CN201783301U - 一种高浓度有机废气催化燃烧净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高浓度有机废气催化燃烧净化装置，由预过滤器、换热器、催化反应器、风机、排气筒组成，预过滤器的出口与换热器的冷源进口连接，换热器的冷源出口与催化反应器的空气进口连接，催化反应器的气体出口与换热器的热源进口连接，换热器的热源出口与风机的气体进口连接，风机的气体出口与排气筒连接，所述的催化反应器由两块气体导流板分隔成三个区域，分别是上部的催化反应区、中部的气体混合区和底部的加热区，在加热区设有空气进口，在气体混合区设有废气进口，催化反应器的顶部设有气体出口。对现有有机废气催化燃烧净化装置的整合与优化，更为安全、高效。
Description
技术领域
本实用新型属于废气处理工程领域，具体涉及一种高浓度有机废气催化燃烧净化装置。
背景技术
随着近年来我国经济的快速发展，水环境污染、大气环境污染愈发显得明显。近年来，随着有机合成工业、石油化学工业和喷烤漆等行业的迅速发展，进入大气中的有机化合物越来越多。例如：苯类、醇类、多环芳烃、醛类、酮类等，此类物质不仅对人体感官有刺激作用，而且不少物质还具有一定毒性，会产生“三致”效应，严重危害环境和人们的健康。因此这类污染物的控制越来越受到人们的重视。
目前随着国内的化工、医药等产业的迅速发展，对各类有机物的需求量越来越大，此类有机物在从码头、中转地转运时将不可避免的产生大量的有机污染物。此类污染物种类多、流量小、浓度高、危害大，因而必须进行治理。
有机废气的常见处理方法有活性炭吸附法、浓缩吸附-催化燃烧法、直接催化燃烧法、蓄热式燃烧法、直接燃烧法、火炬法、微生物法、溶剂吸收法等。通常由于此类场合往往处于防爆区，因而诸如直接燃烧法、火炬法等治理措施受到一定的限制。此外由于污染物种类众多，没有回收价值，若采用活性炭吸附、溶剂吸收法将同时产生二次污染。传统的催化燃烧法通常将废气稀释到一定浓度下限后，再进入电加热器进行预热，最后在催化反应区进行净化反应，由于有机物的性质多种多样，此方法存在着较大的安全隐患。诸多的安全事故表明，有必要开发能一种能够满足此种场合的高浓度有机废气净化装置，满足不断增长的市场需求，提高污染物治理技术水平，满足污染物的排放标准。
实用新型内容
针对现有技术存在的废气先预热再催化反应存在安全隐患的问题，本实用新型提供了一种高浓度有机废气催化燃烧净化装置，对现有有机废气催化燃烧净化装置的整合与优化，更为安全、高效。
本实用新型所采用的技术方案为：一种高浓度有机废气催化燃烧净化装置，由预过滤器、换热器、催化反应器、风机、排气筒组成，预过滤器的出口与换热器的冷源进口连接，换热器的冷源出口与催化反应器的空气进口连接，催化反应器的气体出口与换热器的热源进口连接，换热器的热源出口与风机的气体进口连接，风机的气体出口与排气筒连接，所述的催化反应器由两块气体导流板分隔成三个区域，分别是上部的催化反应区、中部的气体混合区和底部的加热区，在加热区设有空气进口，在气体混合区设有废气进口，催化反应器的顶部设有气体出口。
所述的加热区内设有翅片式电加热器。
所述的换热器采用热管换热器，上部通过的为冷源，下部通过的为热源。
所述的催化区填充有蜂窝式以γ-Al2O3为载体的贵金属催化剂。
所述的导流板为多孔金属板。
所述的预过滤器为不锈钢丝网过滤器。
所述的催化反应器整体设有保温层。
有益效果：
1)本实用新型装置安全性更高，由于有机物种类多种多样的，部分有机物遇高温后特别易燃易爆，而通常电加热器正常工作时，翅片温度往往超过450℃，若有机物混合不均或浓度过高，经过电加热器预热时非常容易发生安全事故，本实用新型仅对稀释空气进行加热，从而提高了装置的安全性。
2)本实用新型装置采用热管换热器进行换热，与传统的列管换热器相比具有更高的换热效率，且由于热管换热器单根破损后不会发生冷、热介质互相混合的问题，因而具有更高的安全性。
3)本实用新型装置中风机采用后置，确保管路系统保持负压，高浓度有机废气不至外溢，从而提高系统安全性。
4)本实用新型装置采用蜂窝状贵金属催化剂，具有净化效率高、空速大、阻力低等优点。确保污染物排放达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)。
附图说明
图1为本实用新型高浓度有机废气催化燃烧净化装置的结构示意图。
其中1-加热区，2气体混合区，3-催化反应区，4-换热器，5-预过滤器，6-风机，7-排气筒
具体实施方式：
下面结合附图和实施例进一步说明。
一种高浓度有机废气催化燃烧净化装置，由预过滤器5、换热器4、催化反应器、风机6、排气筒7组成，预过滤器5的出口与换热器4的冷源进口连接，换热器4的冷源出口与催化反应器的空气进口连接，催化反应器的气体出口与换热器4的热源进口连接，换热器4的热源出口与风机6的气体进口连接，风机6的气体出口与排气筒7连接，所述的催化反应器由两块气体导流板分隔成三个区域，分别是上部的催化反应区3、中部的气体混合区2和底部的加热区1，在加热区1设有空气进口，在气体混合区2设有废气进口，催化反应器的顶部设有气体出口。由于废气进口是设在中部的气体混合区2的，这样高浓度的有机废气就从催化反应器的气体混合区2直接经过气体导流板进入催化反应区3中，不用再向通常一样先经过加热区由加热器直接对有机废气进行加热，避免了安全隐患。
所述的加热区1内设有翅片式电加热器。电加热器外管采用316L材质，翅片采用304材质，电加热丝采用镍-铬合金。加热器整体采用防爆设计。
所述的换热器4采用热管换热器，上部通过的为冷源，下部通过的为热源。
所述的催化区填充有蜂窝式以γ-A12O3为载体的贵金属催化剂。
所述的导流板为多孔金属板。
所述的预过滤器5为不锈钢丝网过滤器，主要为了防止外界异物、大颗粒等进入装置。
所述的催化反应器整体设有保温层。
待处理的高浓度废气与经过加热区1加热后的稀释空气在气体混合区2中混合后直接进入催化反应区3中进行燃烧净化反应。整个催化反应器由两块气体导流板分成三个区域，分别是底部的加热区1、中部的气体混合区2、上部的催化反应区3。
稀释空气首先由外部通过预过滤器5初步过滤杂质后，再进入换热器4中与从催化反应器中出来的处理后的热的气体进行换热，经过预热后就进入催化反应器的加热区1中加热，然后经过气体导流板进入气体混合区2中，与废气进口进入的待处理的高浓度有机废气在气体混合区2进行充分混合后再通过另一块气体导流板进入催化反应区3中，达到起燃温度后的有机废气在催化剂的作用下迅速反应，并放出大量的热量，废气温度上升。再通过热管换热器，与外来的稀释空气进行热交换，对稀释空气进行预热，回收部分热能。
实施例1：
有机废气在开始排放前，首先提前30min启动风机6、电加热器；此阶段无有机物排放，稀释空气首先从外界通过预过滤器5进入到热管换热器4中，再进入加热区1中由电加热器进行加热，加热后的气体再通过气体导流板进入气体混合区2，再经气体导流板进入催化反应区3中。最后再通过热管换热器4换热后排出。经过30min左右运行后，稀释空气温度可逐步提高至220℃。当有机废气接入后，排放气体温度将迅速上升，达到设定之后电加热器可逐步关闭。可完全依靠有机物燃烧产生热量维持系统运行。当温度低于设定值时，电加热器可重新开启从而确保系统的正常运行。
实施例2：
废气流量Q＝300m3/h，甲醇原始浓度C1＝8％(体积比)、丙酮原始浓度C2＝15％(体积比)。
采用本实用新型装置，大气污染物去除效果如表1所示。
甲醇爆炸下限为6％，丙酮为2.6％，最终稀释空气流量为7000m3/h；
稀释气体入口尺寸DN500mm，电加热器功率N1＝81kw，热管换热器换热面积90m2，排气筒尺寸DN500，风机功率N2＝11kw系统阻力2300Pa～2700Pa。
表1实施例2处理效果
由表1可见当废气含有甲醇、丙酮等高浓度有机废气时，采用本实用新型装置处理后，废气净化效率分别为97％和97.5％，污染物排放浓度及排放速率可满足国家标准，由此可见本系统净化效率较高。
Claims (7)
1.一种高浓度有机废气催化燃烧净化装置，其特征在于，由预过滤器(5)、换热器(4)、催化反应器、风机(6)、排气筒(7)组成，预过滤器(5)的出口与换热器(4)的冷源进口连接，换热器(4)的冷源出口与催化反应器的空气进口连接，催化反应器的气体出口与换热器(4)的热源进口连接，换热器(4)的热源出口与风机(6)的气体进口连接，风机(6)的气体出口与排气筒(7)连接，所述的催化反应器由两块气体导流板分隔成三个区域，分别是上部的催化反应区(3)、中部的气体混合区(2)和底部的加热区(1)，在加热区(1)设有空气进口，在气体混合区(2)设有废气进口，催化反应器的顶部设有气体出口。
2.根据权利要求1所述的高浓度有机废气催化燃烧净化装置，其特征在于，所述的加热区内设有翅片式电加热器。
3.根据权利要求1所述的高浓度有机废气催化燃烧净化装置，其特征在于，所述的换热器(4)采用热管换热器，上部通过的为冷源，下部通过的为热源。
4.根据权利要求1所述的高浓度有机废气催化燃烧净化装置，其特征在于，所述的催化反应区填充有蜂窝式以γ-Al2O3为载体的贵金属催化剂。
5.根据权利要求1所述的高浓度有机废气催化燃烧净化装置，其特征在于，所述的导流板为多孔金属板。
6.根据权利要求1所述的高浓度有机废气催化燃烧净化装置，其特征在于，所述的预过滤器(5)为不锈钢丝网过滤器。
7.根据权利要求1所述的高浓度有机废气催化燃烧净化装置，其特征在于，所述的催化反应器整体设有保温层。
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