CN208269164U - 一种旋转多室式蓄热催化氧化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转多室式蓄热催化氧化装置，涉及VOCs治理设备领域。该装置包括扇形的绕着圆周依次排列进气区、吹扫区、排气区和隔断区，所述进气区的下部为预热室，上部为一级催化氧化室，所述排气区的下部为放热室，上部为二级催化氧化室，所述一级催化氧化室与所述二级催化氧化室的上部均与加热室相连。通过结合旋转式RTO与CO的优点，在实现2n个蓄热分室依次完成预热‑反吹‑放热三个过程的同时，实现了废气的二级催化氧化过程，操作简单，装置运行稳定可靠，提高了废气的处理效率，降低了设备的投资与运行费用。

Description

一种旋转多室式蓄热催化氧化装置

技术领域

本实用新型涉及VOCs治理设备领域，尤其涉及一种旋转多室式蓄热催化氧化装置。

背景技术

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是指参与大气光化学反应的有机化合物，或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。随着国家发布的VOCs排放法律法规及各省市VOCs排污费政策的实行，VOCs 的治理技术越来越受到社会各行各业的广泛关注。

催化燃烧技术(CO)，是指使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量的热。起燃温度低，反应速率快，节省能源。催化燃烧过程中，催化剂起到降低VOCs分子与氧分子反应的活化能，改变反应途径的作用；处理效率高，二次污染和温室气体排放量少。采用CO处理VOCs废气净化率通常在95％以上，终产物主要为CO2和H2O。由于CO温度低，大量减少NOx的生成。辅助燃料消耗排放的CO2量在总CO2 排放量中占很大的比例，辅助能源消耗量减少，显然减少了温室气体CO2的排放；适用范围广，CO几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体，适合处理的VOCs浓度范围广。对于低浓度、大风量、多组分而无回收价值的VOCs废气，CO是最经济合理的方法。

目前，在VOCs废气治理中，常用的是多室式CO装置，该装置包括包括顺次连接的多级预热换热器、催化氧化室和加热室，所述加热室的排气口与所述多级预热换热器的进气口连接。但是，受换热器本身换热效率的局限性，该装置热回收效率较低，同时废气进入单级催化氧化室后直接排出，处理效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋转多室式蓄热催化氧化装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种旋转多室式蓄热催化氧化装置，包括圆柱形蓄热催化室，所述圆柱形蓄热催化室划分为2n个腔体，n≥3，每个腔体的横截面均为扇形，且所有的扇形围成一个圆形，相邻的(n-1)个所述腔体为进气区，另外(n-1)个所述腔体为排气区，1个所述腔体为吹扫区，1个所述腔体为隔断区，所述进气区、所述吹扫区、所述排气区和所述隔断区绕着圆周依次排列，所述进气区的下部为预热室，上部为一级催化氧化室，所述排气区的下部为放热室，上部为二级催化氧化室，所述一级催化氧化室与所述二级催化氧化室的上部均与加热室相连。

优选地，所述预热室和所述放热室中均填充有陶瓷蜂窝蓄热体。

优选地，所述陶瓷蜂窝蓄热体为立方体陶瓷蜂窝蓄热体。

优选地，所述一级催化氧化室和所述二级催化氧化室中均填充有陶瓷蜂窝状催化剂。

优选地，所述陶瓷蜂窝状催化剂为立方体陶瓷蜂窝状催化剂。

优选地，所述立方体陶瓷蜂窝状催化剂包括立方体陶瓷蜂窝状载体和催化剂层，所述催化剂层涂覆在所述立方体陶瓷蜂窝状载体的表面。

优选地，所述预热室和所述放热室的下部分别通过进出气管与圆筒状负压密封旋转阀相连。

优选地，所述加热室中设置有辅助加热装置。

优选地，所述圆柱形蓄热催化室的圆周内壁上设置有保温层。

优选地，所述保温层由陶瓷纤维模块铺设而成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供的一种旋转多室式蓄热催化氧化装置，包括扇形的绕着圆周依次排列进气区、吹扫区、排气区和隔断区，所述进气区的下部为预热室，上部为一级催化氧化室，所述排气区的下部为放热室，上部为二级催化氧化室，所述一级催化氧化室与所述二级催化氧化室的上部均与加热室相连。通过结合旋转式RTO与CO的优点，在实现2n个蓄热分室依次完成预热-反吹-放热三个过程的同时，实现了废气的二级催化氧化过程，操作简单，装置运行稳定可靠，提高了废气的处理效率，降低了设备的投资与运行费用。

附图说明

图1是旋转多室式蓄热催化氧化装置的主视图；

图2是旋转多室式蓄热催化氧化装置的A-A、B-B、C-C剖视图。

图中，各符号的含义如下：

1-负压密封旋转阀，2-预热室，3-一级催化氧化室，4-加热室，5-二级催化氧化室，6-放热室，7-栅格板，8-陶瓷蜂窝蓄热体，9-陶瓷蜂窝状催化剂。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-2所示，本实用新型实施例提供了一种旋转多室式蓄热催化氧化装置，包括圆柱形蓄热催化室，所述圆柱形蓄热催化室划分为2n个腔体，n≥3，每个腔体的横截面均为扇形，且所有的扇形围成一个圆形，相邻的(n-1)个所述腔体为进气区，另外(n-1)个所述腔体为排气区，1个所述腔体为吹扫区，1个所述腔体为隔断区，所述进气区、所述吹扫区、所述排气区和所述隔断区绕着圆周依次排列，所述进气区的下部为预热室2，上部为一级催化氧化室3，所述排气区的下部为放热室6，上部为二级催化氧化室5，一级催化氧化室与3二级催化氧化室5的上部均与加热室4相连。

上述结构中，蓄热催化室床层固定不动，其中(n-1)份是进气区，(n-1)份是排气区，1份是吹扫区，1份是隔断区。由负压密封旋转阀控制气体进出，实现蓄热催化床内的流向变换。吹扫风机对吹扫区进行吹扫，防止未净化的气体在转入排气区时排走。隔断区是不通气的，防止气体混合。

上述结构的旋转多室式蓄热催化氧化装置，其工作原理为：

有机废气经收集管道通过负压密封旋转阀进入蓄热催化氧化装置(RCO)的进气室中，首先进入预热室，其中的陶瓷蜂窝蓄热体将热量传递给未反应的有机废气，气体温度被加热到催化剂反应温度，然后气体进入一级催化氧化室，并在一级催化氧化室中发生催化氧化反应，气体中的VOCs转化为二氧化碳和水，并释放反应热，未完全反应的气体通过加热室后，进入二级催化氧化室进一步反应，同时反应后的气体在放热区放热，将热量传递给放热室中的蓄热材料，最后以高于进口气体约20-30℃的温度排放。若预热室中陶瓷蜂窝蓄热体储存的能量不足以将有机废气预热到催化氧化温度，则开启加热室中的辅助加热装置，通过加热加热室将热量传递给催化氧化室，从而进行反应。

上述过程中，RCO对有机废气的净化效率高达98％以上；具有高效的热量回收率，热回收效率≥95％；且运行费用低，在VOCs达到一定浓度时，基本不需要再进行辅助加热，节省了能耗。

所以，本实施例提供的旋转多室式蓄热催化氧化装置，结合旋转式RTO与CO 的优点，在实现2n个蓄热分室依次完成预热-反吹-放热三个过程的同时，实现了废气的二级催化氧化过程，操作简单，装置运行稳定可靠，提高了废气的处理效率，降低了设备的投资与运行费用。

另外，本实施例提供的旋转多室式蓄热催化氧化装置，利用旋转式结构对废气进行二级催化氧化，对于低浓度、大风量、多组分而无回收价值的VOCs废气具有较好的处理效果。

本实施例中，预热室2和放热室6中均填充有陶瓷蜂窝蓄热体8。

上述结构，能够充分的利用陶瓷蜂窝蓄热体的加热和放热功能，实现预热室的对未处理有机废气的加热，使其达到催化氧化的温度，以及实现放热室的对处理后净化气的放热，使其能够在较低温度下排放，从而充分的回收热量，提高热量的利用效率。

本实施例中，陶瓷蜂窝蓄热体8可以为立方体陶瓷蜂窝蓄热体。

立方体陶瓷蜂窝蓄热体比较常见易得，而且方便填充。

本实施例中，一级催化氧化室3和二级催化氧化室5中均填充有陶瓷蜂窝状催化剂9。

上述结构，能够充分的利用陶瓷蜂窝状催化剂的催化作用，使得有机废气先后进行一级催化氧化和二级催化氧化，使得有机废气得到充分的处理。

本实施例中，陶瓷蜂窝状催化剂9可以为立方体陶瓷蜂窝状催化剂。

立方体陶瓷蜂窝状催化剂比较常见易得，而且方便填充。

本实施例中，立方体陶瓷蜂窝状催化剂9包括立方体陶瓷蜂窝状载体和催化剂层，所述催化剂层涂覆在所述立方体陶瓷蜂窝状载体的表面。

本实施例中，预热室2和放热室6的下部分别通过进出气管与圆筒状负压密封旋转阀1相连。

采用上述结构，气体可以通过圆筒状负压密封旋转阀进出预热室和放热室。

本实施例中，加热室4中可以设置有辅助加热装置。

采用上述结构，当未完全处理的有机废气的温度未达到催化氧化温度时，可以开启辅助加热装置，对加热室进行加热，从而将热量传递给气体，使气体温度升高。

本实施例中，所述圆柱形蓄热催化室的圆周内壁上可以设置有保温层。

其中，所述保温层可以由陶瓷纤维模块铺设而成。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本实用新型实施例提供的一种旋转多室式蓄热催化氧化装置，包括扇形的绕着圆周依次排列进气区、吹扫区、排气区和隔断区，所述进气区的下部为预热室，上部为一级催化氧化室，所述排气区的下部为放热室，上部为二级催化氧化室，所述一级催化氧化室与所述二级催化氧化室的上部均与加热室相连。通过结合旋转式RTO与CO的优点，在实现2n个蓄热分室依次完成预热-反吹-放热三个过程的同时，实现了废气的二级催化氧化过程，操作简单，装置运行稳定可靠，提高了废气的处理效率，降低了设备的投资与运行费用。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋转多室式蓄热催化氧化装置，其特征在于，包括圆柱形蓄热催化室，所述圆柱形蓄热催化室划分为2n个腔体，n≥3，每个腔体的横截面均为扇形，且所有的扇形围成一个圆形，相邻的(n-1)个所述腔体为进气区，另外(n-1)个所述腔体为排气区，1个所述腔体为吹扫区，1个所述腔体为隔断区，所述进气区、所述吹扫区、所述排气区和所述隔断区绕着圆周依次排列，所述进气区的下部为预热室，上部为一级催化氧化室，所述排气区的下部为放热室，上部为二级催化氧化室，所述一级催化氧化室与所述二级催化氧化室的上部均与加热室相连。

2.根据权利要求1所述的旋转多室式蓄热催化氧化装置，其特征在于，所述预热室和所述放热室中均填充有陶瓷蜂窝蓄热体。

3.根据权利要求2所述的旋转多室式蓄热催化氧化装置，其特征在于，所述陶瓷蜂窝蓄热体为立方体陶瓷蜂窝蓄热体。

4.根据权利要求1所述的旋转多室式蓄热催化氧化装置，其特征在于，所述一级催化氧化室和所述二级催化氧化室中均填充有陶瓷蜂窝状催化剂。

5.根据权利要求4所述的旋转多室式蓄热催化氧化装置，其特征在于，所述陶瓷蜂窝状催化剂为立方体陶瓷蜂窝状催化剂。

6.根据权利要求5所述的旋转多室式蓄热催化氧化装置，其特征在于，所述立方体陶瓷蜂窝状催化剂包括立方体陶瓷蜂窝状载体和催化剂层，所述催化剂层涂覆在所述立方体陶瓷蜂窝状载体的表面。

7.根据权利要求1所述的旋转多室式蓄热催化氧化装置，其特征在于，所述预热室和所述放热室的下部分别通过进出气管与圆筒状负压密封旋转阀相连。

8.根据权利要求1所述的旋转多室式蓄热催化氧化装置，其特征在于，所述加热室中设置有辅助加热装置。

9.根据权利要求1所述的旋转多室式蓄热催化氧化装置，其特征在于，所述圆柱形蓄热催化室的圆周内壁上设置有保温层。

10.根据权利要求9所述的旋转多室式蓄热催化氧化装置，其特征在于，所述保温层由陶瓷纤维模块铺设而成。