CN106943852A - 一种真空碳氮共渗设备的废气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种真空碳氮共渗设备的废气处理装置，包括壳体，壳体的底部设有进气管，壳体的侧壁上设有排气管，壳体的顶部设有盖体，盖体与壳体为铰链连接，盖体覆盖壳体的开口，盖体与气动元件连接，位于壳体内的加热器和蜂窝状催化剂，加热器包覆于蜂窝状催化剂中，加热器包括加热元件和温控元件，与壳体连接的真空泵，控制器分别与气动元件、加热元件和温控元件连接的控制器，控制器通过气动元件控制盖体的打开或关闭。本发明在使用前后始终保持真空状态，在废气处理过程中排气端真空泵持续工作，使设备内保持低压状态，提高氨裂解反应正向进行的效率；本发明经过处理的尾气氨含量、氮化物含量极低，可直接排放到大气中，安全环保无污染。
Description
技术领域
本发明属于金属热处理设备领域，更具体涉及一种热处理用真空碳氮共渗设备的废气处理装置。
背景技术
随着国内外机械类产品、产业链升级，使用真空碳氮共渗设备和工艺对金属表面性状进行改良的领域日益增多。
由于目前国内外不部分真空渗碳设备在使用过程中忽视对尾气的处理，使用简单的水溶处理或是直接排放。前者收集率低、回收耗能大，在工业应用中普适性低，后者污染环境。当下，消除氨污染对环境带来的危害已经成为国内外共同关注的重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种真空碳氮共渗设备的废气处理装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种真空碳氮共渗设备的废气处理装置，包括
壳体，所述壳体的底部设有进气管，所述壳体的侧壁上设有排气管，所述壳体的顶部设有盖体，所述盖体与所述壳体为铰链连接，所述盖体覆盖所述壳体的开口，所述盖体与气动元件连接，
位于所述壳体内的加热器和蜂窝状催化剂，所述加热器包覆于所述蜂窝状催化剂中，所述加热器包括加热元件和温控元件，
与所述壳体连接的真空泵，所述真空泵在处理废气前将所述壳体内抽真空，所述真空泵在处理废气过程中处于工作状态以保持所述壳体内低压，
分别与所述气动元件、加热元件和温控元件连接的控制器，所述控制器通过所述气动元件控制所述盖体的打开或关闭。
在一些实施方式中，所述控制器为PID控制器。
在一些实施方式中，所述盖体和所述壳体之间通过压紧机构密封连接。
在一些实施方式中，所述加热元件为板式石墨加热器。
在一些实施方式中，所述加热器还包括陶瓷绝缘件，所述板式石墨加热器与陶瓷绝缘件堆叠设置。
在一些实施方式中，所述板式石墨烯加热器堆叠有四层，每层所述板式石墨烯加热器之间设有所述陶瓷绝缘件。
在一些实施方式中，所述进气管位于所述壳体外部的一端设有法兰，所述排气管位于所述壳体外部的一端设有法兰。
在一些实施方式中，所述壳体的内底部设有热电偶，所述热电偶与所述控制器连接。
在一些实施方式中，所述壳体的内壁上设有双层保温结构，所述双层保温结构包括石墨软毡和长纤石墨硬毡。
其有益效果为：本发明通过真空泵保证在使用前后始终保持真空状态，在废气处理过程中排气端真空泵持续工作，使设备内保持低压状态，提高氨裂解反应正向进行的效率；本发明经过处理的尾气氨含量、氮化物含量极低，可直接排放到大气中，安全环保无污染。
附图说明
图1是本发明一实施方式的一种真空碳氮共渗设备的废气处理装置的外部结构示意图；
图2是本发明一实施方式的一种真空碳氮共渗设备的废气处理装置的内部结构示意图。
具体实施方式
图1和图2示意性地显示了本发明的一种实施方式的真空碳氮共渗设备的废气处理装置。如图1和图2所示，该真空碳氮共渗设备的废气处理装置包括壳体1、位于壳体1内的加热器2和蜂窝状催化剂3、与壳体1连接的真空泵以及控制器。
壳体1的内壁上设有双层保温结构，双层保温结构包括石墨软毡和长纤石墨硬毡。保温性能优异，减少使用过程中由于热量散失导致的能源浪费。壳体1的底部设有进气管11，进气管11位于壳体1外部的一端设有法兰。进气管11通过法兰便于和外接装置进行连接，将外接装置中待处理的废气输入。壳体1的侧壁上设有排气管12，排气管12位于壳体1外部的一端设有法兰。排气管12通过法兰便于和收集装置进行连接，对排出的气体进行收集。待处理的废气通过进气管11排入装置内，待分解后从排出管12排出。壳体1的顶部设有盖体5，盖体5与壳体1为铰链连接。盖体5和壳体1之间通过压紧机构6密封连接。盖体5覆盖壳体1的开口。盖体5与气动元件4连接。
加热器2和蜂窝状催化剂3位于壳体1内。加热器2包覆于蜂窝状催化剂3中。结构紧凑，保证被处理的气体最大程度的接触催化剂，同时也降低了运转功耗。加热器2包括加热元件和控温元件。加热元件为板式石墨加热器。板式加热器的发热面积大、热效率高且电阻率均匀，同时板式石墨加热器轻便环保功耗率低，在氨、氮、含碳有机物气氛下不会发生化学或是物理反应而使得电阻带阻值变化或脆裂。加热器2还包括陶瓷绝缘件，板式石墨加热器与陶瓷绝缘件堆叠设置。相对自由不易损坏，并且方便维护修理。板式石墨烯加热器堆叠有四层，每层板式石墨烯加热器之间设有陶瓷绝缘件。控温元件为热电偶7。壳体的内底部设有热电偶7。
真空泵与壳体1连接。真空泵在处理废气前将壳体1内抽真空，真空泵在处理废气过程中处于工作状态以保持壳体1内低压。可提高氨裂解反应正向进行的效率，减少尾气的氨含量和氮化物含量，可直接排放到大气中，安全环保无污染。
控制器分别与气动元件4、加热元件和温控元件连接。控制器为PID控制器。装置在使用过程中一直保持在850℃，使用PID控制器进行控温，确保使用过程中温度的稳定性。温度的稳定性有利于氨裂解反应的正向进行，使尾气氨含量、氮化物含量极低，可直接排放到大气中，安全环保无污染。控制器通过气动元件4控制盖体5的打开或关闭。控制器控制气动元件4向上顶起盖体，同时逆时针转动直至盖体完全打开，放入适当规格的蜂窝状催化剂，并且确认加热器连接正常后，控制器控制气动元件4向下带动盖体，同时顺时针转动直至盖体5覆盖壳体1的开口，并使用压紧机构6将盖体5与壳体1压紧，防止气体泄露。热电偶7与控制器连接。控制器控制板式石墨加热器和热电偶7配合工作保证壳体内部恒温均温，提高氨裂解反应正向进行的效率，使尾气氨含量、氮化物含量极低，可直接排放到大气中，安全环保无污染。
本装置处理废气的原理：气态氨在800-850℃下，在催化剂作用下裂解为75％的氢气和25％的氮气，并吸收21.9千卡热量，其主要反应为2NH3—3H2+N2-21.9千卡。该反应过程的物理性状为：吸热膨胀，因此本装置适量提高温度、降低压力有利于该反应正向进行，提高氨裂解的效率，使设备一直保持最佳的运行状态。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种真空碳氮共渗设备的废气处理装置，其特征在于，包括
壳体，所述壳体的底部设有进气管，所述壳体的侧壁上设有排气管，所述壳体的顶部设有盖体，所述盖体与所述壳体为铰链连接，所述盖体覆盖所述壳体的开口，所述盖体与气动元件连接，
位于所述壳体内的加热器和蜂窝状催化剂，所述加热器包覆于所述蜂窝状催化剂中，所述加热器包括加热元件和温控元件，
与所述壳体连接的真空泵，所述真空泵在处理废气前将所述壳体内抽真空，所述真空泵在处理废气过程中处于工作状态以保持所述壳体内低压，
分别与所述气动元件、加热元件和温控元件连接的控制器，所述控制器通过所述气动元件控制所述盖体的打开或关闭。
2.根据权利要求1所述的真空碳氮共渗设备的废气处理装置，其特征在于，所述控制器为PID控制器。
3.根据权利要求1所述的真空碳氮共渗透设备的废气处理装置，其特征在于，所述盖体和所述壳体之间通过压紧机构密封连接。
4.根据权利要求1所述的真空碳氮共渗设备的废气处理装置，其特征在于，所述加热元件为板式石墨加热器。
5.根据权利要求4所述的真空碳氮共渗设备的废气处理装置，其特征在于，所述加热器还包括陶瓷绝缘件，所述板式石墨加热器与陶瓷绝缘件堆叠设置。
6.根据权利要求5所述的真空碳氮共渗设备的废气处理装置，其特征在于，所述板式石墨烯加热器堆叠有四层，每层所述板式石墨烯加热器之间设有所述陶瓷绝缘件。
7.根据权利要求1所述的真空碳氮共渗设备的废气处理装置，其特征在于，所述进气管位于所述壳体外部的一端设有法兰，所述排气管位于所述壳体外部的一端设有法兰。
8.根据权利要求1所述的真空碳氮共渗设备的废气处理装置，其特征在于，所述壳体的内底部设有热电偶，所述热电偶与所述控制器连接。
9.根据权利要求1所述的真空碳氮共渗设备的废气处理装置，其特征在于，所述壳体的内壁上设有双层保温结构，所述双层保温结构包括石墨软毡和长纤石墨硬毡。
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