CN207922252U - 一种VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，包括炉体、控制器、盘管加热装置，炉体为一封闭空腔机构，且炉体上设有进气口、出气口、燃料喷口；炉体内设有催化陶瓷体，催化陶瓷体上镀有催化剂，且催化陶瓷体将炉体内的空腔分为进气腔和出气腔两个部分，进气口和燃料喷口分别与进气腔相通，出气口与所述出气腔相通；控制器连接有电磁阀、助燃风机、浓度检测仪、点火器，电磁阀控制天然气的接入状态，助燃风机用与天然气混合的空气量，浓度检测仪用于监测进气口的VOCs浓度，点火器用于点燃混合气；盘管加热装置设置于出气腔内，盘管加热装置连接循环管路。炉体结构布置简单、设计科学合理、降低了催化剂的用量、提高热回收利用率。

Description

一种VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉

技术领域

本实用新型属于有机废气处理技术领域，具体涉及一种VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉。

背景技术

VOCs具体是指在标准大气压101.3kPa下初沸点小于或等于250℃且能对视觉感官产生刺激危害的有机化合物。VOCs会对健康产生不良影响，由于VOCs一般以气态存在，所以对有毒害性VOCs气体的处理与不易挥发的混合物相比更加困难。人体可能通过接触或食用摄入固态或液态有VOCs成分的物质，或者吸入的气体接触到VOCs。

工业生产中使用的有机燃料，有些在燃烧过程中直接产生VOCs气体(例如汽油)或间接的由生产出来的产品产生VOCs气体(例如汽车制造业的喷漆烘烤挥发出的废气)印刷、涂覆等利用有机溶剂溶解材料，医药合成等过程都会产生大量的VOCs气体。

VOCs气体常规的处理方式可以采用低温催化燃烧，通过电加热或者燃气将VOCs气体加热到300-400℃后，直接在催化剂表面燃烧，燃烧后生成CO₂和H₂O。为了保证VOCs在催化剂表面完全反应，需要VOCs在催化剂表面保持一定的流速，这样会使催化剂用量增大，初投资高，同时排出的废气温度高，热量无法深度回收，造成热量浪费。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，该炉体结构布置简单、设计科学合理、降低了催化剂的用量、提高热回收利用率，产生的热水可以提供生产和生活用水，同时排放的氮氧化物、一氧化碳大概在1～5ppm左右，对环境污染很低的特点，可实现超低氮排放。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案如下：该冷凝炉包括炉体、控制器、盘管加热装置，所述炉体为一封闭空腔机构，且炉体上设有进气口、出气口、燃料喷口；所述炉体内设有催化陶瓷体，所述催化陶瓷体上镀有催化剂，且所述催化陶瓷体将所述炉体内的空腔分为进气腔和出气腔两个部分，进气口和燃料喷口分别与进气腔相通，出气口与所述出气腔相通；所述控制器连接有电磁阀、助燃风机、浓度检测仪、点火器，所述电磁阀控制天然气的接入状态，所述助燃风机用与天然气混合的空气量，所述浓度检测仪用于监测进气口的VOCs浓度，所述点火器用于点燃混合气；所述盘管加热装置设置于出气腔内，盘管加热装置连接循环管路。

本实用新型解决其技术问题进一步的技术方案是：所述进气腔内设有整流装置，所述整流装置用于对天然气、空气、VOCs混合后的混合气进行整流。

本实用新型解决其技术问题进一步的技术方案是：所述整流装置为整流陶瓷体，所述整流陶瓷体为蜂窝状。

本实用新型解决其技术问题进一步的技术方案是：所述进气腔内设有冷却装置，所述冷却装置用于对所述进气腔内的混合气体进行冷却，防止催化陶瓷体表面温度过高引燃进气腔的混合气体。

本实用新型解决其技术问题进一步的技术方案是：所述冷却装置与所述盘管加热装置串联设置，且冷却装置连接在盘管加热装置冷却水进口管路上。

本实用新型解决其技术问题进一步的技术方案是：所述冷却装置和整流装置之间设有电热偶，所述电热偶连接控制器。

本实用新型解决其技术问题进一步的技术方案是：所述炉体底部设有冷凝水排出口，用来排出烟气通过盘管加热装置后产生的冷凝水；所述炉体上还设有防爆口。

本实用新型解决其技术问题进一步的技术方案是：所述炉体上设有检修门，所述检修门与所述出气腔相通，且与炉体密封配合。

本实用新型解决其技术问题进一步的技术方案是：所述助燃风机为变频风机，并通过控制器控制助燃风机鼓入空气量。

本实用新型解决其技术问题进一步的技术方案是：所述盘管加热装置设置于出气口。

通过采用上述技术方案，本实用新型取得以下有益效果：该炉体结构布置简单、设计科学合理、降低了催化剂的用量、提高热回收利用率，同时排放的氮氧化物、一氧化碳大概在1～5ppm左右，对环境污染很低的特点，可实现超低氮排放。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的一种结构连接示意图；

图中1、炉体；2、控制器；3、盘管加热装置；4、进气口；5、出气口；6、燃料喷口；7、催化陶瓷体；8、进气腔；9、出气腔；10、电磁阀；11、助燃风机；12、浓度检测仪；13、点火器；14、整流装置；15、冷却装置；16、电热偶；17、排出口；18、泄爆口；19、检修门；20、冷却水进口管路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一种VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，参考附图1所示，该冷凝炉包括炉体1、控制器2、盘管加热装置3，所述炉体1为一封闭空腔机构，且炉体1上设有进气口4、出气口5、燃料喷口6；所述炉体1内设有催化陶瓷体7，所述催化陶瓷体7上镀有催化剂，且所述催化陶瓷体7将所述炉体1内的空腔分为进气腔8和出气腔9两个部分，进气口4和燃料喷口6分别与进气腔8相通，出气口5与所述出气腔9相通；所述控制器2连接有电磁阀10、助燃风机11、浓度检测仪12、点火器13，所述电磁阀10控制天然气的接入状态，所述助燃风机11用与天然气混合的空气量，所述浓度检测仪12用于监测进气口4的VOCs浓度，所述点火器13用于点燃混合气；所述盘管加热装置3设置于出气腔9内，盘管加热装置3连接循环管路。

为了便于混合气体均匀的经过催化陶瓷体7，作为本实用新型的优选方案，所述进气腔8内设有整流装置14，所述整流装置14用于对天然气、空气、VOCs混合后的混合气进行整流。

作为本实用新型的优选方案，所述整流装置14为整流陶瓷体，所述整流陶瓷体为蜂窝状。整流陶瓷体不但能阻挡部分热量传导给进气腔8的混合气体，而且混合气体可以均匀的通过蜂窝状的整流陶瓷体。

为了进一步的阻挡VOCs催化反应时，产生的热量传导给混合气体，作为本实用新型的优选方案，所述进气腔8内设有冷却装置15，所述冷却装置15用于对所述进气腔8内的混合气体进行冷却，防止催化陶瓷体7表面温度过高引燃进气腔8的混合气体。

作为本实用新型的优选方案，所述冷却装置15与所述盘管加热装置3串联设置，且冷却装置15连接在盘管加热装置3冷却水进口管路20上。冷却装置15的冷却水通过盘管加热装置3对烟气冷却，回收烟气中的热量，同时冷却水温度提高，供生产或生活热水使用。

作为本实用新型的优选方案，所述冷却装置15和整流装置14之间设有电热偶16，所述电热偶16连接控制器2。通过控制器2可以做到对进气腔8温度进行监控，防止发生意外。

作为本实用新型的优选方案，所述炉体1底部设有冷凝水排出口17，用来排出烟气通过盘管加热装置3后产生的冷凝水。

为了便于对炉体1内进行检修和维护，作为本实用新型的优选方案，所述炉体1上设有检修门19，所述检修门19与所述出气腔9相通，且与炉体1密封配合。

为了便于对混合气体内各种成分比例尽心调控，作为本实用新型的优选方案，所述助燃风机11为变频风机，并通过控制器2控制助燃风机11鼓入空气量。

为保证反应后高温气体都能经过盘管加热装置3后才能排出，作为本实用新型的优选方案，所述盘管加热装置3设置于出气口5。

为了进一步防止意外的发生，作为本实用新型的优选方案，所述炉体1上还设有泄爆口18，防止炉内可燃气体爆炸产生的压力能够通过泄爆口18排向室外。

天然气催化燃烧是全预混贫燃料无焰燃烧，首先将燃气和空气分别从燃气管道和助燃风机11连接空气管道进行预混后送入进气腔8内，在整流陶瓷体内进行整流，使混合气体通过催化陶瓷体7的流速分布均匀。催化燃烧前通过电磁阀10先将混合气体中天然气的体积浓度调到7％左右，通过点火器13直接在催化陶瓷体7上进行点火，进行常规燃烧，预热催化剂载体，当催化陶瓷体7的温度大于催化剂起活温度时，将预混天然气的体积浓度降低到控制天然气/天然气+空气的体积比为5％，进行催化燃烧，维持贫燃料燃气的体积浓度，通过控制预混气体的流量控制催化燃烧温度，并且将燃烧温度控制在催化剂极限温度以下，使在催化剂表面温度达到800～1150℃左右。

当催化燃烧进行正常燃烧后，将有机废气VOCs通过炉体1进气口4送入到催化燃烧炉进气腔8内，通过浓度检测仪12检测混合物的浓度，如果VOCs浓度大于5％时，停止燃气送入，VOCs直接在催化剂表面进行燃烧，当小与5％，电磁阀10开启，通入部分燃气使其混合物浓度维持在5％左右，保持催化燃烧正常燃烧。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，其特征在于，包括炉体、控制器、盘管加热装置，所述炉体为一封闭空腔机构，且炉体上设有进气口、出气口、燃料喷口；所述炉体内设有催化陶瓷体，所述催化陶瓷体上镀有催化剂，且所述催化陶瓷体将所述炉体内的空腔分为进气腔和出气腔两个部分，进气口和燃料喷口分别与进气腔相通，出气口与所述出气腔相通；所述控制器连接有电磁阀、助燃风机、浓度检测仪、点火器，所述电磁阀控制天然气的接入状态，所述助燃风机用与天然气混合的空气量，所述浓度检测仪用于监测进气口的VOCs浓度，所述点火器用于点燃混合气；所述盘管加热装置设置于出气腔内，盘管加热装置连接循环管路。

2.根据权利要求1所述的VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，其特征在于，所述进气腔内设有整流装置，所述整流装置用于对天然气、空气、VOCs混合后的混合气进行整流。

3.根据权利要求2所述的VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，其特征在于，所述整流装置为整流陶瓷体，所述整流陶瓷体为蜂窝状。

4.根据权利要求1-3任一所述的VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，其特征在于，所述进气腔内设有冷却装置，所述冷却装置用于对所述进气腔内的混合气体进行冷却，防止催化陶瓷体表面温度过高引燃进气腔的混合气体。

5.根据权利要求4所述的VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，其特征在于，所述冷却装置与所述盘管加热装置串联设置，且冷却装置连接在盘管加热装置冷却水进口管路上。

6.根据权利要求5所述的VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，其特征在于，所述冷却装置和整流装置之间设有电热偶，所述电热偶连接控制器。

7.根据权利要求1或6所述的VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，其特征在于，所述炉体底部设有冷凝水排出口，用来排出烟气通过盘管加热装置后产生的冷凝水；所述炉体上还设有防爆口。

8.根据权利要求7所述的VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，其特征在于，所述炉体上设有检修门，所述检修门与所述出气腔相通，且与炉体密封配合。

9.根据权利要求1或8所述的VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，其特征在于，所述助燃风机为变频风机，并通过控制器控制助燃风机鼓入空气量。

10.根据权利要求9所述的VOCs超低氮催化燃烧冷凝炉，其特征在于，所述盘管加热装置设置于出气口。