CN205007854U

CN205007854U - 流动颗粒换热式有机废气氧化设备

Info

Publication number: CN205007854U
Application number: CN201520774283.5U
Authority: CN
Inventors: 马军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2025-09-30

Abstract

流动颗粒换热式有机废气氧化设备，涉及有机废气处理设备，包括：氧化床，还包括上错流颗粒移动床、下错流颗粒移动床、板式换热器；所上述错流颗粒移动床、板式换热器、下错流颗粒移动床、氧化床之间通过循环管道依次连接组成循环回路，所述上错流颗粒移动床与下错流颗粒移动床之间上下相通连接,上错流颗粒移动床与下错流颗粒移动床之间设置颗粒输送装置。所述有机废气氧化设备热量回收效果好，无需安装热量回收设备，可在制造成本低、设备体积小的前提下实现高效换热；不存在堵塞的可能性；安全性高、可靠性好、使用寿命长；投资费用低。

Description

流动颗粒换热式有机废气氧化设备

技术领域

本实用新型涉及有机废气处理设备,具体涉及流动颗粒换热式有机废气氧化设备。

背景技术

氧化法处理含有机溶剂的废气是常用的有机废气处理方法，而氧化法通常包含热力氧化(Thermaloxidizers)和催化燃烧法(catalyticoxidizers)。热力氧化的工作原理是在750℃以上的温度条件下使废气中的有机物质分解成水与二氧化碳；而催化氧化工作原理就是在催化剂的作用下，在300℃左右的温度条件下使废气中的有机物质分解成水与二氧化碳。

目前热力氧化设备(Thermaloxidizers)和催化氧化设备(catalyticoxidizers)结构几乎一样，唯一的不同在于催化氧化设备中装填了催化剂。

换热器式氧化设备主要包括由氧化床和换热器，而氧化床主要包含催化剂和加热器，其中氧化床也称为氧化炉(如中国专利申请CN201410270048.4报道)或催化床(如中国专利申请CN201420549259.7报道)或燃烧炉(如中国专利申请CN201320023761报道)。换热器的功能是利用氧化设备排气与进氧化设备的空气进行热量交换。常用的换热器是管壳式换热器，由于管壳式换热器的传热系数在10～12W/m².K左右，传热系数低。为了换热充分，传热面积需要足够大，因为经济原因，传热面积不可以无限大，因此换热器式氧化设备存在排器温度高的缺点。无论是热力氧化(Thermaloxidizers)还是催化燃烧法(catalyticoxidizers)都要求在高温的条件下进行，同时废气中有机物质的氧化过程是一个释放热量的过程，所以，含有机溶剂的废气氧化设备都必须包含热量回收设备。

目前常用的氧化设备是蓄热式氧化设备如中国专利申请CN201320023761和CN201420095535所报道，蓄热氧化设备主要由换向阀、第一氧化床和第二氧化床组成，第一氧化床和第二氧化床结构完全一样，氧化床包括蓄热材料、催化剂、加热器。蓄热氧化设备是通过蓄热材料的蓄热与放热来实现热量的传递，而蓄热材料的蓄热与放热是通过阀门动作来控制的，通过改变阀门的位置来改变气流的流动方向，二床式蓄热式氧化设备存在泄露的风险，后来开发了三床式氧化设备。但无论床数的多少，蓄热式氧化设备都是通过阀门的动作来实现蓄热材料的热量储存和热量释放，蓄热材料都是静止不动的。

总之，传统的蓄热式氧化设备存在诸多缺点：设备体积庞大，阀门动作频繁，阀门动作的可靠性直接影响氧化设备的安全性；除此之外，传统蓄热式氧化设备(RTO)的蓄热体非常容易被堵塞，必须定期清除灰尘。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的问题和不足，提供流动颗粒换热式有机废气氧化设备，所述流动颗粒换热式氧化设备利用颗粒在高温气流与低温气流之间的流动将高温气流所含热量传递到低温气流，不需要安装热量回收设备；另一方面所述流动颗粒换热式的换热面积可以是传统壳管式换热器的200倍，而传热系数是传统换热器传热系数的10倍，由此，流动颗粒换热式氧化设备的体积大幅度缩小。另外，流动颗粒换热式换热器中的颗粒始终处于运动状态，也解决了现有蓄热式氧化设备容易堵塞的缺点。流动颗粒换热式氧化设备最大优点是没有频繁动作的阀门，系统安全性与可靠性大幅度提高。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

流动颗粒换热式有机废气氧化设备，包括：氧化床，还包括上错流颗粒移动床、下错流颗粒移动床、板式换热器；所上述错流颗粒移动床、板式换热器、下错流颗粒移动床、氧化床之间通过循环管道依次连接组成循环回路，所述上错流颗粒移动床与下错流颗粒移动床之间上下相通连接,上错流颗粒移动床与下错流颗粒移动床之间设置颗粒输送装置。

所述上错流颗粒移动床、下错流颗粒移动床可以是由百叶布风窗组成的颗粒流动通道。

所述颗粒输送装置包括颗粒输送管、上位料斗、下料机构、下位料斗，颗粒输送管一端接入上位料斗，另一端接入下位料斗，上位料斗通过下料机构接入上错流颗粒移动床，下错流颗粒移动床通过下料机构接入下位料斗，颗粒从下料斗经过颗粒输送管输送到上位料斗。

颗粒从下位料斗输送到上位料斗的方式，可以是气力输送，也可以是机械方式输送，在一个实施例中，颗粒从下位料斗输送到上位料斗的方式是一种气力输送方式。

所述颗粒输送管的下端连接高压气源，所述高压气源可为空压机。

所述的颗粒可为蓄热球，所述颗粒粒径可在1mm～5mm之间，当颗粒在上错流颗粒移动床中运动时，从氧化床排出的热气体将热量传递给颗粒状的蓄热球，从氧化床排出的气体的温度下降；当颗粒在下错流颗粒移动床中运动时，颗粒将热量传递给从颗粒床流过的准备进入氧化床的冷空气。氧化床排气中热量的利用通过颗粒床中颗粒运动来实现。

所述板式换热器设有有机溶剂的废气入口和净化后空气排放口，所述板式换热器可为板翅式换热器，所述板翅式换热器可为钎焊接式制造的铝材质换热器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、热量回收效果好，无需安装热量回收设备。

2、由于颗粒流动换热器颗粒面积可以是管壳式换热器面积的100倍以上，而空气与颗粒的换热系数可以是管壳式换热器换热系数的9倍，因此可在制造成本低、设备体积小的前提下实现高效换热。

3、由于蓄热体是运动的，不存在堵塞的可能性；

4、安全性高、可靠性好、使用寿命长。

5、投资费用低。

附图说明

图1是本实用新型实施例流动颗粒换热式有机废气氧化设备的结构示意图。

图中，上位料斗1、下料机构2、上错流颗粒移动床3、百叶布风窗4、下错流颗粒移动床5、下料机构6、下位料斗7、颗粒输送管8、氧化床9、电辅助加热10、催化剂11、板式换热器12、颗粒输送用空气入口a、有机溶剂的废气入口c、净化后空气排放口d。

具体实施方式

参见图1，流动颗粒换热式有机废气氧化设备，包括：氧化床9，还包括上错流颗粒移动床3、下错流颗粒移动床5、板式换热器12；所述上错流颗粒移动床3、板式换热器12、下错流颗粒移动床5、氧化床9、之间通过循环管道依次连接组成循环回路，所述上错流颗粒移动床3与下错流颗粒移动床5之间上下相通连接,上错流颗粒移动床3与下错流颗粒移动床5之间设置颗粒输送装置。

所述颗粒输送装置包括颗粒输送管8、上位料斗1、下料机构2、下位料斗7、下料机构6，所述颗粒输送管8一端接入上位料斗1，另一端接入下位料斗7；上位料斗1通过下料机构2接入上错流颗粒移动床3，下颗粒错流移动床5通过下料机构6接入下位料斗7。

所述颗粒输送管8的下端连接空压机，用于产生高压空气。

所述上错流颗粒移动床3、下错流颗粒移动床5可以是由百叶布风窗4组成的颗粒流动通道；

颗粒从下位料斗7输送到上位料斗1的方式采用气力输送；

所述的颗粒为蓄热球，所述颗粒粒径为1mm～5mm，当颗粒在上错流颗粒移动床3中运动时，从氧化床9排出的热气体将热量传递给颗粒状的蓄热球，从氧化床9排出的气体的温度下降；当颗粒在下错流颗粒移动床5中运动时，颗粒将热量传递给从颗粒床流过的准备进入氧化床9的冷空气。氧化床9排气中热量的利用通过颗粒床中颗粒运动来实现。

所述板式换热器12所述板式换热器设有有机溶剂的废气入口c和净化后空气排放口d，所述板式换热器12为板翅式换热器，其是钎焊接式制造的铝材质换热器；

所述氧化床9为催化氧化床，所述催化氧化床主要由催化剂11(例如铂、钯蜂窝催化剂)与电辅助加热10组成。

本实用新型有机废气处理流程如下：

图中，c是含有机溶剂的废气入口,d是含净化后空气排放口,a是颗粒输送用空气入口。从c点进入氧化装置的空气先经过板式换热器进行热量交换，然后经过错流颗粒移动床5、被加热后进入氧化床，然后经过错流颗粒移动床3、板式换热器12进行热量交换，最后从d点排向大气。

(1)含有机溶剂的废气从c点进入板式换热器12，准备进行氧化处理的废气与已经进行氧化处理的空气进行热量交换，(2)经过板式换热器12加热的废气经过下错流颗粒移动床5进行加热，(3)经过加热的废气进入氧化床9进行氧化反应，(4)从氧化床9排出的空气经过上错流颗粒移动床3进行换热，(5)从上错流颗粒移动床3排出的空气经板式换热器12进行换热最后排向大气。

其中，上错流颗粒移动床3和下错流颗粒移动床5的工作原理如下：

上错流颗粒移动床3和下错流颗粒移动床5都是由百叶布风窗4组成的颗粒流动通道，颗粒在流动通道中从上往下运动，而气流垂直流过百叶窗。上位料斗1中的颗粒在下料机构2的作用下进入上错流颗粒移动床3，颗粒与流过的高温空气进行热量交换，颗粒获得热量，获得热量的颗粒在下错流颗粒移动床5与流过的冷空气进行热量交换，把热量传递给冷空气，空气被加热而颗粒被冷却。在下错流颗粒移动床5中冷却后的颗粒在下料机构6的作用下进入下位料斗7，最后进入颗粒输送管8，颗粒进入颗粒输送管8后在从a点进入的高压空气作用下沿颗粒输送管8送输送到上位料斗1。颗粒从下位料斗7到上位料斗1的传送方式采用气力输送。

经过流动颗粒移动床后的废气温度通常在250℃以下，所以，板式换热器可以是钎焊接式制造的铝材质换热器，其换热系数因翅片对流体的扰动，使构成热阻的边界层不断更新，传热系数一般为管壳式换热器的3倍；而且在小温差(1.5～2℃)下,热量回收效果好，在满足投资经济的前提下，经过板式换热器的热空气排气温度与冷空气进口温度之差可以控制在20℃以内。排风热量损失和目前传统的多床蓄热式换热器几乎一样。

Claims

1.流动颗粒换热式有机废气氧化设备，包括：氧化床，其特征在于还包括上错流颗粒移动床、下错流颗粒移动床、板式换热器；所述上错流颗粒移动床、板式换热器、下错流颗粒移动床、氧化床之间通过循环管道依次连接组成循环回路，所述上错流颗粒移动床与下错流颗粒移动床之间上下相通连接,所述上错流颗粒移动床与下错流颗粒移动床之间设置颗粒输送装置。

2.如权利要求1所述流动颗粒换热式有机废气氧化设备，其特征在于所述上错流颗粒移动床、下错流颗粒移动床是由百叶布风窗组成的颗粒流动通道。

3.如权利要求1所述流动颗粒换热式有机废气氧化设备，其特征在于所述颗粒输送装置包括颗粒输送管、上位料斗、下料机构、下位料斗，所述颗粒输送管一端接入上位料斗，另一端接入下位料斗，上位料斗通过下料机构接入上错流颗粒移动床，下颗粒错流移动床通过下料机构接入下位料斗，颗粒从下料斗经过颗粒输送管输送到上位料斗。

4.如权利要求1所述流动颗粒换热式有机废气氧化设备，其特征在于所述颗粒从下料斗经过颗粒输送管输送到上位料斗的输送方式为气力输送或机械输送。

5.如权利要求4所述流动颗粒换热式有机废气氧化设备，其特征在于所述颗粒从下料斗经过颗粒输送管输送到上位料斗的输送方式为气力输送。

6.如权利要求1所述流动颗粒换热式有机废气氧化设备，其特征在于所述颗粒输送管的下端连接空压机。

7.如权利要求1所述流动颗粒换热式有机废气氧化设备，其特征在于所述板式换热器为板翅式换热器。

8.如权利要求1所述流动颗粒换热式有机废气氧化设备，其特征在于所述板翅式换热器是钎焊接式制造的铝材质换热器。

9.如权利要求1～8任一所述流动颗粒换热式有机废气氧化设备，其特征在于所述的颗粒为蓄热球，所述颗粒粒径为1mm～5mm。