CN107115788B - 一种有毒异臭气体净化处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种有毒异臭气体净化处理装置，包括有毒异臭气体聚集机构、余热回收室、催化氧化室和壳体，余热回收室和催化氧化室安装在壳体内，有毒异臭气体聚集机构安装在壳体外的进气端，有毒异臭气体聚集机构与余热回收室相连通，余热回收室与催化氧化室相连通。本发明净化效率高，有毒异臭气体处理彻底，余热回收利用率高，结构简单，运行可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种有毒异臭气体净化处理装置。
背景技术
有毒异臭气体净化处理一直以来是较难解决的技术难题。
所谓有毒异臭气体，指的是被人体吸入后使人体正常的生理功能出现紊乱，即中毒现象的气体。常见有毒异臭气体按其毒害性质和程度的不同，可分为两大类：第一类为刺激性气体，是指对眼和呼吸道粘膜有刺激作用的气体，它是化学工业常遇到的有毒气体。刺激性气体的种类甚多，最常见的有氯、氨、氮氧化物、光气、氟化氢、二氧化硫、三氧化硫和硫酸二甲酯等。此类气体一般虽不能直接导致人中毒死亡，但也会逐渐性的影响人的健康，甚至会在当时就导致人体的不适感。长时间吸入，也会导致死亡(如光气)。第二类为窒息性气体，是指能造成机体缺氧的有毒气体，可分为单纯窒息性气体、血液窒息性气体、细胞窒息性气体、一氧化碳、硝基苯的蒸气、氰化氢、硫化氢、硫醇、硫醚等。此类气体对人体的危害较大，能在短时间内使人缺氧窒息、导致死亡，危害较大。
当前，国内外解决有毒异臭气体净化处理的方法可概括为：冷凝法，即降低废气的温度，使一些有毒异臭气体或蒸气态的物质冷凝成液体，从废气中分离出来而被去除，但用于去除低浓度有毒异臭气体则不经济，此法一般适于作吸附或化学转化等处理技术的前处理；燃烧法，这种方法是对废气中某些有毒异臭气体进行氧化燃烧或高温分解，使之转化为无害物质，此法适用于处理废气中浓度较高、发热量较大的可燃性有毒异臭气体（主要是含碳氢的气态物质），但不能回收有毒异臭气体，易造成二次污染；吸收法，用溶液或溶剂吸收工业废气中的有毒异臭气体，使它与废气分离而被去除，吸收法用不同的溶液或溶剂，可吸收不同的有毒异臭气体，并可回收有用的产品，但吸收法净化效率不高，吸收液需要处理；吸附法，用多孔性的固体吸附剂吸附工业废气中的有毒异臭气体，吸附法适用于大多数有毒异臭气体的治理，但吸附剂的吸附容量一般不高。
CN201448854U公开的一种有机废气蓄热式催化燃烧设备，考虑了节能，但难以确保催化燃烧室的稳定高温分解功能，且热能仅来源于上部加热装置，造成热能浪费，其次在旋转换向阀换向过程中容易产生气体交叉污染排放的问题，旋转换向阀的结构也制约了大流量气体的处理。CN106076113A公开了一种低温氧化降解有机气体的方法，利用催化剂的作用将有机气体的氧化温度降低至45-220℃，解决了反应温度高的问题，但是存在反应时间过长、难以确保完全分解等问题；CN106247355A公开了一种高浓度恶臭气体催化氧化除臭设备及其除臭方法，但难以保证高温氧化室的可靠性，且所述换热区中设置的曲折换热管路存在换热温度梯度不合理，结构复杂等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种净化效率高，有毒异臭气体处理彻底，余热回收利用率高，结构简单，运行可靠的有毒异臭气体净化处理装置。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种有毒异臭气体净化处理装置，包括有毒异臭气体聚集机构、余热回收室、催化氧化室和壳体，所述余热回收室和催化氧化室安装在壳体内，所述有毒异臭气体聚集机构安装在壳体外的进气端，所述有毒异臭气体聚集机构与余热回收室相连通，所述余热回收室与催化氧化室相连通。
进一步，还设有尾气净化机构，所述尾气净化机构设置在壳体外的排气端，所述尾气净化机构与余热回收室相连。
进一步，所述有毒异臭气体聚集机构包括风机、风阀、聚气管道和滤网，所述风机与聚气管道相连，所述风阀设于聚气管道上，所述滤网设于风机进气口处。
进一步，所述余热回收室包括热交换管和余热回收室腔体，所述热交换管设于余热回收室腔体内，所述余热回收室腔体上设有排气口、预热气出口、热气进口、冷气进口，所述有毒异臭气体聚集机构的聚气管道与余热回收室的冷气进口相连通；所述催化氧化室包括催化氧化室腔体、催化氧化床、电热器，所述催化氧化室腔体内设有进气通道，所述催化氧化床和电热器设于催化氧化室腔体内，所述催化氧化室腔体上设有热气出口，所述余热回收室的预热气出口与催化氧化室的进气通道相连通，所述催化氧化室的热气出口与余热回收室的热气进口相连通。
进一步，所述催化氧化室腔体内还设有温度感应器，所述催化氧化床上设有多孔陶瓷砖和/或陶瓷球，多孔陶瓷砖和/或陶瓷球上附着有可促进有毒异臭气体分子氧化分解的催化剂，催化剂为硝酸铈、硫酸亚钛与偏钒酸钠的组合。
进一步，所述余热回收室腔体底部设有气体导向板。
进一步，所述余热回收室腔体内设有气体折流导向板，气体折流导向板与热交换管垂直设置，气体折流导向板使高温废气热风与低温臭气冷风呈90°换热。
进一步，所述尾气净化机构包括净化室，净化室与余热回收室的排气口相连通。
进一步，所述壳体一端设有端板，端板上设有端盖，所述电热器、温度感应器的一端固定在端板上，所述壳体底部设有支座。
进一步，所述壳体的内表面或外表面设有隔热层，所述隔热层为耐高温涂料层或陶瓷纤维层。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
（1）净化效率高，有毒异臭气体处理彻底，整个过程无废水产生。
（2）余热回收利用率高，运行能耗低，低碳节能，经济效益好。
（3）工艺流程简单，结构紧凑，容易维护。
（4）结构简单，操作简便，运行可靠。
附图说明
图1是本发明实施例1的主视图。
图2是图1所示实施例的侧视图。
图3是本发明实施例2的主视图。
图4是图3所示实施例的侧视图。
图5是本发明实施例3的主视图。
图6是图5所示实施例的侧视图。
图7是本发明实施例4的主视图。
图8是本发明实施例5的主视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
参照图1、图2，本实施例包括有毒异臭气体聚集机构、余热回收室4、催化氧化室8、尾气净化机构17和壳体11，余热回收室4和催化氧化室8安装在壳体11内，有毒异臭气体聚集机构安装在壳体11外的进气端，尾气净化机构17设置在壳体11外的排气端，有毒异臭气体聚集机构与余热回收室4相连通，余热回收室4与催化氧化室8相连通，尾气净化机构17与余热回收室4相连通。
有毒异臭气体聚集机构包括风机1、风阀2、聚气管道3和滤网，风机1与聚气管道3相连，风阀2设于聚气管道3上，滤网设于风机1进气口处。
余热回收室4包括热交换管41和余热回收室腔体42，热交换管41设于余热回收室腔体42内，余热回收室腔体42上设有排气口43、预热气出口44、热气进口45、冷气进口46，有毒异臭气体聚集机构的聚气管道3与余热回收室4的冷气进口46相连通。
催化氧化室8包括催化氧化室腔体81、催化氧化床82、电热器84，催化氧化室腔体81内设有进气通道83，催化氧化床82和电热器84设于催化氧化室腔体81内，催化氧化室腔体81上设有热气出口86，催化氧化室腔体81内还设有温度感应器85，电热器84和温度感应器85横向设置，催化氧化床82上设有陶瓷球，陶瓷球上附着有可促进有毒异臭气体分子氧化分解的催化剂，催化剂为硝酸铈、硫酸亚钛与偏钒酸钠的组合。
余热回收室4的预热气出口44与催化氧化室8的进气通道83相连通，催化氧化室8的热气出口86与余热回收室4的热气进口45相连通。
尾气净化机构17包括净化室，净化室与余热回收室4的排气口43相连通。
壳体11一端设有端板15，端板15上设有端盖16，电热器84、温度感应器85的一端固定在端板15上，壳体11底部设有支座18，壳体11为圆筒结构，壳体11的内表面或外表面设有隔热层12，隔热层12为耐高温涂料层或陶瓷纤维层。端板15用于固定电热器84和温度感应器85。端盖16用于对电热器84和温度感应器85尾部接线端的防护。
本实施例还设有电控单元，电控单元用于对气体净化处理的自动控制，电控单元包括控制器。
有毒异臭气体聚集机构用于收集和控制有毒异臭气体送入余热回收室4。
余热回收室4用于回收催化氧化室8产生的高温废气余热，将收集的有毒异臭气体预热。
催化氧化室8用于催化氧化净化有毒异臭气体。
尾气净化机构17用于净化废气中余留的NOx、微颗粒等污染物，含净化室。
实施例2
参照图3、图4，本实施例与实施例1的区别仅在于：壳体11为方形结构；催化氧化床82上设有多孔陶瓷砖和陶瓷球，多孔陶瓷砖和陶瓷球上附着有可促进有毒异臭气体分子氧化分解的催化剂；余热回收室腔体42底部设有气体导向板47，气体导向板47可有效增加余热回收室4的热交换效率。其余同实施例1。
实施例3
参照图5、图6，本实施例与实施例1的区别仅在于：余热回收室腔体42内设有气体折流导向板48，气体折流导向板48与热交换管41垂直设置，气体折流导向板48使高温废气热风与低温臭气冷风呈90°换热，有效延长换热回路，提高换热效率。其余同实施例1。
实施例4
参照图7，本实施例与实施例1的区别仅在于：无尾气净化机构17。其余同实施例1。
实施例5
参照图8，本实施例与实施例2的区别仅在于：无尾气净化机构17，电热器84和温度感应器85纵向设置，端盖16设于壳体11的上方。其余同实施例2。
本发明的工作原理如下：
有毒异臭气体依靠风机1抽吸，经滤网滤除轻质颗粒物后，由风阀2调节风量的大小，经聚气管道3送入余热回收室4的冷气进口46，再通过热交换管41内预热通道将有毒异臭气体预热后，由预热气出口44进入催化氧化室8的进气通道83，经进气通道83进入催化氧化室腔体81内，由电热器84高温加热氧化分解，再经催化氧化床82催化氧化，彻底将有毒异臭气体分解为简单的氧化物，然后从催化氧化室8的热气出口86排出，经余热回收室4的热气进口45进入预热回收室4，通过换热管41外冷却通道降温冷却，经排气口43排出，再由排气口43处设置的尾气净机构17进一步处理尾气中余留的NOx、微颗粒等污染物。整个过程可利用催化氧化室8排出的高温废气余热，间接预热所要处理净化的有毒异臭气体，达到节能的目的。
本发明的技术原理如下：
（1）针对有毒异臭气体成分比较复杂，较难彻底有效净化，但对于有毒异臭气体分子可高温（800℃左右）热解，附催化剂载体在较低起燃温度（250℃~350℃）下可氧化分解的特点，利用催化氧化室内电热器加热蓄热催化剂载体形成稳定可控的高温区，将大部分有毒气体热解为CO2和水蒸气，再利用催化氧化室内较低温蓄热区，通过催化剂载体的氧化反应，将未热解完的有毒HC等化合物彻底氧化分解为无毒的简单氧化物。
（2）将尾气净化机构安装在废气排出口处，进一步过滤和吸附尾气中所余留的少量NOx、微颗粒等污染物，使最终排出的气体达到大气排放标准。
（3）利用催化氧化室内催化剂载体的吸附及降低活化能的作用，使反应物分子富集于催化层表面，加快氧化的进行，提高氧化反应的速率，并释放大量热能提供给蓄热体储存，为后续异臭气体的连续催化氧化反应提供能量，节约能耗。
（4）利用催化氧化室内蓄热体的蓄热储能及隔热层的有效隔热保温，维持稳定的催化剂载体起燃氧化温度，既能保证有毒异臭气体的氧化分解效率，同时达到节能的目的。
（5）利用余热回收室，回收高温废气余热，将有毒异臭气体预热，可大幅降低气体在催化氧化室内热解和氧化分解时所需功率，减少能耗，同时由于有毒异臭气体在余热回收室内预热时的大量吸热，使通过的高温废气大量放热降温，以低温状态排出。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (6)
1.一种有毒异臭气体净化处理装置，所述有毒异臭气体在800℃高温热解，在250℃-350℃催化氧化分解，其特征在于：包括有毒异臭气体聚集机构、余热回收室、催化氧化室和壳体，所述余热回收室和催化氧化室安装在壳体内，所述有毒异臭气体聚集机构安装在壳体外的进气端，所述有毒异臭气体聚集机构与余热回收室相连通，所述余热回收室与催化氧化室相连通；
所述余热回收室包括热交换管和余热回收室腔体，所述热交换管设于余热回收室腔体内，所述余热回收室腔体上设有排气口、预热气出口、热气进口、冷气进口，所述有毒异臭气体聚集机构的聚气管道与余热回收室的冷气进口相连通；所述催化氧化室包括催化氧化室腔体、催化氧化床、电热器，所述催化氧化室腔体内设有进气通道，所述催化氧化床和电热器设于催化氧化室腔体内，所述催化氧化室腔体上设有热气出口，所述余热回收室的预热气出口与催化氧化室的进气通道相连通，所述催化氧化室的热气出口与余热回收室的热气进口相连通，所述余热回收室的排气口设于余热回收室腔体上靠近冷气进口的一侧；
所述催化氧化室腔体内还设有温度感应器，所述催化氧化床上设有多孔陶瓷砖和/或陶瓷球，多孔陶瓷砖和/或陶瓷球上附着有可促进有毒异臭气体分子氧化分解的催化剂；所述催化剂为硝酸铈、硫酸亚钛与偏钒酸钠的组合；
所述有毒异臭气体聚集机构包括风机、风阀、聚气管道和滤网，所述风机与聚气管道相连，所述风阀设于聚气管道上，所述滤网设于风机进气口处；
还设有尾气净化机构，所述尾气净化机构设置在壳体外的排气端，所述尾气净化机构与余热回收室相连。
2.如权利要求1所述的有毒异臭气体净化处理装置，其特征在于：所述余热回收室腔体底部设有气体导向板。
3.如权利要求1所述的有毒异臭气体净化处理装置，其特征在于：所述余热回收室腔体内设有气体折流导向板，气体折流导向板与热交换管垂直设置，气体折流导向板使高温废气热风与低温臭气冷风呈90°换热。
4.如权利要求1所述的有毒异臭气体净化处理装置，其特征在于：所述尾气净化机构包括净化室，净化室与余热回收室的排气口相连通。
5.如权利要求1所述的有毒异臭气体净化处理装置，其特征在于：所述壳体一端设有端板，端板上设有端盖，所述电热器、温度感应器的一端固定在端板上，所述壳体底部设有支座。
6.如权利要求1所述的有毒异臭气体净化处理装置，其特征在于：所述壳体的内表面或外表面设有隔热层，所述隔热层为耐高温涂料层或陶瓷纤维层。
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