CN206310513U - 整体式有机废气催化燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种整体式有机废气催化燃烧装置，根据有机废气的催化燃烧流程，将催化剂进行串联分区，形成催化燃烧低温区和催化燃烧高温区，且位于同一壳体内，形成整体结构，不但可使催化剂能够在较长的流程内充分接触介质(有机废气)，完成较好的催化作用，还能够是整体结构紧凑，具有较强的产品性；在催化燃烧低温区可实现部分有机废气的净化，减小高温区外的负荷，并可在高温区形成较为完全的净化效果，能够充分发挥催化剂作用，可有效提高整体装置的工作效率；本实用新型降低了催化剂的使用成本，而且能够完成有机废气的高效催化燃烧，提高了催化燃烧效率；装置具有结构紧凑合理、能源利用率高且运行成本低。

Description

整体式有机废气催化燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及废气处理领域，特别涉及一种用于有机废气净化的催化燃烧装置。

背景技术

挥发性有机化合物不仅是大气光化学烟雾的元凶，还是形成PM2.5的重要前体，直接排入大气将对环境造成严重污染。因此，有机废气的处理也是保护大气的重要内容。

现有技术中，有机废气的处理方式具有多种，比如冷凝、吸收、直接燃烧、吸附、催化燃烧等；直接燃烧法和催化燃烧法具有真正消除废气而处理彻底的特点，不会产生二次污染而被通常采用。有机废气的催化燃烧与直接燃烧处理相比，由于借助催化剂的作用，处理温度低，因此能耗小、几乎没有二次污染。

但是，现有的催化燃烧法用于有机废气处理还存在较多的问题，比如反应器内催化剂为整体布置结构，有机废气作为介质没能充分接触因而未充分利用催化剂，影响有机废气的净化效果，并且浪费催化剂以及燃烧能源，提高使用成本或浪费能源。

因此，需要一种净化方法以及系统，能够充分发挥催化剂作用，可有效提高整体装置的工作效率；降低催化剂的使用成本，而且能够完成有机废气的高效催化燃烧，提高了催化燃烧效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种整体式有机废气催化燃烧装置，能够充分发挥催化剂作用，可有效提高整体装置的工作效率；降低催化剂的使用成本，而且能够完成有机废气的高效催化燃烧，提高了催化燃烧效率。

本实用新型的一种整体式有机废气催化燃烧装置，包括壳体和位于壳体内沿流程串联设置的催化燃烧低温区和催化燃烧高温区，所述壳体设有有机废气入口和净化气出口。

进一步，所述催化燃烧低温区的催化剂活性大于催化燃烧高温区催化剂活性。

进一步，位于壳体内还设有间壁式预热区，所述催化燃烧高温区的净化气通过间壁式预热区对有机废气进行预热，所述间壁式预热后的有机废气进入催化燃烧低温区燃烧反应。

进一步，位于壳体内按有机废气流程在间壁式预热区与催化燃烧低温区之间还设有用于调节介质温度的加热器。

进一步，所述壳体内分别设有用于设置间壁式预热区的热交换室、用于设置加热器的加热室和用于设置催化燃烧低温区与催化燃烧高温区的催化燃烧室。

进一步，所述加热器设有温度控制回路Ⅰ，所述温度控制回路Ⅰ检测催化燃烧低温区的有机废气入口温度并根据该温度参数调整加热器对有机废气的加热温度。

进一步，所述催化燃烧低温区与催化燃烧高温区所在区域设有温度控制回路Ⅱ，所述温度控制回路Ⅱ检测催化燃烧低温区与催化燃烧高温区所在区域温度并根据该温度参数调整进入整体式有机废气催化燃烧装置的有机废气浓度。

进一步，所述进入有机废气入口的有机废气浓度通过并入废气入口的空气管道和设置于空气管道上的浓度调节阀门实现。

进一步，所述热交换室以部分壳体形成，且以该部分壳体为外壳形成间壁式预热器。

进一步，所述热交换室位于壳体内靠下，加热室和催化燃烧室位于热交换室上部；所述壳体上部设有防爆板；位于有机废气入口和净化器出口之间还设有可启闭连通的旁路。

本实用新型的有益效果：本实用新型的整体式有机废气催化燃烧装置，根据有机废气的催化燃烧流程，将催化剂进行串联分区，形成催化燃烧低温区和催化燃烧高温区，且位于同一壳体内，形成整体结构，不但可使催化剂能够在较长的流程内充分接触介质(有机废气)，完成较好的催化作用，还能够是整体结构紧凑，具有较强的产品性；在催化燃烧低温区可实现部分有机废气的净化，减小高温区外的负荷，并可在高温区形成较为完全的净化效果，能够充分发挥催化剂作用，可有效提高整体装置的工作效率；本实用新型降低了催化剂的使用成本，而且能够完成有机废气的高效催化燃烧，提高了催化燃烧效率；装置具有结构紧凑合理、能源利用率高且运行成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图，如图所示：本实用新型的一种整体式有机废气催化燃烧装置，包括壳体和位于壳体内沿流程串联设置的催化燃烧低温区7和催化燃烧高温区8，所述壳体设有有机废气入口和净化气出口；壳体当然需要设置保温层，甚至内部设置耐火材料，在此不再赘述；本结构中，催化燃烧过程中，有机废气先经过催化燃烧低温区燃烧反应，再经过催化燃烧高温区燃烧反应；本实用新型采用一台设备的结构，在内部分区而形成催化燃烧低温区和催化燃烧高温区，结构紧凑；壳体上的有机废气入口用于引入有机废气，净化气出口用于引出经过催化燃烧反应最后形成的净化气，引入和引出方式在壳体内可通过简单的引流结构即可实现，比如引导通道等；所述低温催化燃烧反应区和高温催化燃烧反应区依流程串联，依流程串联指的是按照有机废气在催化燃烧反应中的流动过程，即先通过低温催化燃烧反应区，再通过高温催化燃烧反应区；本结构催化燃烧低温区和催化燃烧高温区相对独立，在温度等参数上可互不干扰，保证反应的独立性，并且易于实现分段控制，保证最佳的调整方案，利于最终的净化效果；所述催化燃烧低温区5的催化剂活性大于催化燃烧高温区6催化剂活性；低温区采用活性稍高的催化剂，在低温下完成绝大部分有机物的催化燃烧，废气温度升高后进入催化燃烧高温区，使用活性稍低的催化剂完成有机废气的完全催化燃烧，净化后的有机废气形成净化气，回收余热后进行排放；本结构利于催化剂与温度参数的良好结合，保证有机废气的最终净化效果。

本实施例中，位于壳体内还设有间壁式预热区3，所述催化燃烧高温区8的净化气通过间壁式预热区3对有机废气进行预热，所述间壁式预热后的有机废气进入催化燃烧低温区7燃烧反应(中间可设置另外的加热过程)；采用间壁式预热，保证了预热效果；并且，保证介质间的相互独立。

本实施例中，位于壳体内按有机废气流程在间壁式预热区3与催化燃烧低温区7之间还设有用于调节介质温度的加热器5；用于加热预热后的气体，保证进入催化燃烧低温区的有机废气温度，从而降低反应器的负荷，保证燃烧反应效果；加热器可采用管道式远红外加热器，当然，也可采用现有的其他加热方式，在此不再赘述；设置管道远红外加热器，热效率高且不与废气直接接触，避免了现有技术中有机废气预热加热管直接与有机废气接触的问题导致的腐蚀和安全隐患。

本实施例中，所述壳体内分别设有用于设置间壁式预热区3的热交换室、用于设置加热器5的加热室和用于设置催化燃烧低温区7与催化燃烧高温区8的催化燃烧室(一般设有耐火材料内衬)，所述有机废气在催化燃烧低温区燃烧反应后直接进入催化燃烧高温区进行燃烧反应，而不需经过中间管道或通道，节约能源消耗，且过程迅速而效率高；在壳体内根据各个部分形成独立的腔室，结构紧凑方便布置，易于形成引流通道且各部分不互相干扰。

本实施例中，所述加热器5设有温度控制回路Ⅰ6，所述温度控制回路Ⅰ6检测催化燃烧低温区的有机废气入口温度并根据该温度参数调整加热器对有机废气的加热温度；温度控制回路Ⅰ6一般包括温度传感器和温度控制单元，温度传感器检测催化燃烧低温区的有机废气入口温度，温度参数传入温度控制单元，则该温度控制单元向加热器发出调整温度的命令(通过控制开关、红外线等加热的强度大小来实现)，即当催化燃烧低温区的有机废气入口温度低于催化剂起燃温度时，将开启远加热器进行调整，反之则关闭，过程中还可实现温度的自动调节。

本实施例中，所述催化燃烧低温区与催化燃烧高温区所在区域设有温度控制回路Ⅱ9，所述温度控制回路Ⅱ检测催化燃烧低温区与催化燃烧高温区所在区域温度并根据该温度参数调整进入整体式有机废气催化燃烧装置的有机废气浓度；浓度调节系统用于调节废气中有机物浓度，当有机废气浓度超过设定值时将自动开启，防止有机废气浓度过高时引发安全事故；温度控制回路Ⅱ9一般包括温度传感器和温度控制单元，温度传感器(一般设置于催化燃烧低温区7与催化燃烧高温区8之间，参数明确且易于调整，也可设置于其他指定位置)检测催化燃烧低温区7与催化燃烧高温区8所在区域温度，温度参数传入温度控制单元，则该温度控制单元向浓度调节单元发出调整命令(通过控制进入有机废气入口(管道)的新鲜空气流量或者其他可冲淡的介质大小来实现)，即当催化燃烧低温区与催化燃烧高温区所在区域的温度超过设定值时，温度控制回路Ⅱ9(通过温度控制单元)将控制阀门等结构部件引入空气等气体降低有机废气浓度(也可以采用其他结构的开关)，以达到降低催化燃烧低温区与催化燃烧高温区所在区域的温度的目的。

本实施例中，所述进入有机废气入口的有机废气浓度通过并入废气入口的空气管道和设置于空气管道上的浓度调节阀门10实现；如图所示，按照本实施例的前述控制方式进行控制，浓度调节阀门10为电控等自动控制阀门，当有机废气浓度使得催化燃烧低温区与催化燃烧高温区温度高于设定值，则打开或者调大浓度调节阀门开度，冲淡有机废气，反之则关闭或减小开度。

本实施例中，所述热交换室以部分壳体形成，且以该部分壳体为外壳形成间壁式预热器，为了保证有机废气能够按照预定的流程路线行进，以顺利进入下一流程，间壁式预热器可采用U形管、螺旋盘管等结构，易于引导有机废气的进入，一般管程介质为有机废气，壳程介质为从催化燃烧高温区输入的净化气，可在换热管上加上翅片等用于增加传热面积的部件，以保证换热效果；当然，间壁式预热器也可以为管壳式换热器，通过内部分隔形成回路引导有机废气，属于现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，所述热交换室位于壳体内靠下，加热室和催化燃烧室位于热交换室上部，有机废气进入间壁式预热器，通过管程引导进入加热室并由加热室进入热交换室；所述壳体上部设有防爆板；位于有机废气入口和净化器出口之间还设有可启闭连通的旁路；当本实用新型的整体式有机废气催化燃烧装置出现异常情况时，开启设置在旁路上的旁通阀4，废气由旁通管直接排出；此外，当催化燃烧装置突然发生爆炸或压力急剧升高超过设备承压时，将通过装置上方的防爆口11泄压。。

实际使用时，温度控制回路Ⅰ6和温度控制回路Ⅱ9可为同一控制器(包括中央处理器和外围设备组成)，即可实现实用新型目的。

本实用新型在使用时：

打开有机废气进气调节阀1，关闭旁通阀4，有机废气由入口经阻火器2进入间壁式预热器3，与催化燃烧高温区出来的高温净化气进行热交换，升温后进一步流经加热室内的加热器5，由温度控制回路Ⅰ控制加热室的加热温度，加热有机废气到设定温度(一般为催化剂的活性温度)后进入催化燃烧低温区7，在低温下完成绝大部分有机物的催化燃烧，废气温度升高后进入催化燃烧高温区8，完成有机废气的完全催化燃烧，净化后的有机废气进入间壁式预热器3，与未处理的新鲜废气换热后由净化气出口经引风机12排出，净化气出口与引风机入口之间也设置阻火器，避免损坏引风机或者造成其他危险。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种整体式有机废气催化燃烧装置，其特征在于：包括壳体和位于壳体内沿流程串联设置的催化燃烧低温区和催化燃烧高温区，所述壳体设有有机废气入口和净化气出口。

2.根据权利要求1所述的整体式有机废气催化燃烧装置，其特征在于：所述催化燃烧低温区的催化剂活性大于催化燃烧高温区催化剂活性。

3.根据权利要求1所述的整体式有机废气催化燃烧装置，其特征在于：位于壳体内还设有间壁式预热区，所述催化燃烧高温区的净化气通过间壁式预热区对有机废气进行预热，所述间壁式预热后的有机废气进入催化燃烧低温区燃烧反应。

4.根据权利要求3所述的整体式有机废气催化燃烧装置，其特征在于：位于壳体内按有机废气流程在间壁式预热区与催化燃烧低温区之间还设有用于调节介质温度的加热器。

5.根据权利要求4所述的整体式有机废气催化燃烧装置，其特征在于：所述壳体内分别设有用于设置间壁式预热区的热交换室、用于设置加热器的加热室和用于设置催化燃烧低温区与催化燃烧高温区的催化燃烧室。

6.根据权利要求5所述的整体式有机废气催化燃烧装置，其特征在于：所述加热器设有温度控制回路Ⅰ，所述温度控制回路Ⅰ检测催化燃烧低温区的有机废气入口温度并根据该温度参数调整加热器对有机废气的加热温度。

7.根据权利要求5所述的整体式有机废气催化燃烧装置，其特征在于：所述催化燃烧低温区与催化燃烧高温区所在区域设有温度控制回路Ⅱ，所述温度控制回路Ⅱ检测催化燃烧低温区与催化燃烧高温区所在区域温度并根据该温度参数调整进入整体式有机废气催化燃烧装置的有机废气浓度。

8.根据权利要求7所述的整体式有机废气催化燃烧装置，其特征在于：所述进入有机废气入口的有机废气浓度通过并入废气入口的空气管道和设置于空气管道上的浓度调节阀门实现。

9.根据权利要求5所述的整体式有机废气催化燃烧装置，其特征在于：所述热交换室以部分壳体形成，且以该部分壳体为外壳形成间壁式预热器。

10.根据权利要求7所述的整体式有机废气催化燃烧装置，其特征在于：所述热交换室位于壳体内靠下，加热室和催化燃烧室位于热交换室上部；所述壳体上部设有防爆板；位于有机废气入口和净化器出口之间还设有可启闭连通的旁路。