CN107246617B - 一种高效节能催化燃烧设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效节能催化燃烧设备，通过将加热系统设置为初级预加热组件、深度加热组件及补充加热组件，采用三级加热系统，可根据运行工况灵活调整加热功率，节能省电；将催化燃烧系统设置为两层平行间隔布置的催化燃烧层，采用两级催化燃烧结构，燃烧更彻底，且第一级催化燃烧余热可作为第二催化燃烧补充热能，进一步节省电能；通过设置若干根并排布置的结构相同的换热片组组成的换热系统，将含氧可燃气燃烧后产生的热能合理加以利用，避免了能源浪费。

Description

一种高效节能催化燃烧设备

技术领域

本发明属于燃烧设备技术领域，具体涉及一种高效节能催化燃烧设备。

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。

中国发明专利“一种新型催化燃烧工业炉”(CN103363534A)公开了一种种新型催化燃烧工业炉，包括供气系统、预热系统和炉体系统；供气系统包括可燃气管路、助燃气管路和混气装置；预热系统对经过混气装置混合的混合气进行预热；炉体系统包括炉壳、炉膛前段、催化剂载体和炉膛后段，催化剂载体上附着有催化剂；预热系统预热后的混合气经过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。该发明公开的技术方案，虽然在一定程度上解决了现有技术存在的上述问题，但是还是存在许多不足，如如何根据不同的运行工况调整预热系统的加热功率来节约电能，减少能耗；又如，含氧可燃气燃烧后的产生的热能如何加以利用，如不加以利用，岂不是白白浪费热能。因此，该发明的技术方案还存在许多不足的地方。

有鉴于此，本领域技术人员致力于设计一种能够根据不同运行工况灵活调整加热功率，节能省电以及对燃烧后产生的热能合理加以利用的高效节能催化燃烧设备，实现含氧可燃气的有效利用具有突破性的意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种高效节能催化燃烧设备，旨在解决现有技术不能根据不同运行工况灵活调整加热功率，节能省电以及不能对燃烧后产生的热能合理加以利用的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高效节能催化燃烧设备，包括保温外壳、固定箱体、加热系统、换热系统及催化燃烧系统；所述保温外壳中部设置有可供气流通过的隔板，将所述保温外壳隔为上下两层结构，其上下两层内部均采用双层岩棉包覆以供保温；所述固定箱体设置于所述保温外壳上层空间内；所述换热系统设置于所述保温外壳下层空间内；所述加热系统与所述催化燃烧系统设置于所述固定箱体内；

所述加热系统包括初级预加热组件、深度加热组件及补充加热组件；所述初级预加热组件、深度加热组件及补充加热组件均是由若干根平行间隔布置的结构相同的电阻丝组成；所述初级加热组件对称设置于所述催化燃烧系统两侧；所述深度加热组件设置于所述催化燃烧系统上方；

所述催化燃烧系统包括两层平行间隔布置的催化燃烧层；所述催化燃烧层内填充有助燃催化剂；所述补充加热组件设置于两层所述催化燃烧层之间；

所述换热系统包括若干根并排布置的结构相同的换热片组、设置于所述换热片组侧面的进气口及设置于所述进气口相对侧的出气口；所述进气口与所述出气口结构相同，且对称布置。

进一步，所述初级预加热组件、深度加热组件及补充加热组件中的电阻丝的长度均相同；所述电阻丝的长度与所述催化燃烧层的长度相同；所述深度加热组件的宽度大于所述催化燃烧层的宽度。

进一步，所述保温外壳下层底部的相对两侧设置有大小一致的方形通孔；所述进气口与所述出气口分别从对应的所述方形通孔伸出。

进一步，为了便于运输，所述固定箱体顶部相对两侧设置有吊耳；所述保温外壳顶部相应的位置设置有相应大小的以便所述吊耳伸出的通孔。

进一步，为了提高加热效率，所述电阻丝采用“U”型电阻丝。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本发明的高效节能催化燃烧设备，通过将加热系统设置为初级预加热组件、深度加热组件及补充加热组件，采用三级加热系统，可根据运行工况灵活调整加热功率，节能省电；将催化燃烧系统设置为两层平行间隔布置的催化燃烧层，采用两级催化燃烧结构，燃烧更彻底，且第一级催化燃烧余热可作为第二催化燃烧补充热能，进一步节省电能；通过设置若干根并排布置的结构相同的换热片组组成的换热系统，将含氧可燃气燃烧后产生的热能合理加以利用，避免了能源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实施例中的高效节能催化燃烧设备的结构示意图；

图2为图1中加热系统与催化燃烧系统的布置关系图；

图3为图1中换热系统的结构示意图；

图4为图1中固定箱体的结构示意图；

图5为图1中保温外壳的结构示意图。

附图标记说明：1-保温外壳；11-方形通孔；12-通孔；13-隔板；2-固定箱体；21-吊耳；3-加热系统；31-初级预加热组件；32-深度加热组件；33-补充加热组件；301-电阻丝；4-催化燃烧系统；41-催化燃烧层；5-换热系统；51-换热片组；52-进气口；53-出气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1～5所示，一种高效节能催化燃烧设备，包括保温外壳1、固定箱体2、加热系统3、换热系统5及催化燃烧系统4；所述保温外壳1中部设置有可供气流通过的隔板13，将所述保温外壳1隔为上下两层结构，其上下两层内部均采用双层岩棉包覆以供保温；所述固定箱体2设置于所述保温外壳1上层空间内；所述换热系统5设置于所述保温外壳1下层空间内；所述加热系统3与所述催化燃烧系统4设置于所述固定箱体2内；

所述加热系统3包括初级预加热组件31、深度加热组件32及补充加热组件33；所述初级预加热组件31、深度加热组件32及补充加热组件33均是由若干根平行间隔布置的结构相同的电阻丝301组成；所述初级加热组件31对称设置于所述催化燃烧系统4两侧；所述深度加热组件32设置于所述催化燃烧系统4上方；

所述催化燃烧系统4包括两层平行间隔布置的催化燃烧层41；所述催化燃烧层41内填充有助燃催化剂；所述补充加热组件33设置于两层所述催化燃烧层41之间；

所述换热系统5包括若干根并排布置的结构相同的换热片组51、设置于所述换热片组51侧面的进气口52及设置于所述进气口52相对侧的出气口53；所述进气口52与所述出气口53结构相同，且对称布置。

作为本实施例的优选方案，所述初级预加热组件31、深度加热组件32及补充加热组件33中的电阻丝301的长度均相同；所述电阻丝301的长度与所述催化燃烧层41的长度相同；所述深度加热组件32的宽度大于所述催化燃烧层41的宽度。

作为本实施例的优选方案，所述保温外壳1下层底部的相对两侧设置有大小一致的方形通孔11；所述进气口52与所述出气口53分别从对应的所述方形通孔11伸出。

作为本实施例的优选方案，为了便于运输，所述固定箱体2顶部相对两侧设置有吊耳21；所述保温外壳1顶部相应的位置设置有相应大小的以便所述吊耳21伸出的通孔12。

作为本实施例的优选方案，为了提高加热效率，所述电阻丝采用“U”型电阻丝。

本发明的高效节能催化燃烧设备的工作过程如下：

含氧可燃气从进气口52进入，沿图1中箭头所示方向流动，气流从换热片组51左侧上升，依次通过初级预加热组件31、深度加热组件32及补充加热组件33的预热后，催化燃烧系统4中的两层平行间隔布置的催化燃烧层41，采用两级催化燃烧结构，燃烧更彻底，且其中一层催化燃烧层41余热可作为另一层催化燃烧层41补充热能；燃烧完成后带有热量的气体向下流动，经过换热片组51时，换热片组51左侧的刚进入的常温的含氧可燃气与燃烧完成带有热量的气体进行换热过程，使得刚进入的常温的含氧可燃气温度升高，这样进入加热系统3时的温度升高，使得加热系统3为含氧可燃气加热所需的能量降低，节约能耗。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种高效节能催化燃烧设备，其特征在于，包括保温外壳、固定箱体、加热系统、换热系统及催化燃烧系统；所述保温外壳中部设置有可供气流通过的隔板，将所述保温外壳隔为上下两层结构，其上下两层内部均采用双层岩棉包覆以供保温；所述固定箱体设置于所述保温外壳上层空间内；所述换热系统设置于所述保温外壳下层空间内；所述加热系统与所述催化燃烧系统设置于所述固定箱体内；

所述加热系统包括初级预加热组件、深度加热组件及补充加热组件；所述初级预加热组件、深度加热组件及补充加热组件均是由若干根平行间隔布置的结构相同的电阻丝组成；所述初级加热组件对称设置于所述催化燃烧系统两侧；所述深度加热组件设置于所述催化燃烧系统上方；

所述催化燃烧系统包括两层平行间隔布置的催化燃烧层；所述催化燃烧层内填充有助燃催化剂；所述补充加热组件设置于两层所述催化燃烧层之间；

所述换热系统包括若干根并排布置的结构相同的换热片组、设置于所述换热片组侧面的进气口及设置于所述进气口相对侧的出气口；所述进气口与所述出气口结构相同，且对称布置。

2.根据权利要求1所述的高效节能催化燃烧设备，其特征在于，所述初级预加热组件、深度加热组件及补充加热组件中的电阻丝的长度均相同；所述电阻丝的长度与所述催化燃烧层的长度相同；所述深度加热组件的宽度大于所述催化燃烧层的宽度。

3.根据权利要求1所述的高效节能催化燃烧设备，其特征在于，所述保温外壳下层底部的相对两侧设置有大小一致的方形通孔；所述进气口与所述出气口分别从对应的所述方形通孔伸出。

4.根据权利要求1所述的高效节能催化燃烧设备，其特征在于，所述固定箱体顶部相对两侧设置有吊耳；所述保温外壳顶部相应的位置设置有相应大小的以便所述吊耳伸出的通孔。

5.根据权利要求1或2所述的高效节能催化燃烧设备，其特征在于，所述电阻丝采用“U”型电阻丝。