CN206608962U - 一种低温燃烧催化剂的评价设备 - Google Patents

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徐姝玮
吴洁
李光宇
张宇
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Abstract

本实用新型涉及低温燃烧催化剂的评价设备,包括石英管,其一端与进气口相连、另一端与出气口相连,进气口处设有电磁阀和进气气体检测装置,出气口处设有出气气体检测装置,内部放低温燃烧催化剂,外壁上缠绕有电磁感应线圈,其与电磁感应加热控制单元和测温单元连接且其与石英管外壁之间设有铁磁材料,石英管的外壁的中间位置处设有一支第一温度传感器且其与电磁感应加热控制单元相连,还设置有三支第二温度传感器,其分别位于低温燃烧催化剂放置位置的前段、中段和后段且其中一支第二温度传感器与电磁阀相连,外侧套设有保温箱。其能够保证反应稳定高效运行,可提高产品使用寿命以及及时观察和了解反应结果。

Description

一种低温燃烧催化剂的评价设备
技术领域
本实用新型属于环保技术领域,涉及一种废气燃烧处理设备,具体涉及一种低温燃烧催化剂的评价设备。
背景技术
目前很多废气缺乏有效的处理方式和设备,使得废气处理不完全。且现有设备常存在加热温度不易控制、反应速度不稳定等问题,导致废气处理不充分或产生二次污染。
中国实用新型CN201448854U公开了一种有机废气蓄热式催化燃烧设备。如图1所示,其包括:蓄热催化炉1、加热室16、加热装置2、蜂窝陶瓷蓄热体7、蜂窝陶瓷催化剂6、连接风管10、外壳包保温材料3和温度传感器5。其工作原理为:有机废气由旋转换向阀的进气口送入,另外一股干净的空气从吹扫风口送入旋转换向阀,气体分别进入蓄热催化炉内的一部分蓄热催化室,有机气体被蓄热催化室内的蓄热体加热,然后通过催化层,部分有机成分被氧化,再进入加热室,在加热装置和催化剂的作用下,有机气体完全氧化成CO2和H2O,并放出能量,气体得到净化,降温后的气体通过旋转阀转子的排气区,从旋转换向阀的排气口排出。
但是,这种有机废气蓄热式催化燃烧设备通过蓄热提供热量,蓄热加热弊端在于难以控制反应温度,温度只能维持在一定范围内,导致反应效果不好。同时,为了实现较好的蓄热效果,导致结构复杂,体积较大,转移、放置均不方便。
此外,中国实用新型CN201589417U公开了一种新型热媒系统的催化燃烧炉。如图2所示,包括:101-热媒加热炉筒体、102-换热列管、103-热媒加热炉的热媒入口、104-热媒加热炉的热媒出口、105-热媒加热炉的含氢尾气入口、106-热媒加热炉的烟气出口和108-催化燃烧室。其工作原理为:含氢量40%的甲醇水蒸气制氢装置产生的尾气与空气混合后经含氢尾气入口进入换热列管,气体中的H2等可燃气体与换热列管内装填的含镍催化剂、含钯催化剂或者含铂催化剂等催化剂发生催化燃烧反应,放出热量。
但是,这种新型热媒系统的催化燃烧炉利用甲醇水蒸气重整制氢装置产生的尾气作为热源,对于进气要求严格,对焚烧物与空气通入量的比例要求较高,难以实现且难以控制气流流量。同时,温度难以稳定,导致反应不完全,且没有良好的保温装置造成热源流失。
发明内容
针对现有燃烧设备技术的不足之处,本实用新型提供一种低温燃烧催化剂的评价设备,其使用电磁感应加热装置对燃烧设备的温度进行加热控制,并且石英管壁装有前、中、后段三个温度传感器,时刻保持石英管内反应温度处于催化剂的最适温度,保证反应稳定高效运行;反应室使用具有良好耐高温性的石英管,密封性好,可使用寿命长;且保温箱的设置可以使能量散失减少,保温箱上的可视窗口可以时刻观察反应的情况;气体检测设备更直观的反应了设备对废气处理的效果。
为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种低温燃烧催化剂的评价设备,其包括石英管,所述石英管的一端与进气口相连、另一端与出气口相连,其特征在于,所述进气口处设置有电磁阀和进气气体检测装置,所述出气口处设置有出气气体检测装置,所述石英管内部放置低温燃烧催化剂,所述石英管的外壁上缠绕有电磁感应线圈,所述电磁感应线圈与电磁感应加热控制单元和测温单元连接且所述电磁感应线圈与所述石英管的外壁之间设有铁磁材料,所述石英管的外壁的中间位置处设置有一支第一温度传感器且所述第一温度传感器与所述电磁感应加热控制单元相连,所述石英管的外壁上还设置有三支第二温度传感器,沿着气体流动方向看,所述三支第二温度传感器分别位于所述低温燃烧催化剂放置位置的前段、中段和后段且其中一支所述第二温度传感器与所述电磁阀相连,所述石英管的外侧套设有保温箱。
进一步地,其中,所述石英管的一端通过进气连接法兰与进气接管相连,所述进气接管再与所述进气口相连,所述石英管的另一端通过出气连接法兰与出气接管相连,所述出气接管再与所述出气口相连。
更进一步地,其中,所述进气连接法兰和出气连接法兰处都设置有O型密封圈。
再进一步地,其中,所述进气接管通过进气三通阀与所述进气口相连且所述进气气体检测装置与所述进气三通阀相连。
再更进一步地,其中,所述出气接管通过出气三通阀与所述出气口相连且所述出气气体检测装置与所述出气三通阀相连。
此外,所述低温燃烧催化剂的评价设备进一步包括报警系统且其中一支所述第二温度传感器也与所述报警系统相连。
进一步地,其中,所述进气接管和出气接管上都设置有连接用外螺纹。
更进一步地,其中,所述保温箱上设置有可视窗口。
再进一步地,其中,所述电磁感应加热控制单元上设置有温度显示器。
与现有的燃烧设备相比,本实用新型的低温燃烧催化剂的评价设备具有如下有益技术效果:
1、该评价设备使用石英管作为反应室,便于观察内部反应情况,且石英管耐高温,可延长燃烧设备使用寿命。
2、该设备与低温燃烧催化剂结合使用,反应温度基本稳定在设定的温度左右,能耗较低。
3、石英管壁设置有前、中、后三段温度传感器,便于观测石英管内不同区段的温度;同时,其中任一支温度传感器连接电磁阀和报警系统,催化燃烧温度过高时设备可控制电磁阀自动减少废气进气量甚至关闭阀门,从而降低石英管内反应温度,防止损坏催化剂或爆炸危险。
4、石英管外层绕有电磁感应线圈,并与电磁感应加热控制单元和测温单元连接,石英管中部即催化剂中间位置设有的温度传感器可测量管内反应温度并控制电磁感应加热控制单元,当石英管达到气体的催化燃烧温度时就停止加热,便于控制反应温度。
5、石英管外的保温箱以及石英管外壁附有的铁磁材料有效减少向外散射的热量,提高电能利用效率。
6、保温箱设有可视窗口,易于观测石英管内反应情况。
7、进气口和出气口利用三通阀连接气体检测设备,检测进、出气体的各项指标,可直观反映气体处理效果。
8、法兰-法兰连接处与法兰-石英管连接处的O型圈提高了评价设备的密封效果,减少了能量损耗。
附图说明
图1为现有的有机废气蓄热式催化燃烧设备的结构示意图。
图2为现有的新型热媒系统的催化燃烧炉的结构示意图。
图3为本实用新型的低温燃烧催化剂的评价设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明,实施例的内容不作为对本实用新型的保护范围的限制。
图3示出了本实用新型的低温燃烧催化剂的评价设备的结构示意图。如图3所示,本实用新型的低温燃烧催化剂的评价设备包括石英管4。所述石英管4的一端与进气口11相连,另一端与出气口17相连。并且,所述进气口11处设置有电磁阀1和进气气体检测装置2。所述出气口17处设置有出气气体检测装置20。
优选地,所述石英管4的一端通过进气连接法兰与进气接管3相连。所述进气接管3再与所述进气口11相连。所述石英管4的另一端通过出气连接法兰与出气接管19相连。所述出气接管19再与所述出气口17相连。
更优选地,所述进气连接法兰和出气连接法兰处都设置有O型密封圈13。
最优选地,所述进气接管3通过进气三通阀17与所述进气口11相连且所述进气气体检测装置2与所述进气三通阀12相连。所述出气接管19通过出气三通阀21与所述出气口17相连且所述出气气体检测装置20与所述出气三通阀21相连。
在本实用新型中,由于所述进气口11处设置有电磁阀1,所以便于调节进气流量。同时,所述进气口11和出气口17都分别利用进气三通阀12和出气三通阀21连接有进气气体检测设备2和出气气体检测设备20,可检测进、出气体的各项指标,可检测废气进出炉体前后的浓度变化,便于进行控制。而且,所述进气连接法兰和出气连接法兰处都设置有O型密封圈13。通过所述O型密封圈13进行密封,提高了燃烧设备密封效果,减少了能量损耗。
并且,所述石英管4内部放置低温燃烧催化剂。本实用新型的评价设备与有毒有害污染气体低温燃烧催化剂结合使用,反应温度基本维持在设定的催化燃烧温度,能耗较低。同时,本实用新型的评价设备使用石英管作为反应室,不仅便于观察内部反应情况,且石英管耐高温,使燃烧设备使用寿命长。
所述石英管4的外壁上缠绕有电磁感应线圈8。所述电磁感应线圈8与电磁感应加热控制单元16和测温单元6连接且所述电磁感应线圈8与所述石英管4的外壁之间设有铁磁材料7。所述铁磁材料7能有效减少石英管4内能量损耗,提高电能利用效率。
所述石英管4的外壁的中间位置处设置有一支第一温度传感器9,也就是,所述第一温度传感器9位于与催化剂中间位置相对应的位置处。且所述第一温度传感器9与所述电磁感应加热控制单元16相连。
在本实用新型中,由于所述石英管4外层绕有电磁感应线圈8,并且所述电磁感应线圈8与所述电磁感应加热控制单元16和测温单元6连接,同时,所述第一温度传感器9可测量所述石英管4内反应温度并可根据测量结果控制所述电磁感应加热控制单元16,当所述石英管4达到气体的催化燃烧温度时就停止加热,使得控制自动化,并保证反应正常进行。
所述石英管4的外壁上还设置有三支第二温度传感器18。并且,沿着气体流动方向看,所述三支第二温度传感器18分别位于所述低温燃烧催化剂放置位置的前段、中段和后段且其中一支所述第二温度传感器18与所述电磁阀1相连。
优选地,所述低温燃烧催化剂的评价设备进一步包括报警系统且其中一支所述第二温度传感器18也与所述报警系统相连。
更优选地,优选地,所述电磁感应加热控制单元16上设置有温度显示器15。通过所述温度显示器15,便于观察所述石英管4内的反应温度。
在本实用新型中,所述石英管4管壁处设置的所述三支第二温度传感器18便于观测所述石英管4内不同区段的温度。并且,其中任一支所述第二温度传感器18连接所述电磁阀1和报警系统,催化燃烧温度过高时设备可控制所述电磁阀1自动减少废气进气量甚至关闭阀门,从而降低石英管内反应温度,防止损坏催化剂或爆炸危险。
例如,催化燃烧的起始温度为400℃,催化剂结构坍塌或危险温度为430℃,这样,可以设置石英管的炉体加热温度为400℃,报警及调节进气量的温度为420℃。
当石英管的炉体从室温加热到400℃时停止加热,废气在催化剂的作用下催化燃烧,温度继续升高,催化剂评价的三个所述第二温度传感器可能的温度分别为399.8℃,405.2℃和400.3℃。此种状态说明催化剂能正常工作。当废气量很大催化燃烧效果很好时,催化剂评价的三个所述第二温度传感器的温度可能分别为418.8℃,420.5℃和419.4℃,超过设定危险报警温度420℃,此时电磁阀自动调小或关闭。当温度低于400℃后,加热电路启动,重复上述动作。以上情况说明催化剂效果很好。若催化剂评价的三个所述第二温度传感器的温度基本稳定在400℃不变,石英管的炉体加热电路频繁启动,说明催化剂效果不好。
所述石英管4的外侧套设有保温箱5。并且优选地,所述保温箱5上设置有可视窗口14。其中,所述保温箱5可以进一步减少能量损耗,且所述可视窗口14便于观察石英管内反应状况。
最后,在本实用新型中,所述进气接管3和出气接管19上都设置有连接用外螺纹10。使得它们便于通过所述外螺纹10与其它零部件进行螺纹连接。
本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种低温燃烧催化剂的评价设备,其包括石英管(4),所述石英管(4)的一端与进气口(11)相连、另一端与出气口(17)相连,其特征在于,所述进气口(11)处设置有电磁阀(1)和进气气体检测装置(2),所述出气口(17)处设置有出气气体检测装置(20),所述石英管(4)内部放置低温燃烧催化剂,所述石英管(4)的外壁上缠绕有电磁感应线圈(8),所述电磁感应线圈(8)与电磁感应加热控制单元(16)和测温单元(6)连接且所述电磁感应线圈(8)与所述石英管(4)的外壁之间设有铁磁材料(7),所述石英管(4)的外壁的中间位置处设置有一支第一温度传感器(9)且所述第一温度传感器(9)与所述电磁感应加热控制单元(16)相连,所述石英管(4)的外壁上还设置有三支第二温度传感器(18),沿着气体流动方向看,所述三支第二温度传感器(18)分别位于所述低温燃烧催化剂放置位置的前段、中段和后段且其中一支所述第二温度传感器(18)与所述电磁阀(1)相连,所述石英管(4)的外侧套设有保温箱(5)。
2.根据权利要求1所述的低温燃烧催化剂的评价设备,其特征是,所述石英管(4)的一端通过进气连接法兰与进气接管(3)相连,所述进气接管(3)再与所述进气口(11)相连,所述石英管(4)的另一端通过出气连接法兰与出气接管(19)相连,所述出气接管(19)再与所述出气口(17)相连。
3.根据权利要求2所述的低温燃烧催化剂的评价设备,其特征是,所述进气连接法兰和出气连接法兰处都设置有O型密封圈(13)。
4.根据权利要求3所述的低温燃烧催化剂的评价设备,其特征是,所述进气接管(3)通过进气三通阀(12)与所述进气口(11)相连且所述进气气体检测装置(2)与所述进气三通阀(12)相连。
5.根据权利要求4所述的低温燃烧催化剂的评价设备,其特征是,所述出气接管(19)通过出气三通阀(21)与所述出气口(17)相连且所述出气气体检测装置(20)与所述出气三通阀(21)相连。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的低温燃烧催化剂的评价设备,其特征是,进一步包括报警系统且其中一支所述第二温度传感器(18)也与所述报警系统相连。
7.根据权利要求6所述的低温燃烧催化剂的评价设备,其特征是,所述进气接管(3)和出气接管(19)上都设置有连接用外螺纹(10)。
8.根据权利要求7所述的低温燃烧催化剂的评价设备,其特征是,所述保温箱(5)上设置有可视窗口(14)。
9.根据权利要求8所述的低温燃烧催化剂的评价设备,其特征是,所述电磁感应加热控制单元(16)上设置有温度显示器(15)。
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