11、第二蓄热催化反应室10的阀门切换时“短路”的废气，在阀门切换完成一定时候后，又可以将“短路”的废气重新送回蓄热催化燃烧设备进行催化燃烧反应。

本发明的工作原理及过程如下：

如图1所示，本发明实施例的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置第一工作状态下，第一阀门1、第四阀门4、第六阀门6处于导通状态，第二阀门2、第三阀门3、第五阀门5处于截止状态，蓄热催化燃烧装置的第一蓄热催化反应室11进气，第二蓄热催化反应室10排气，反应后的气体经风机7及第六阀门6向大气排放。此时少量的外界干净空气进入反吹室8，通过管道汇入到蓄热催化设备的有机废气进气管。

当第一工作状态维持到设定时间后，所述第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3、第四阀门4、第五阀门5、第六阀门6同时动作，此时，第一阀门1、第四阀门4、第六阀门6处于截止状态，第二阀门2、第三阀门3、第五阀门5处于导通状态，本发明实施例的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置变为第二工作状态(见图2)，此时第一蓄热催化反应室11排出的气体(即“短路”的气体)不能通过第六阀门6直接排放，而是通过第五阀门5进入反吹室8，反吹室8内的干净空气经连通管道9排空。

当到达第二工作状态的预先设定时间时(通常很短)，所述第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3、第四阀门4保持不动，第五阀门5、第六阀门6同时动作，当前，第五阀门5处于截止状态，第六阀门6处于导通状态，本发明实施例的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置变为第三工作状态(见图3)，此时反吹室8内储存的“短路”气体因为负压通过管道汇入到蓄热催化设备的有机废气进气管，同时外界的干净空气进入反吹室8以平衡压力，不断冲洗反吹室8。

当到达第三工作状态的预先设定时间时，所述第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3、第四阀门4、第五阀门5、第六阀门6同时动作，此时，第一阀门1、第四阀门4、第五阀门5处于导通状态，第二阀门2、第三阀门3、第六阀门6处于截止状态，本发明实施例的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置变为第四工作状态(见图4)，此时第二蓄热催化反应室10排出的气体(即“短路”的气体)不能通过第六阀门6直接排放，而是通过第五阀门5进入反吹室8。反吹室8内的干净空气排空。

当到达工作状态四的预先设定时间时(通常很短)，所述第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3、第四阀门4保持不动，第五阀门5、第六阀门6同时动作，本发明实施例的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置变为第一工作状态(见图1)，反吹室8内储存的“短路”气体因为负压通过管道汇入到蓄热催化设备的有机废气进气管，同时外界的干净空气进入反吹室9以平衡压力，不断冲洗反吹室。

通过以上四个状态的循环工作，本发明实施例的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置即能有效处理掉未经净化的“短路”气体，提升了设备的整体净化效果，可以将蓄热催化燃烧设备的整体净化效率提升3-5％，且反吹室结构简单、成本低、易加工，系统控制也容易实现。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置，包括具有第一蓄热催化反应室(11)、第二蓄热催化反应室(10)的两室式蓄热催化燃烧设备，所述第一蓄热催化反应室(11)、第二蓄热催化反应室(10)内均填充设置有陶瓷蓄热体层和和催化剂层，所述第一蓄热催化反应室(11)及第二蓄热催化反应室(10)的进气口分别通过第一阀门(1)和第三阀门(3)连接有机废气进气管，其特征在于，还包括：

反吹室(8)，所述反吹室(8)连通大气，并通过管道连接两室式蓄热催化燃烧设备的有机废气进气管；

风机(7)，所述风机(7)的排气口通过管道及第五阀门(5)连通反吹室(8)，同时还通过第六阀门(6)连通大气，所述风机(7)的进气口通过管道及第二阀门(2)连接第一蓄热催化反应室(11)的出气口、通过管道及第四阀门(4)连接第二蓄热催化反应室(10)的出气口。

2.根据权利要求1所述的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置，其特征在于：所述反吹室(8)通过连通管道(9)连通大气。

3.根据权利要求2所述的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置，其特征在于：所述连通管道(9)上还设置用于调节吸排气量的调节阀。

4.根据权利要求1至3任一项所述的带反吹功能的两室式蓄热催化净化有机废气的装置，其特征在于：所述第一阀门(1)、第二阀门(2)、第三阀门(3)、第四阀门(4)、第五阀门(5)、第六阀门(6)的开合均由控制系统自动控制。