CN105737173B - 一种净化处理有机废气的催化燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于废气处理技术领域，具体为一种净化处理有机废气的催化燃烧装置。该装置包括：对废气中有机溶剂进行回收的分离器、阻火器、对废气和空气进行加热的加热器、对加热后废气和空气进行催化氧化的反应器（该反应器集换热和催化燃烧功能于一体）、旁路（利用自动化控制反应温度，保证燃烧正常进行并防止反应飞温）、用从反应器出来的后气体对原料气进行加热的换热器以及对换热后的气体进行排放的净化气排放管。本发明的工艺简单，可以整体成撬装布置出售，占地小，现场安装工作量少。该装置可以将废气中大部分溶剂回收，并将残留在废气中的挥发性有机化合物（VOCs）转化为二氧化碳和水，无二次污染，废气处理彻底，装置安全性高。

Description

一种净化处理有机废气的催化燃烧装置

技术领域

本发明属于废气处理技术领域，具体为一种净化处理有机废气的催化燃烧装置。

背景技术

挥发性有机化合物（VOCs，Volatile Organic Compounds）是石油化工、制药、印刷、喷漆等工业生产过程和机动车辆排放的常见的污染物之一。随着工业的发展，VOCs排放量与日俱增，具有范围广、排放量大等特点，其治理已成为当前国际环境的热点之一，相关环境立法也日趋严格。

有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。在有机废气处理时普遍采用的是有机废气活性炭吸附处理法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等多种原理。比较好的有机废气处理方法是催化氧化净化系统，废气处理设计周密、层层净化过滤废气。

催化燃烧技术是指在较低的温度下，使燃料在催化剂的作用下实现完全氧化反应，有着许多传统燃烧所不具备的优势，如：能力利用率高、起活温度低、促进完全燃烧、减少有毒有害物质的排放等。随着经济的发展，社会的进步，人们节能环保意识的增强，催化燃烧技术逐步由实验阶段走向工程实践，广泛应用于工业生产和日常生活等诸多方面。

发明内容

本发明的目的在于针对以上技术问题，提供一种净化处理有机废气的催化燃烧装置。该装置不仅适合各种浓度有机废气的处理，而且适用于有回收溶剂需求的废气处理，对废气中含有的有机液滴（≥8μm）回收率达到99%以上，可以回收废气中的大量溶剂，并将剩余的有机溶剂转化为CO₂和H₂O的一种环保设备。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种净化处理有机废气的催化燃烧装置，该装置包括催化燃烧反应器，该催化燃烧反应器集换热和催化燃烧功能于一体。所述的催化燃烧反应器包括反应器中心换热腔、催化剂床层、床层内管道、床层排气口、催化剂床层温度检测装置、中心管和净化气排放管，在燃烧反应器的中心位置设置反应器中心换热腔，在反应器中心换热腔内设置中心管，在反应器中心换热腔外设置催化剂床层，在催化剂床层内设置床层内管道，在催化剂床层底部内侧设置床层排气口，在催化燃烧反应器外侧设置催化剂床层温度检测装置，催化剂床层温度检测装置与温度连锁控制器连接，在催化燃烧反应器的顶端设置净化气排放管。

该装置还包括分离器，在分离器顶部设置阻火器，再通过主管路或旁路与催化燃烧反应器连接。在所述的主管路上设置主管路调节阀，主管路调节阀与温度联锁控制器连接。

该装置还包括加热器，在所述的旁路上设置旁路调节阀和加热器后与催化燃烧反应器连接，旁路调节阀和加热器与温度联锁控制器连接。

分离器出来的气体，可通过主管路与催化燃烧反应器的底部连通，也可通过旁路与催化燃烧反应器的中部连通。设置的温度联锁控制器根据催化剂床层温度检测装置连锁控制主路调节阀、旁路调节阀和加热器的开度。

在所述中心管外和反应器中心换热腔外壳布置挡板和翅片。

气体经主管路进入催化燃烧反应器底部，经中心管进入反应器中心换热腔，再经床层内管道进入催化剂床层。气体催化燃烧后由床层排气口进入反应器中心换热腔外环系，最后由净化气 排放口排入大气。

该装置根据有机废气的压力和燃烧后废气的温度在装置前段设置压缩装置或者在装置后端设置引风机。

该装置适合各种浓度有机废气的处理，也适用于有回收溶剂需求的废气处理，对废气中含有的有机液滴≥8μm的回收率达到99%以上。

本发明的积极效果是：

（一）、该装置适合各种浓度有机废气的处理，也适用于有回收溶剂需求的废气处理，对废气中含有的有机液滴≥8μm的回收率达到99%以上。

（二）、本发明中的催化燃烧反应器集换热和催化反应功能于一体，占地小，加工方便。可以作为整体成撬装布置出售，占地小，现场安装工作量少。

（三）、该装置可以将废气大部分溶剂回收，并将残留在废气中的挥发性有机化合物（VOCs）转化为二氧化碳和水，无二次污染，废气处理彻底，装置安全性高。

附图说明

图1为本发明中净化处理有机废气的催化燃烧装置的结构示意图。

其中，1——用于通入废气和空气的入口管道；2——分离器、3——阻火器、4——旁路、5——加热器、6——旁路调节阀、7——主管路、8——主管路调节阀、9——温度联锁控制器、10——催化剂床层温度检测装置、11——催化燃烧反应器、12——催化剂床层、13——床层内管道、14——床层排气口（若干）、 15——反应器中心换热腔、16——中心管、17——净化气排放管（17）。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1所示，一种净化处理有机废气的催化燃烧装置，该装置包括催化燃烧反应器，该催化燃烧反应器集换热和催化燃烧功能于一体。所述的催化燃烧反应器包括反应器中心换热腔、催化剂床层、床层内管道、床层排气口、催化剂床层温度检测装置、中心管和净化气排放管，在燃烧反应器的中心位置设置反应器中心换热腔，在反应器中心换热腔内设置中心管，在反应器中心换热腔外设置催化剂床层，在催化剂床层内设置床层内管道，在催化剂床层底部内侧设置床层排气口，在催化燃烧反应器外侧设置催化剂床层温度检测装置，催化剂床层温度检测装置与温度连锁控制器连接，在催化燃烧反应器的顶端设置净化气排放管。

该装置还包括分离器，在分离器顶部设置阻火器，再通过主管路或旁路与催化燃烧反应器连接。在所述的主管路上设置主管路调节阀，主管路调节阀与温度联锁控制器连接。

该装置还包括加热器，在所述的旁路上设置旁路调节阀和加热器后与催化燃烧反应器连接，旁路调节阀和加热器与温度联锁控制器连接。

在所述中心管外和反应器中心换热腔外壳布置挡板和翅片。

该装置根据有机废气的压力和燃烧后废气的温度在装置前段设置压缩装置或者在装置后端设置引风机。

该装置适合各种浓度有机废气的处理，也适用于有回收溶剂需求的废气处理，对废气中含有的有机液滴≥8μm的回收率达到99%以上。

实施例1：

一种净化处理有机废气的催化燃烧装置，用于处理工业有机废气，该装置包括用以通入废气和空气的入口管道、有溶剂回收需求的分离器、调节反应器温度的旁路、用以向反应器输入废气和空气的主管路、集换热和反应功能于一体的催化燃烧反应器、通过布置挡板和翅片提高传热效果的反应器中心换热腔、催化剂床层底部内侧设置若干床层排气口，床层排气口可设置24个或更多个，各排气口大小一致，均匀分布，确保燃烧后的气体均匀进入反应器中心换热腔外环系，经换热后从净化气排出净化气排放管排入大气。

上述装置还包括用于调节主管路调节阀和旁路调节阀开度的控制器，根据温度检测装置联锁控制催化剂床层温度，保证床层中催化燃烧平稳运行，并防止床层飞温。

上述装置还可根据有机废气的压力和燃烧后废气的温度可以在装置前段设置压缩装置或者后端设置引风机，可在废气中补入空气，降低其中有机废气的浓度，废气和空气混合后必须控制在有机废气的爆发极限范围之内，提高装置的安全性能。

以下是具体阐述下本实施例的操作方案：

开车时，关闭主管路调节阀，开启旁路调节阀和加热器，废气和空气经旁路通入催化燃烧反应器中催化剂床层顶部，直至加热后的废气将催化剂床层加热至起活温度。催化燃烧反应进行后，缓慢调低加热器的开度并最终关闭加热器，以保证催化燃烧反应平稳进行。然后缓慢增大主管路调节阀开度并同时减小旁路调节阀开度，使废气经过催化反应器中心换热腔回收净化气的热量再经床层内管道进入催化燃烧床层。

正常开车时，废气经入口管道、分离器、阻火器、主管路通过催化燃烧反应器中心换热腔，再经过催化剂床层内管道进入催化剂床层，有机废气转化为CO₂和H₂O后经反应器中心换热腔环系经净化气排放管排放到大气。

装置设有温度联锁控制器，正常运行时，如果反应热不足于维持反应继续进行，可以通过床层温度检测联锁开启加热器，并增大旁路调节阀的开度，减小主管路调节阀的开度，从旁路通入部分经加热的气体，以维持催化剂床层的温度。如果催化剂床层的温度过高，也可以通过床层温度检测联锁增大旁路调节阀的开度，减小主管路调节阀的开度，通过一部分未经换热的气体作为冷激气降低催化剂床层温度以防止床层飞温。

Claims (5)

1.一种净化处理有机废气的催化燃烧装置，装置包括催化燃烧反应器（11），其特征在于：所述的催化燃烧反应器（11）包括反应器中心换热腔（15）、催化剂床层（12）、床层内管道（13）、床层排气口（14），催化剂床层温度检测装置（10）、中心管（16）和净化气排放管（17），在燃烧反应器（11）的中心位置设置反应器中心换热腔（15），在反应器中心换热腔（15）内设置中心管（16），在反应器中心换热腔（15）外设置催化剂床层（12），在催化剂床层（12）内设置床层内管道（13），在催化剂床层（12）底部内侧设置床层排气口（14），在催化燃烧反应器（11）外侧设置催化剂床层温度检测装置（10），催化剂床层温度检测装置（10）与温度联锁控制器（9）连接，在催化燃烧反应器（11）的顶端设置净化气排放管（17）;该装置根据有机废气的压力和燃烧后废气的温度在装置前段设置压缩装置或者在装置后端设置引风机。

2.根据权利要求1所述的净化处理有机废气的催化燃烧装置，其特征在于：该装置还包括分离器（2），在分离器（2）顶部设置阻火器（3），再通过主管路（7）或旁路（4）与催化燃烧反应器（11）连接。

3.根据权利要求2所述的净化处理有机废气的催化燃烧装置，其特征在于：该装置还包括加热器（5），在所述的旁路（4）上设置旁路调节阀（6）和加热器（5）后与催化燃烧反应器（11）连接，旁路调节阀（6）和加热器（5）与温度联锁控制器（9）连接。

4.根据权利要求2所述的净化处理有机废气的催化燃烧装置，其特征在于：在所述的主管路（7）上设置主管路调节阀（8），主管路调节阀（8）与温度联锁控制器（9）连接。

5.根据权利要求2所述的净化处理有机废气的催化燃烧装置，其特征在于：在所述中心管（16）外和反应器中心换热腔（15）外壳布置挡板和翅片。