CN209893427U - 一种用于工业废气治理的催化燃烧反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种用于工业废气治理的催化燃烧反应装置，包括：底座、外壳、保温层、内壳、入口、加热区、加热管、3个温度传感器、温控模块、催化剂区块、内格栅板、外格栅板、出口，本实用新型通过三层结构设计确保内部温度不会对外部造成大的影响，加热管均匀分布，加热均匀，温度传感器实时监测温度，确保了温度在目标范围内且保证了使用安全，内外格栅板和催化剂区块便于气流流通，充分发挥催化作用，且便于催化剂的装填更换，结构简单，随用随停，提供了一种安全性高、保温效果好、温度分布均匀、催化温度高、气流分布均匀、催化效果好的用于工业废气治理的催化燃烧反应装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业废气治理的装填领域，尤其涉及用于工业废气治理的催化燃烧反应装置。
背景技术
随着我国工业废气污染控制力度的不断加强，工业废气治理已成为当前我国环境治理的热点。工业生产中，必然会产生废气，这些废气若不经过处理便排放到空气中势必会对环境造成影响。其中气态性废气是工业废气中种类最多也是危害性最大的。目前气体性废气主要有含氮有机废气、含硫废气以及碳氢有机废气。碳氢有机废气。该类废气统称烃类，是一种有机化合物，主要由碳原子和氢原子构成。此类废气扩散到大气中会对臭氧层造成破坏引发一系列问题，影响深远。例如臭氧层破坏会加重紫外线的照射，而紫外线会对人的皮肤造成伤害，引发各类健康问题。另外紫外线照射度的改变也会对生态系统以及气候造成影响。研究表明，VOCs作为大气污染雾霾产生的重要前体物质，对人类生存环境造成严重影响。
目前，对于工业废气的处理已存在许多技术和系统，主要有吸附浓缩系统、热力或催化燃烧系统、生物净化系统、光电一体化系统、回收系统等，催化燃烧是众多工业废气处理方法中典型的气—固相催化反应，该方法通过催化剂降低废气处理反应的活化能，使得废气能够在较低温度下发生无焰燃烧，使得废气燃烧生成CO2和H2O，并放出大量的热量，且较低的温度大大抑制了空气中的N2生产NOx，对于中小风量、中低浓度工业有机废气的治理，催化燃烧技术是一种实用简便的有机废气处理技术。
为了便于采用催化燃烧来处理废气，人们已针对催化燃烧进行了一些研究，并取得了一定成果，一种净化挥发性有机废气的预热式催化燃烧系统(CN201520911683.6)，该专利包括废气进气口、干式过滤器、活性炭吸附装置、热交换器、催化燃烧装置、进气口、补风口、采样口、温度探测器、风机以及排气筒，该专利在很大程度上优化了催化燃烧，使得催化燃烧过程有序进行，实现排放浓度达标，可调节风量和进入设备的废气的浓度，造价低，但也存在一定缺点：结构复杂、加热管分布不均匀，该结构容易造成温度严重不平衡，局部过热、局部冷却，废气空床流速过快，催化效果不明显等。因此，为了更好的进行工业废气的处理，确保其不会破坏环境，提高催化燃烧的废气处理性能，有必要对废气处理的催化燃烧装置进行改进提高。
实用新型内容
本实用新型主要是为了解决目前废气催化燃烧设备中存在的温度分布不均匀、安全性低、废气空床流速过快、催化效果不明显的问题，提供了一种安全性高、保温效果好、温度分布均匀、催化温度高、气流分布均匀、催化效果好的用于工业废气治理的催化燃烧反应装置。
本实用新型所采用的技术方案：一种用于工业废气治理的催化燃烧反应装置，包括：底座、外壳、保温层、内壳、入口、加热区、加热管、3个温度传感器、温控模块、催化剂区块、内格栅板、外格栅板、出口，所述底座为整个装置的支撑部件，位于装置的最底部；所述外壳为装置的外部壳体，包裹着保温层、内壳、入口、加热区、加热管、温度传感器、催化剂区块、内格栅板、外格栅板、出口，所述外壳固定于底座上；所述保温层介于外壳和内壳之间，且紧贴外壳与内壳壁面；所述内壳为整体结构，采用不低于304材质加工焊接而成，紧贴保温层，被保温层包裹，所述内壳内部包裹着入口、加热区、加热管、温度传感器、催化剂区块、内格栅板、外格栅板、出口；所述入口为废气进入装置的阀门，安装于内壳的废气进入端；所述加热区位于内壳内，加热区介于入口和内隔栅板之间；所述加热管为U型电加热管，位于加热区内，所述加热管与温控模块相连并受温控模块控制；所述温度传感器与温控模块相连，3个温度传感器分别安装在加热区、催化剂区块以及出口与外格栅板之间；所述温控模块安装于外壳的外表面，位于外壳上方，与加热管、温度传感器相连；所述内格栅板安装于内壳内表面，与加热区相邻，位于加热区和催化剂区块之间；所述催化剂区块为蜂窝贵金属催化剂，其装填层数不小于4层，通过内格栅板固定于内格栅板和外格栅板之间；所述外格栅板安装于内壳内表面，且拆卸方便，所述外格栅板位于催化剂区块靠近出口一侧，且紧贴催化剂区块；所述出口为废气经过催化燃烧处理后排出装置的阀门，安装于内壳的气体排出端。
优选的，所述加热管均匀分布于加热区内，加热管的具体数量根据加热区的大小进行确定，且其数量大于或等于一个。
本实用新型一种用于工业废气治理的催化燃烧反应装置的使用步骤具体如下：
步骤一：加热升温，关闭入口和出口，通过温控模块设置加热温度，控制加热管对加热区进行加热，同时加热区的温度传感器对加热区的温度进行检测并将温度检测结果反馈给温控模块，温控模块再根据加热区的温度调整控制加热管的加热，将温度控制在目标范围内，同时在保温层的作用下，内壳内的温度达到目标温度，而外壳外的温度不超过45℃；
步骤二：催化反应，当加热区的温度达到目标温度范围并稳定后，打开入口和出口，将工业废气从入口通入加热区，在加热区进行加热，然后穿过内格栅板进入催化剂区块，在催化剂的作用下，加热后的废气发生燃烧反应，燃烧反应不低于0.15s，燃烧反应过程中，三个温度传感器任意一个监测到温度超过催化剂的最高温度限制，则进行补冷风操作或降低加热温度调节，反应后，气体穿过外格栅板，再通过出口排出；
步骤三：更换催化剂，催化剂需要更换时，对装置进行通风降温，温度恢复常温后，卸下外格栅板，取出原有催化剂并装入新催化剂，然后装回外格栅板。
本实用新型的有益效果：(1)通过外壳、保温层和内壳的设计，去报了装置内部问道极限为800℃，而外壳外的温度不会超过45℃，保温效果好、更为安全；(2)内格栅板、外格栅板、催化剂的蜂窝状以及加热区与催化剂模块的直接对接，优化了气流流动的均匀性，催化剂升温快，提高了催化效果，便于更换和装填催化剂；(3)结构简单、随用随停、安全性高、催化温度在300～650℃之间，可满足各种挥发性有机物的催化燃烧温度要求；(4)三个温度传感器对装置进行温度监控，及时反馈温度情况，避免温度过高，提高了安全性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1—底座，2—外壳，3—保温层，4—内壳，5—入口，6—加热区，7—加热管，8—温度传感器一，9—温度传感器二，10—温度传感器三，11—温控模块，12—内格栅板，13—催化剂区块，14—外格栅板，15—出口。
具体实施方式：
下面结合附图与具体实例对本实用新型进行详细说明。
如图所示，本实用新型包括：底座1、外壳2、保温层3、内壳4、入口5、加热区6、加热管7、温度传感器一8、温度传感器二9、温度传感器三10、温控模块11、内格栅板12、催化剂区块13、外格栅板14、出口15，所述底座1为整个装置的支撑部件，位于装置的最底部；所述外壳2为装置的外部壳体，包裹着保温层3、内壳4、入口5、加热区6、加热管7、温度传感器一8、温度传感器二9、温度传感器三10、内格栅板12、催化剂区块13、外格栅板14、出口15，所述外壳2固定于底座1上；所述保温层3介于外壳2和内壳4之间，且紧贴外壳2与内壳4壁面；所述内壳4为整体结构，采用不低于304材质加工焊接而成，紧贴保温层3，被保温层3包裹，所述内壳4内部包裹着入口5、加热区6、加热管7、温度传感器一8、温度传感器二9、温度传感器三10、内格栅板12、催化剂区块13、外格栅板14、出口15；所述入口5为废气进入装置的阀门，安装于内壳4的废气进入端；所述加热区6位于内壳4内，加热区6介于入口5和内隔栅板12之间；所述加热管7为U型电加热管，位于加热区6内，所述加热管7与温控模块11相连并受温控模块11控制；所述温度传感器一～三8～10与温控模块11相连，温度传感器一8安装于加热区6，温度传感器二9安装于催化剂区块13，温度传感器10安装于外格栅板14和出口15之间；所述温控模块11安装于外壳2的外表面，位于外壳2上方，与加热管7、温度传感器一～三8～10相连；所述内格栅板12安装于内壳4内表面，与加热区6相邻，位于加热区6和催化剂区块13之间；所述催化剂区块13为蜂窝贵金属催化剂，其装填层数不小于4层，通过内格栅板12固定于内格栅板12和外格栅板14之间；所述外格栅板14安装于内壳4内表面，且拆卸方便，所述外格栅板14位于催化剂区块13靠近出口15一侧，且紧贴催化剂区块13；所述出口15为废气经过催化燃烧处理后排出装置的阀门，安装于内壳4的气体排出端。
优选的，所述加热管7均匀分布于加热区6内，加热管7的具体数量根据加热区6的大小进行确定，且其数量大于或等于一个。
本实用新型一种用于工业废气治理的催化燃烧反应装置放入使用步骤具体如下：
步骤一：加热升温，关闭入口5和出口15，通过温控模块11设置加热温度，控制加热管7对加热区6进行加热，同时温度传感器一8对加热区6的温度进行检测并将温度检测结果反馈给温控模块11，温控模块11再根据加热区6的温度调整控制加热管7的加热，将温度控制在目标范围内，同时在保温层3的作用下，内壳4内的温度达到目标温度，而外壳2外的温度不超过45℃；
步骤二：催化反应，当加热区6的温度达到目标温度范围并稳定后，打开入口5和出口15，将工业废气从入口5通入加热区6，在加热区6进行加热，然后穿过内格栅板12进入催化剂区块13，在催化剂的作用下，加热后的废气发生燃烧反应，燃烧反应不低于0.15s，燃烧反应过程中，温度传感器一～三8～10任意一个监测到温度超过催化剂的最高温度限制，则进行补冷风操作或降低加热温度调节，反应后，气体穿过外格栅板14，再通过出口15排出；
步骤三：更换催化剂，催化剂需要更换时，对装置进行通风降温，温度恢复常温后，卸下外格栅板14，取出原有催化剂并装入新催化剂，然后装回外格栅板14。
Claims (3)
1.一种用于工业废气治理的催化燃烧反应装置，其特征在于：包括：底座、外壳、保温层、内壳、入口、加热区、加热管、3个温度传感器、温控模块、催化剂区块、内格栅板、外格栅板、出口，所述底座为整个装置的支撑部件，位于装置的最底部；所述外壳为装置的外部壳体，包裹着保温层、内壳、入口、加热区、加热管、温度传感器、催化剂区块、内格栅板、外格栅板、出口，所述外壳固定于底座上；所述保温层介于外壳和内壳之间，且紧贴外壳与内壳壁面；所述内壳为整体结构，采用不低于304材质加工焊接而成，紧贴保温层，被保温层包裹，所述内壳内部包裹着入口、加热区、加热管、温度传感器、催化剂区块、内格栅板、外格栅板、出口；所述入口为废气进入装置的阀门，安装于内壳的废气进入端；所述加热区位于内壳内，加热区介于入口和内隔栅板之间；所述加热管为U型电加热管，位于加热区内，所述加热管与温控模块相连并受温控模块控制；所述温度传感器与温控模块相连，3个温度传感器分别安装在加热区、催化剂区块以及出口与外格栅板之间；所述温控模块安装于外壳的外表面，位于外壳上方，与加热管、温度传感器相连；所述内格栅板安装于内壳内表面，与加热区相邻，位于加热区和催化剂区块之间；所述催化剂区块为蜂窝贵金属催化剂，其装填层数不小于4层，通过内格栅板固定于内格栅板和外格栅板之间；所述外格栅板安装于内壳内表面，且拆卸方便，所述外格栅板位于催化剂区块靠近出口一侧，且紧贴催化剂区块；所述出口为废气经过催化燃烧处理后排出装置的阀门，安装于内壳的气体排出端。
2.根据权利要求1所述的一种用于工业废气治理的催化燃烧反应装置，其特征在于：所述加热管均匀分布于加热区内，加热管的具体数量根据加热区的大小进行确定，且其数量大于或等于一个。
3.根据权利要求1所述的一种用于工业废气治理的催化燃烧反应装置，其特征在于：温控模块用于设置与调整加热温度，将温度控制在目标范围内；控制加热管用于对加热区进行加热；加热区的温度传感器用于对加热区的温度进行检测并将温度检测结果反馈给温控模块；催化剂区块内部设有催化剂，燃烧反应过程中，三个温度传感器任意一个监测到温度超过催化剂的最高温度限制，则进行补冷风操作或降低加热温度调节；装置可进行通风降温；外格栅板具有可拆卸功能。
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