CN108278621A - 一种蓄热式催化焚烧炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄热式催化焚烧炉，包括炉体、蓄热催化室、燃烧室、进气阀、反吹阀、排气阀、过滤器、风机、燃料喷嘴、气体检测器、排气塔和连接管道。本发明蓄热式催化焚烧炉采用蓄热式催化工艺净化有机废气，可同时去除各种有机污染物，该焚烧炉将低温催化氧化与蓄热技术相结合，工作时不需要过剩氧量，适用范围广，排放氮氧化物等污染物少，操作安全性好，具有工艺流程简单、设备紧凑、运行可靠等特点，适用于汽车及机械制造业、涂装线制造业、电子制造业、漆包线制造业、轻工业、制鞋涂胶业、印刷彩印行业、冶金钢铁业、碳素电极生产行业、化学合成工业、石油炼化工业等各种制造业的有机废气处理。

Description

一种蓄热式催化焚烧炉
技术领域
本发明涉及一种废气处理设备，尤其是一种蓄热式催化焚烧炉。
背景技术
目前，我国大气污染问题十分突出，其中，工业生产时排放的废气是大气污染物的主要来源。工业废气中最难处理的是有机废气，而且有机废气通过人的呼吸道和皮肤进入人体后，可能给人的呼吸、血液、肝脏、肺部等系统和器官造成伤害。有机废气的种类非常多，主要包括烷烃化合物、苯及苯系物、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、腈、氰等有机化合物。主要来自汽车尾气，电子、化工、石油化工、涂料、印刷、涂装、家具、皮革等行业加工生产时产生的废气。有机废气在自然环境下很难降解，所以有机废气的处理和排放一直是国内外学者等研究的重点和难点。现有的处理有机废气的办法有：冷凝回收法、吸附法、生物降解法、液体吸收法、直接燃烧法、纳米微电解氧化法、废气洗涤塔、热力燃烧法等。在企业生产加工时使用最多的一般是借助热力燃烧法的蓄热式热力焚化炉，适合处理的有机废气的范围广，处理效率高，可以达到高效节能的效果。
热力燃烧法是把废气加热到760℃进行直接燃烧，使废气中的有机物被氧化分解成二氧化碳和水，氧化产生的高温气体流经蓄热体，使之升温“蓄热”，并用来预热后续进入的有机废气，从而节省废气升温燃料消耗的处理技术。但是这种技术和工艺在燃烧处理有机废气时需要很高的温度，对能源的消耗和设备的要求都很高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种蓄热式催化焚烧炉，将低温催化氧化与蓄热技术相结合，不仅吸取了蓄热式热力焚化炉能够充分蓄热回收热能的优点，而且加入的催化剂对有机废气进行催化氧化，在催化氧化过程中，催化剂表面的作用使反应物分子富集于催化剂表面，催化剂降低反应所需活化能，加快了氧化反应的进行，提高了氧化反应的速率。在特定催化剂的作用下，有机物在较低的温度下(250℃～300℃)发生氧化分解，生成二氧化碳和水，并放出大量热能。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案是：一种蓄热式催化焚烧炉，包括炉体、蓄热催化室、燃烧室、进气阀、反吹阀、排气阀、过滤器、风机、燃料喷嘴、气体检测器、排气塔和连接管道，所述炉体包括燃烧室和蓄热催化室，所述蓄热催化室分为第一蓄热催化室、第二蓄热催化室和第三蓄热催化室，所述第一蓄热催化室包括第一催化床、第一蓄热床和第一气体检测器，所述第二蓄热催化室包括第二气体检测器、第二蓄热床和第二催化床，所述第三蓄热催化室包括第三气体检测器、第三蓄热床和第三催化床，所述第一催化床、第二催化床、第三催化床均与燃烧室连通，所述进气阀包括第一进气阀、第二进气阀、第三进气阀、有机废气进气阀和新风控制阀，所述反吹阀包括第一反吹阀、第二反吹阀和第三反吹阀，所述排气阀包括第一排气阀、第二排气阀和第三排气阀，所述风机包括第一风机和第二风机，所述第一风机位于过滤器与蓄热式催化室之间的连接管道上，所述第二风机位于燃料输送管道上，所述过滤器位于有机废气进气阀和第一风机的连接管道之间，所述第一气体检测器通过管道与第一反吹阀和第一排气阀连通、第二气体检测器通过管道与第二反吹阀和第二排气阀连通、第三气体检测器分别通过管道与第三反吹阀和第三排气阀连通，所述第一排气阀、第二排气阀和第三排气阀分别通过管道与排气塔连通，所述燃料喷嘴位于炉体顶部中间。
上述的蓄热式催化焚烧炉，所述第一蓄热催化室、第二蓄热催化室和第三蓄热催化室依次平行排列。
上述的蓄热式催化焚烧炉，所述第一蓄热催化室的第一催化床、第一蓄热床和第一气体检测器自上而下依次排列，第二蓄热催化室的第二催化床、第二蓄热床和第二气体检测器自上而下依次排列，第三蓄热催化室的第三催化床、第三蓄热床和第三气体检测器自上而下依次排列。
上述的蓄热式催化焚烧炉，所述第一催化床、第二催化床、第三催化床均位于燃烧室内。
上述的蓄热式催化焚烧炉，所述第一催化床、第二催化床、第三催化床内设有陶瓷基体，陶瓷基体为蜂窝状，蜂窝的孔径相同，孔数为每平方厘米50～150个。
上述的蓄热式催化焚烧炉，所述陶瓷基体承载催化剂，催化剂采用贵金属钯、铂或金纳米颗粒。
上述的蓄热式催化焚烧炉，所述焚烧炉的起燃温度为240～260℃。
上述的蓄热式催化焚烧炉，所述焚烧炉使用的燃料为天然气。
上述的蓄热式催化焚烧炉，所述过滤器内装有沸石。
和现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明蓄热式催化焚烧炉采用蓄热式催化工艺净化有机废气，可同时去除各种有机污染物，该焚烧炉将低温催化氧化与蓄热技术相结合，热交换时使用蓄热陶瓷体，可充分蓄热回收热能，将催化剂浸渍于较大比表面积的蜂窝状陶瓷基体上，催化效果好，在催化氧化过程中，催化剂表面的作用使反应物分子富集于催化剂表面，催化剂降低反应所需活化能，加快了氧化反应，提高了氧化反应的速率。在特定催化剂的作用下，有机物在相对较低的温度下(250℃～300℃)就可以发生氧化分解，生成二氧化碳和水，并放出大量热能。通过反吹阀的作用可以将炉内储蓄的多余的热量对有机废气进行提前预热，从而对热量回收充分利用，且热回收效率高，基本上不损失热量，达到节能减排的目的，该焚烧炉还具有排烟温度低、运行费用低的优点，比蓄热式热力焚化炉节约运行费用1/4～2/5；该焚烧炉不需要过剩氧量，适用范围广，排放氮氧化物等污染物少，不受水汽含量影响，操作安全性好，具有工艺流程简单、设备紧凑、运行可靠等特点，尤其在大风量低浓度有机废气净化领域有突出优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明示意图。
图中1.炉体，2.第一催化床，3.第一蓄热床，4.第一气体检测器，5.第一反吹阀，6.第二反吹阀，7.第一排气阀，8.有机废气进气阀，9.新风控制阀，10.过滤器，11.第一风机，12.第一进气阀，13.第二进气阀，14.第三进气阀，15.第二排气阀，16.第三排气阀，17.排气塔，18.第三反吹阀，19.第三气体检测器，20.第三蓄热床，21.第三催化床，22.第二气体检测器，23.第二蓄热床，24.第二催化床，25.燃料喷嘴，26.第二风机，27.燃烧室。
具体实施方式
下面结合图来具体说明本发明内容，但是以下实施例仅用于说明本发明，不用来限制本发明的范围。
一种蓄热式催化焚烧炉，包括炉体1、蓄热催化室、燃烧室27、进气阀、反吹阀、排气阀、过滤器10、风机、燃料喷嘴25、气体检测器、排气塔17和连接管道，所述炉体1包括燃烧室27和蓄热催化室，所述蓄热催化室分为第一蓄热催化室、第二蓄热催化室和第三蓄热催化室，所述第一蓄热催化室包括第一催化床2、第一蓄热床3和第一气体检测器4，所述第二蓄热催化室包括第二气体检测器22、第二蓄热床23和第二催化床24，所述第三蓄热催化室包括第三气体检测器19、第三蓄热床20和第三催化床21，所述第一催化床2、第二催化床24、第三催化床21均与燃烧室27连通，所述进气阀包括第一进气阀12、第二进气阀13、第三进气阀14、有机废气进气阀8和新风控制阀9，所述反吹阀包括第一反吹阀5、第二反吹阀6和第三反吹阀18，所述排气阀包括第一排气阀7、第二排气阀15和第三排气阀16，所述风机包括第一风机7和第二风机11，所述第一风机7位于过滤器10与蓄热式催化室之间的连接管道上，所述第二风机26位于燃料输送管道上，所述过滤器10位于有机废气进气阀8和第一风机11的连接管道之间，所述第一气体检测器4通过管道与第一反吹阀5和第一排气阀7连通、第二气体检测器22通过管道与第二反吹阀6和第二排气阀15连通、第三气体检测器19分别通过管道与第三反吹阀18和第三排气阀16连通，所述第一排气阀7、第二排气阀15和第三排气阀16分别通过管道与排气塔17连通，所述燃料喷嘴25位于炉体1顶部中间。
进一步的，所述第一蓄热催化室、第二蓄热催化室和第三蓄热催化室依次平行排列。
进一步的，所述第一蓄热催化室的第一催化床2、第一蓄热床3和第一气体检测器4自上而下依次排列，第二蓄热催化室的第二催化床24、第二蓄热床23和第二气体检测器22自上而下依次排列，第三蓄热催化室的第三催化床21、第三蓄热床20和第三气体检测器19自上而下依次排列。
进一步的，所述第一催化床2、第二催化床24、第三催化床21均位于燃烧室内。
进一步的，所述第一催化床2、第二催化床24、第三催化床内21设有陶瓷基体，陶瓷基体为蜂窝状，蜂窝的孔径相同，孔数为每平方厘米100个。
进一步的，所述陶瓷基体承载催化剂，催化剂采用贵金属钯。
进一步的，所述焚烧炉的起燃温度为250℃。
进一步的，所述焚烧炉使用的燃料为天然气。
进一步的，所述过滤器10内装有沸石。
本发明蓄热式催化焚烧炉工作时，在进行废气处理之前，先通过第二风机26和燃料喷嘴25输送燃料，对蓄热催化室进行预热，预热完毕后，打开有机废气进气阀8、第一进气阀12、第二进气阀13和第三进气阀14，将废气源通过连接管道和第一风机11通入第一蓄热床3、第二蓄热床22和第三蓄热床20，有机废气被加热后进入第一催化床2、第二催化床24和第三催化床21进行催化反应，在燃料供热的同时，废气发生催化反应和氧化反应，生成二氧化碳和水，并释放热能，反应后的热气体通过催化床和蓄热床内的连通管道返回蓄热床回收热量并对蓄热床进行加热，然后通过第一气体检测器4、第二气体检测器22和第三气体检测器19对净化后的气体进行检测，检测达标的气体则通过第一排气阀7、第二排气阀15和第三排气阀16后排入排气塔17中，检测不达标的气体则通过阀门切换后经过第一反吹阀5、第二反吹阀6和第三反吹阀18和连通管道后重新进入过滤器10中进行过滤，过滤后的气体进入蓄热催化室再次进行催化氧化的循环，从而使有机废气在排放时完全被催化氧化。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种蓄热式催化焚烧炉，包括炉体(1)、蓄热催化室、燃烧室(27)、进气阀、反吹阀、排气阀、过滤器(10)、风机、燃料喷嘴(25)、气体检测器、排气塔(17)和连接管道，其特征在于：所述炉体(1)包括燃烧室(27)和蓄热催化室，所述蓄热催化室分为第一蓄热催化室、第二蓄热催化室和第三蓄热催化室，所述第一蓄热催化室包括第一催化床(2)、第一蓄热床(3)和第一气体检测器(4)，所述第二蓄热催化室包括第二气体检测器(22)、第二蓄热床(23)和第二催化床(24)，所述第三蓄热催化室包括第三气体检测器(19)、第三蓄热床(20)和第三催化床(21)，所述第一催化床(2)、第二催化床(24)、第三催化床(21)均与燃烧室(27)连通，所述进气阀包括第一进气阀(12)、第二进气阀(13)、第三进气阀(14)、有机废气进气阀(8)和新风控制阀(9)，所述反吹阀包括第一反吹阀(5)、第二反吹阀(6)和第三反吹阀(18)，所述排气阀包括第一排气阀(7)、第二排气阀(15)和第三排气阀(16)，所述风机包括第一风机(7)和第二风机(11)，所述第一风机(7)位于过滤器(10)与蓄热式催化室之间的连接管道上，所述第二风机(26)位于燃料输送管道上，所述过滤器(10)位于有机废气进气阀(8)和第一风机(11)的连接管道之间，所述第一气体检测器(4)通过管道与第一反吹阀(5)和第一排气阀(7)连通、第二气体检测器(22)通过管道与第二反吹阀(6)和第二排气阀(15)连通、第三气体检测器(19)分别通过管道与第三反吹阀(18)和第三排气阀(16)连通，所述第一排气阀(7)、第二排气阀(15)和第三排气阀(16)分别通过管道与排气塔(17)连通，所述燃料喷嘴(25)位于炉体(1)顶部中间。
2.根据权利要求1所述的蓄热式催化焚烧炉，其特征在于，所述第一蓄热催化室、第二蓄热催化室和第三蓄热催化室依次平行排列。
3.根据权利要求1所述的蓄热式催化焚烧炉，其特征在于，所述第一蓄热催化室的第一催化床(2)、第一蓄热床(3)和第一气体检测器(4)自上而下依次排列，第二蓄热催化室的第二催化床(24)、第二蓄热床(23)和第二气体检测器(22)自上而下依次排列，第三蓄热催化室的第三催化床(21)、第三蓄热床(20)和第三气体检测器(19)自上而下依次排列。
4.根据权利要求3所述的蓄热式催化焚烧炉，其特征在于，所述第一催化床(2)、第二催化床(24)、第三催化床(21)均位于燃烧室(27)内。
5.根据权利要求4所述的蓄热式催化焚烧炉，其特征在于，所述第一催化床(2)、第二催化床(24)、第三催化床(21)内设有陶瓷基体，陶瓷基体为蜂窝状，蜂窝的孔径相同，孔数为每平方厘米50～150个。
6.根据权利要求5所述的蓄热式催化焚烧炉，其特征在于，所述陶瓷基体承载催化剂，催化剂采用贵金属钯、铂或金纳米颗粒。
7.根据权利要求1所述的蓄热式催化焚烧炉，其特征在于，所述焚烧炉的起燃温度为240～260℃。
8.根据权利要求1所述的蓄热式催化焚烧炉，其特征在于，所述焚烧炉使用的燃料为天然气。
9.根据权利要求1所述的蓄热式催化焚烧炉，其特征在于，所述过滤器(10)内装有沸石。
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