CN108930969B - 排烟处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排烟处理装置，该装置具有圆筒状的下部主体和上部主体，所述上部主体内部设置有上部加热器，所述下部主体内部设置有下部加热器，所述下部加热器包括发热部和接电端，所述接电端通过下部加热器插入口伸出下部主体外侧，所述接电端通过密封件密封连接在所述下部主体上。所述下部主体的内壁上设置有用于承载下部加热器的托台。该排烟处理装置结构简单且价格低廉，具有良好的气密性和出色的净化效果，防止大气污染和维护居民健康。

Description

排烟处理装置

技术领域

本发明涉及排烟处理装置，详细而言涉及适用于煤炭或者木柴等固体燃料的燃烧装置中的排烟处理装置。

背景技术

目前，在煤炭资源丰富的国家或地区，冬季的取暖装置大多使用煤炉。但是，在燃烧煤炭的情况下，存在下述问题，即：烟气中含有未燃烧气体和煤烟，直接排放到大气中会污染大气，从而对居民的健康造成伤害。

现有技术中已提出了下述方案，即：使用烟囱将烟气排放到大气中，进而在从烟囱排出之前，设置二次燃烧装置和/或催化剂等的燃烧净化装置。

例如，提出了一种燃烧木柴等固体燃料的火炉，在该火炉的炉体内设有将炉体内部空间上下分开的分割部件，在该分隔部件上侧的上侧空间部内设有将该上侧空间部内的空气排出至炉体外部的排气部，将上述分隔部件下侧的下侧空间部形成为用于投放燃料的燃烧空间部，在上述分隔部件上形成有连通上述上侧空间部与下侧空间部的连通部，在该连通部中配置有使上述下侧空间部中产生的未燃烧气体燃烧的催化剂(参照专利文献1)。

上述火炉构成为在炉体内设置有分隔部件和使未燃烧气体燃烧的催化剂，从而存在上述分隔部件和催化剂影响燃烧效率这一问题。另外，该火炉的结构很难适用于已经提供的火炉中。

此外，还提出了一种燃烧用催化装置和固体燃料用燃烧装置，在该装置与将从火炉燃烧室的排气口排出的烟气引导至燃烧室外部的烟囱之间、或者该烟囱的范围内设置有催化剂，烟气的上游侧至下游侧依次与该催化剂接触的同时从该催化剂中通过(参照专利文献2)。

虽然认为上述燃烧用催化装置和固体燃料用燃烧装置也可以适用于已经提供的火炉中，但是，催化装置和烟囱闸板装置等的结构复杂，需要对该各个装置进行调节和操作，从而在成本方面也存在问题。

专利文献1：日本公报、特开2000-46334号

专利文献2：日本公报、特开2011-242120号

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种排烟处理装置，该排烟处理装置能够容易地使用于已经提供的各种火炉中，并且易于维护和管理，能够得到出色的净化效果，而且结构简单且价格低廉。采用本发明的排烟处理装置，可以防止大气污染和维护居民健康。

本发明的目的是根据如下技术方案来实现的。

一种排烟处理装置，包括圆筒状的下部主体和上部主体，所述下部主体和上部主体通过将对接部卡合而构成为一体，在所述下部主体的下端形成有连接部Ⅰ，该连接部Ⅰ与火炉排气口相连接，在所述上部主体的上端形成有连接部Ⅱ，连接部Ⅱ与烟囱进气口相连接，所述下部主体中设置有下部加热器，所述排烟处理装置内部配置有催化剂，所述催化剂配置在所述下部加热器的上部，所述上部主体内部设置有上部加热器，所述下部主体的侧壁上开设有下部加热器插入口，所述下部加热器包括发热部和接电端，所述接电端通过所述下部加热器插入口伸出下部主体外侧，所述接电端通过密封件密封连接在所述下部主体上。

上述排烟处理装置中形成有与火炉的排气口连接的连接部和与烟囱的进气口连接的连接部，因而能够容易地安装在已经提供的各种火炉上进行使用。另外，可以根据需要而在上述连接部处设置调节器。

另外，由于下部主体和上部主体呈通过对接部而卡合的结构，因而能够容易地将下部主体和上部主体分开，从而对内部的加热器和催化剂进行检查、维护以及更换等。进而，通过在催化剂的下部配置加热器，能够得到更加出色的净化效果。另外，由于结构简单，因而价格低廉。

在上述技术方案中，所述密封件套设于所述接电端上，所述密封件的一端围绕所述下部加热器插入口密封连接在下部主体外侧壁上，密封件的另一端内侧设置有环形凹槽，所述下部加热器上套有耐热O型环，所述耐热O型环嵌入于所述环形凹槽中，使所述下部加热器接电端密封地连接于所述下部主体中。

在上述所有技术方案中，所述下部主体的内壁上设置有用于承载下部加热器的托台。

在上述所有技术方案中，所述托台围绕下部主体内壁一体分布或间断式分布。

在上述所有技术方案中，所述上部加热器设置在距离所述催化剂的上部20～40mm处。

在上述所有技术方案中，所述上部加热器设置在距离上部主体内侧壁10～15mm处。

在上述所有技术方案中，所述排烟处理装置内部还具有火炉出口温度传感器、催化剂上部温度传感器和上部加热器上部温度传感器。优选的，所述火炉出口温度传感器设置在距离下部加热器下部15～20mm处，所述催化剂上部温度传感器设置在所述上部主体的中央、且距离所述催化剂上部0～10mm处，所述上部加热器上部温度传感器设置在距离所述上部加热器的上部15～30mm处。

在上述所有技术方案中，所述下部主体和上部主体的内部体积比为1:2～2.5。

在上述所有技术方案中，所述催化剂配置于所述上部主体(2)内部，所述下部主体和所述上部主体的、配置有所述下部加热器和所述催化剂的部分的内径大于其他部分的内径。在如此构成的情况下，通过使配置有所述加热器和催化剂的部分的内径大于其他部分、即火炉的排气口(与下部主体连接的连接部)和烟囱的进气口(与上部主体连接的连接部)的内径，从火炉的排气口排出的烟气的流速在大径部中降低，从而能够通过加热器和被加热器加热至高温的催化剂而充分地进行二次燃烧。

在本发明优选的技术方案中，通过所述下部主体来承载所述下部加热器和催化剂的负荷。在如此构成的情况下，容易稳定地设置装置，另外，能够由下部主体和火炉侧承载设置后的负荷，从而使装置整体稳定。进而，在对加热器和催化剂进行检查、维护以及更换等时，也可以将上部主体拆除后容易地进行上述作业。

在本发明优选的技术方案中，所述催化剂与所述下部加热器紧密接触。在如此构成的情况下，能够利用加热器快速提高催化剂的温度，从而使燃料着火时产生的未燃烧气体等完全燃烧，并且能够除去导致催化剂堵塞的物质，从而能够防止催化剂堵塞。

在本发明优选的技术方案中，所述催化剂配置有多层。在如此构成的情况下，催化剂的使用变容易，并且，能够按照功能而设置多层催化剂从而提高排烟处理效果，并且能够降低成本。例如，在配置有两层催化剂时，由于下侧的催化剂需要从250℃的较低温度开始燃烧，因而必须是成本高昂的贵金属，但是，上侧的催化剂通过下侧的催化剂燃烧而被加热至高温，因而可以是从400℃～500℃开始燃烧的成本低廉的贵金属，从而能够降低成本。另外，通过交替地更换功能下降的催化剂，能够降低成本。

本发明的有益效果：

本发明的排烟处理装置具有对接部卡合而成的两个主体，以及连接于火炉和排烟口的连接部，能够容易地使用于已经提供的各种火炉中，并且易于维护和管理。设置上部加热器，将下部加热器的热量有效地传递至催化剂中，以及设置多个温度传感器，有效控制加热温度，实现节能，降低成本的效果。本发明装置结构简单且价格低廉，具有良好的气密性和出色的净化效果，防止大气污染和维护居民健康。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式涉及的排烟处理装置的使用状态的剖面图。

图2是下部主体和上部主体的卡合部分以及下部加热器和下部主体结合部分的剖面图。

符号说明：1、下部主体，2、上部主体，111、下部加热器插入口，112、密封件，113、凹槽，114、耐热O形环，4、火炉排气口，5、连接部Ⅰ，6、烟囱，7、烟囱进气口，8、连接部Ⅱ，9、下部加热器，91、发热部，92、接电端，93、托台，10、催化剂，14、上部加热器，15、火炉出口温度传感器，16、催化剂上部温度传感器，17、上部加热器上部温度传感器。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。

如图1～2所示，本发明的排烟处理装置，包括圆筒状的下部主体1和上部主体2，所述下部主体1和上部主体2通过将对接部卡合而构成为一体，在所述下部主体1的下端形成有连接部Ⅰ5，该连接部Ⅰ5与火炉排气口4相连接，在所述上部主体2的上端形成有连接部Ⅱ8，连接部Ⅱ8与烟囱进气口7相连接，所述下部主体1中设置有下部加热器9，所述下部主体1和上部主体2内部配置有催化剂10，所述催化剂10配置在所述下部加热器9的上部，所述上部主体2内部设置有上部加热器14，所述下部主体1的侧壁上开设有下部加热器插入口111，所述下部加热器9包括发热部91和接电端92，所述接电端92通过所述下部加热器插入口111伸出下部主体1外侧，所述接电端92通过密封件112密封连接在所述下部主体1上。

其中，所述密封件112套设于所述接电端92上，所述密封件112的一端围绕所述下部加热器插入口111密封连接在下部主体1外侧壁上，密封件112的另一端内侧设置有环形凹槽113所述下部加热器9上套有耐热O型环114，所述耐热O型环114嵌入于所述环形凹槽113中，使所述下部加热器的接电端92密封地连接于所述下部主体1中。

其中，所述接电端92连接于外部电源，给电热器提供电源。所述接电端92除了连接外部电源的端子外，其余部分可密封包封在绝缘材料中，便于操作，防止操作者被烫伤等伤害。

图1所示的实施方式中，所述催化剂10在加热器9的上部配置有两层。

另外，在图示的实施例中构成为：下部主体1和上部主体2的、配置有上述下部加热器9和催化剂10的部分的内径大于其他部分的内径。

另外，通过上述下部主体1来承载上述加热器9和催化剂10的负荷。

所述下部主体1和上部主体2优选使用具有耐热性的金属，更优选使用铸件。

下部加热器9以及上部加热器14优选使用由电热丝构成的电热器。

上述催化剂10是在具有耐热性的网状金属上涂敷铂、铑、钯等贵金属而构成，可以在上述主体内设置一层，也可以按照催化剂的功能而设置多层，从而提高排烟处理效果。

上述下部主体1与上部主体2必须紧密卡合且能够分开。在图示的实施例中，在上述下部主体1的上侧边缘部11的内周形成有阶梯部12，在上述上部主体2的下侧边缘部13的内周形成有阶梯部14，该阶梯部14与上述下部主体1的上侧边缘部11卡合。也可以是其他的凹凸卡合结构。

还有，对于所述上部主体2和下部主体1的接合面，要进行机械加工，保证上部主体2和下部主体1之间的密封连接。

所述下部主体1收纳下部加热器9，通过加热下部加热器9为催化剂10提供热量，为了更好地传递热量需要适当的空间。上部主体2收纳催化剂10，需要收纳催化剂10的充分的空间，同时设置其空间大小时也要考虑确保在催化剂10的作用下燃烧时的燃烧空间，以及由下部加热器热量的传递效率。作为优选的实施方式，所述下部主体1和上部主体2的内部空间的体积比为1:2～2.5，该比例时不仅给下部加热器9和催化剂10的设置提供充分的空间，也可以保证良好的热量传递效率和燃烧效率，提高净化效果。

而且，上述催化剂10被载置并保持在形成于上述下部主体1的上侧边缘部11内周的上述阶梯部12上。进而，上述下部加热器9配置在催化剂10的下方。

如上所述，所述上部主体2和下部主体1为卡合结构，能够分开，分开上部主体2和下部主体1后，将下部加热器9从下部主体1的上部放入下部主体1内部，然后将下部加热器9的接电端92通过下部加热器插入口111伸出至下部主体1外侧，并用密封件112使伸出外侧的接电端92密封地连接于下部主体1外侧壁上，保证装置的气密性。这样的密封结构可以保证下部加热器插入口111的气密性，防止外部气体侵入至下部主体1以及上述本体2的内侧，也能够防止本体内的煤炭燃烧气体向外部的漏气现象，提高燃烧和净化效率。

所述密封件112位于在本体下部1的外侧，套设于伸出本体外部的接电端92上，密封件112的一端围绕所述下部加热器插入口111密封连接在下部主体1外侧壁上，密封件112的另一端内侧设置有环形凹槽113，所述下部加热器9接电端92上套有耐热O型环114，所述耐热O型环114嵌入于所述环形凹槽113中，起到更加精密的密封作用，提高密封效果，保证装置内部与外部的气密性。

如图1所示的本发明排烟处理装置，在下部主体1的内壁上设置有用于承载下部加热器的托台93。所述托台93围绕下部主体1内壁可以一体分布，也可以间断式分布。所述托台93可以用耐热材料制备，将其固定于内壁上，起到支撑和限位的作用，进而能够承载加热器的负荷。

下部主体1内侧壁上可以固定有多个托台93，下部加热器9为一段式加热器(即，设有一个加热器)时，在下部主体1的内壁上水平排列设置数个托台93，作为一段式加热器托台，若下部加热器9为二段式加热器(即，设有两个加热器)时，在内壁上水平排列互相平行的2列托台93，作为该二段式加热器托台。二段式加热器托台可用于一段式加热器。

设置加热器托台93，可以防止承载于加热器接电端92的负荷、或钩挂等导致的加热器9的跳起等事故。

还有，所述排烟处理装置中，所述上部加热器14设置在距离所述催化剂10的上部20～40mm处的上部主体2的中央位置。设置上部加热器14，可诱导上部加热器14上面的上升气流效果，能够将下部加热器9的热量有效地传递至催化剂10中。

优选的，所述上部加热器14的形状为旋涡状，安装在距离上部主体2内部内侧壁10-15mm处，上部加热器14设置在该位置，可以与从烟囱进气口7至上部主体2上部的呈椎体状的狭窄部分联动，使上升气流容易流动。若把上部加热器14扩大设置在距离上部主体2内面过于临近的位置，热量容易传导于上部主体2中，导致热量的损失，且可能妨碍上升气流的顺畅流动。因此，上部加热器14设置在距离上部主体2内侧壁一定位置为好，如距离10-15mm处。

还有，所述排烟处理装置中，所述排烟处理装置内部还具有火炉出口温度传感器15、催化剂上部温度传感器16和上部加热器上部温度传感器17。

优选的，所述火炉出口温度传感器15，设置在距离下部加热器9下部15～20mm处，设置在该位置处，火炉出口温度传感器15不受下部加热器9传递过来的热量的影响，可以检测从火炉排气口4流入的排气的温度。火炉出口温度传感器15优选设置在下部主体1的中央部分。

优选的，所述催化剂上部温度传感器16设置在所述上部主体2的中央、且距离所述催化剂10上部0～10mm处，这样的设置有利于正确把握催化剂的工作状况。所述催化剂上部温度传感器16检测催化剂的温度。

优选的，所述上部加热器上部温度传感器17设置在距离所述上部加热器14的上部15～30mm处。所述上部加热器上部温度传感器17检测所述上部加热器上部的温度。

还有，上部主体2中连接烟囱进气口7的连接部Ⅱ的内径要略大于下部主体1中连接火炉排气口4的连接部Ⅰ的内径。由火炉排气口4流入的煤炭燃烧气体在催化剂10的作用下燃烧后，体积增加，所以连接部Ⅱ的内径设置为略大于连接部Ⅰ的内径，有利于提高燃烧气体的排气效率以及散热效率。

接着，对于上述构成的排烟处理装置的一个使用例进行说明。

下部主体1下端的连接部Ⅰ5与火炉排气口4连接，上部主体2上端的连接部Ⅱ8与烟囱进气口7连接。

接着，将燃料煤炭投入火炉3中，并在点火前10分钟对下部加热器9进行通电而对催化剂10进行加热。这是为了通过催化剂10而使煤炭着火时产生的未燃烧气体燃烧。

通过对下部加热器9进行通电，在上部主体2和烟囱6内产生上升气流，从而开始从火炉3的进气口(未图示)吸入外部空气，由此容易使煤炭着火。

另一方面，在火炉内，刚着火后产生未燃烧气体。但是，从火炉排气口4经由连接部Ⅰ5排至下部主体1内的未燃烧气体被下部加热器9加热，并且与加热后的催化剂10接触，从而使该未燃烧气体二次燃烧。

在本发明中，配置有上述下部加热器9和催化剂10的部分的内径大于其他部分的内径，在该大径部中，未燃烧气体的流速变慢，从而能够有效地进行二次燃烧。

运行装置时，对催化剂10的加热温度进行检测，并根据检测结果控制下部加热器9的电力供应，从而抑制电力消耗。例如，当温度达到400℃以上时，催化剂10开始发挥作用。然后，若未燃烧气体以270℃左右的温度通过催化剂10，则催化剂10持续发挥作用。

因此，可以对催化剂10上部的加热温度进行检测，当温度在三分钟以上的时间内保持为450℃以上时，调整下部加热器9进行通电，然后，当催化剂10的温度变为280℃以下时，重新开始对下部加热器9进行通电，并自动地进行该通电控制，从而能够抑制电力消耗。

运行装置后，可以根据测定装置中内设的温度传感器的温度控制装置内温度，进行相应的调整，以达到节能、高效净化的目的，具体为：投入煤炭约10分钟之前，启动下部加热器9(也可以同时启动上部加热器14)，直至催化剂上部温度传感器16的温度达到预定的温度，加热器上部温度传感器17的温度也徐徐上升；测定催化剂上部温度传感器16的温度，温度450℃以上时，若下部加热器9为二段式加热器时切断一个，当加热器为一段式加热器时，控制加热器的电流，控制催化剂上部温度传感器16的温度保持在400～450℃，从而达到省电目的。在运行过程中，要控制催化剂上部的温度传感器16的温度高于火炉口温度传感器15的温度100℃以上。

开始运行装置时，催化剂上部温度传感器16的温度低于火炉出口温度传感器15的温度时，因为催化剂的空气抵抗性大，阻碍上升气流的流动，这时，启动上部加热器14，使温度上升，从而产生上升气流，此时加热器上部温度传感器17的温度略高于催化剂上部温度传感器16的温度，但之后从火炉排气口4陆续流入煤炭燃烧废气，使下部加热器9的热气上升，从而催化剂上部温度传感器16的温度也上升，超过温度传感器17的温度。因此，催化剂上部温度传感器16的温度达到400～450℃时，切断上部加热器14的电源。如上所述，通过加热器上部温度传感器17可以确认从火炉排气口4流入的煤炭燃烧废气所致的对于装置的所有工作状态。

在运行过程中，当发现烟囱6的吸力不足时，可以启动上部加热器14，使得烟囱6的吸力向上。

Claims (8)

1.一种排烟处理装置，包括圆筒状的下部主体（1）和上部主体（2），所述下部主体（1）和上部主体（2）通过将对接部卡合而构成为一体，在所述下部主体（1）的下端形成有连接部Ⅰ（5），该连接部Ⅰ（5）与火炉排气口（4）相连接，在所述上部主体（2）的上端形成有连接部Ⅱ（8），连接部Ⅱ（8）与烟囱进气口（7）相连接，所述下部主体（1）中设置有下部加热器（9），所述排烟处理装置内部配置有催化剂（10），所述催化剂（10）配置在所述下部加热器（9）的上方且所述上部主体（2）的内部，其特征在于，所述上部主体（2）内部设置有上部加热器（14），所述下部主体（1）的侧壁上开设有下部加热器插入口（111），所述下部加热器（9）包括发热部（91）和接电端（92），所述接电端（92）通过所述下部加热器插入口（111）伸出下部主体（1）外侧，所述接电端（92）通过密封件（112）密封连接在所述下部主体（1）上；

所述上部加热器（14）设置在距离所述催化剂（10）的上部20~40mm处；

所述上部加热器（14）设置在距离上部主体（2）内侧壁10~15mm处。

2.根据权利要求1所述的排烟处理装置，其特征在于，所述密封件（112）套设于所述接电端（92）上，所述密封件（112）的一端围绕所述下部加热器插入口（111）密封连接在下部主体（1）外侧壁上，密封件（112）的另一端内侧设置有环形凹槽（113），所述下部加热器（9）上套有耐热O型环（114），所述耐热O型环（114）嵌入于所述环形凹槽（113）中，使所述下部加热器的接电端（92）密封地连接于所述下部主体（1）中。

3.根据权利要求1所述的排烟处理装置，其特征在于，所述下部主体（1）的内壁上设置有用于承载下部加热器（9）的托台（93）。

4.根据权利要求3所述的排烟处理装置，其特征在于，所述托台（93）围绕下部主体（1）内壁一体分布或间断式分布。

5.根据权利要求1所述的排烟处理装置，其特征在于，所述排烟处理装置内部还具有火炉出口温度传感器（15）、 催化剂上部温度传感器（16）和上部加热器上部温度传感器（17）。

6.根据权利要求5所述的排烟处理装置，其特征在于，所述火炉出口温度传感器（15）设置在距离下部加热器（9）下部15~20mm处，所述催化剂上部温度传感器（16）设置在所述上部主体（2）的中央、且距离所述催化剂（10）上部0~10mm处，所述上部加热器上部温度传感器（17）设置在距离所述上部加热器（14）的上部15~30mm处。

7.根据权利要求1所述的排烟处理装置，其特征在于，所述下部主体（1）和上部主体（2）的内部体积比为1:2~2.5。

8.根据权利要求1所述的排烟处理装置，其特征在于，所述下部主体（1）和所述上部主体（2）的、配置有所述下部加热器（9）和所述催化剂（10）的部分的内径分别大于火炉排气口（4）和烟囱进气口（7）的内径。

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