CN210425062U - 一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，涉及废气净化处理技术领域，其包括壳体，壳体上设有进气口和出气口，壳体内自进气口向出气口依次设置有连通的一级预热室、二级预热室和催化反应室以及热交换器；一级热交换室内部设有至少一个用于增加气流路径的隔板，热交换器与隔板通过热交换管道连接；二级预热室内设有电加热组件；催化反应室内设有内置蜂窝状催化剂的催化固定床。本实用新型通过对VOCs气体催化燃烧，具有高效彻底净化VOCs气体的效果，极大降低排放气体中VOCs含量，改善环境。

Description

一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及废气净化处理技术领域，尤其是涉及一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统。

背景技术

工业排放的气态污染物是大气环境污染物的主要来源，其中挥发性有机化合物废气(VOCs)是对环境都具有严重危害作用的气态污染物，同时也是影响工作场所中操作人员的健康的职业病危害因素的来源，它广泛来源于油漆、涂料、涂装、润滑油、橡胶等化学工业。由于实际生产过程中排放的VOCs废气均为低浓度的气态污染物，常采用吸附法进行治理，但是吸附剂吸附VOCs饱和后，成为固体废弃污染物，通常的做法将其再生。

现有技术参考授权公告号为CN208809744U的中国实用新型专利，其公开了一种用于VOCs处理的活性炭吸附系统，包括系统主体，系统主体的一侧设置有压缩机，压缩机的顶部连接有进气管，压缩机的一侧连接有连接管，系统主体的内部一侧位置设置有冷凝室，且连接管与冷凝室连通。在使用时，将进气管与VOCs管连接，然后打开压缩机，压缩机将VOCs压缩后通过连接管排入冷凝室内，VOCs经过冷凝后可以将VOCs中的有机物分离，冷凝后的有机物在重力作用下落在冷凝室的内部下方，当处理完成后打开电阀门，使有机物通过下料管落入有机物收集室内，以便收集。

该实用新型存在以下不足：由于利用压缩机将VOCs压缩后通过连接管排入冷凝室内，VOCs经过冷凝后可以将VOCs中的有机物分离，当VOCs中含有的一些成分无法冷凝时，使得吸附系统对VOCs气体处理效果减弱，排出的气体中仍含有较高浓度的挥发性气体。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，通过对VOCs气体催化燃烧，具有高效彻底净化VOCs气体的效果，极大降低排放气体中VOCs含量。

本实用新型的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，包括壳体，壳体上设有进气口和出气口，壳体内自进气口向出气口依次设置有连通的一级预热室、二级预热室和催化反应室以及热交换器；一级热交换室内部设有至少一个用于增加气流路径的隔板，热交换器与隔板通过热交换管道连接；二级预热室内设有电加热组件；催化反应室内设有内置蜂窝状催化剂的催化固定床。

通过采用上述技术方案，含有VOCs的气流从进气口依次经过一级预热室、二级预热室后进入到催化反应室，初期的气流进入二级预热室后，电加热组件对其进行加热，使其达到催化反应温度，气流在内置蜂窝状催化剂的催化固定床充分反应燃烧并释放热量，热交换器将气流催化燃烧产生的热量通过热交换管道传递到一级预热室处的隔板，热交换器同时使得排出出气口的气流温度降低。后续进入一级预热室中的气流由于隔板的作用形成绕流，气流在此过程中吸收热交换管传递的热量升温，起到预热效果，这样二级预热室内的电加热组件可以适当降低功率，减少电能消耗，充分利用VOCs气体催化燃烧产生的热量进行预热，在去除VOCs气体的同时节能环保。

本实用新型进一步设置为：所述隔板表面设有铂基蜂窝催化剂层。

通过采用上述技术方案，含有VOCs的气流在一级预热室中流动升温时，与铂基蜂窝催化剂层接触，少部分VOCs气体达到反应温度后催化燃烧，使得一级预热室末端的VOCs气体温度进一步升高，从而使得更多VOCs气体达到反应温度预先进行催化反应，这样VOCs气体分级催化燃烧，在催化固定床催化能力范围内，通入废气的流量可以增加，提高废气处理效率。

本实用新型进一步设置为：所述电加热组件为红外线加热管。

通过采用上述技术方案，红外线加热管结构简单，安装维护方便。

本实用新型进一步设置为：所述热交换器包括连接于催化反应室和出气口之间的至少一个导热管和套设在导热管外壁的盘管，盘管的一端与热交换管连接。

通过采用上述技术方案，盘管中可以充入冷却水，催化燃烧后的高温气流经过导热管后与盘管内的冷却水进行热交换降温，减少排出气体对增加环境的热量可能引起的温室效应。

本实用新型进一步设置为：所述导热管中设置有阻燃片。

通过采用上述技术方案，阻燃片增加了催化燃烧后的气流经过导热管的时间，使得高温气流与热交换器之间换热更充分。

本实用新型进一步设置为：所述阻燃片包括基板，基板上设置有多个均匀分布的开口槽，多个开口槽与基板长边垂直的侧壁上一体设置有挡片，挡片于基板两侧交错分布且挡片的宽度小于开口槽的宽度。

通过采用上述技术方案，挡片与本体一体设置，在加工时比较方便，减少了将挡片焊接上去的加工操作，不仅加工方便，还节约材料。而且该挡片在使用时，气流进入到导热管内会在挡片处受到阻碍，然后气流变换排出路径经开口槽排出经过另一挡片，然后继续更换路径，该过程中延长了气流排出的路径也就增加了气流排出的时间，增加了中间的热交换时间，实现的热交换效率高。

本实用新型进一步设置为：所述挡片与基板长边方向之间的夹角为85°-90°。

通过采用上述技术方案，挡片与基板长边方向的夹角的设置能够实现排气时对气流的阻挡效果更加优良。

本实用新型进一步设置为：所述基板靠近顶端设置有正对的两个切槽，切槽靠近基板长边一体设置有凸出基板长边边沿的限位挡块。

通过采用上述技术方案，限位挡块的设置能够在阻燃片安装时对阻燃片起到支撑的作用，限位挡块会卡嵌在导热管的上端，安装方便。

本实用新型进一步设置为：所述壳体外罩设有防护壳，防护壳与壳体之间形成真空腔。

通过采用上述技术方案，若催化燃烧装置在工作过程中因外界因素导致VOCs气体发生爆炸时，高压气流冲破壳体后进入到防护壳与壳体之间的真空腔，气体气压大大降低，减少破坏性，使用更加安全。

本实用新型进一步设置为：二级预热室与催化反应室连接的通口处设有多个导流板，多个导流板的一端将通口均匀分割成多个入口，多个导流板的另一端将催化固定床均分分割成多个区域。

通过采用上述技术方案，经过二级预热室预热后的含VOCs的气流能够均匀的流到催化固定床进行分解反应，使得催化固定床各部分充分发挥功效，提高催化燃烧效率。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.工业废气中的VOCs气体经过催化燃烧充分分解，排放气体更清洁，环保效果更好；

2.VOCs气体在一级预热室中利用催化燃烧的热量进行预热，减少了二级预热室的电加热组件的电能消耗，节约设备运行能源；

3.热交换器对高温气流进行降温的同时使得盘管中的水温升高，可以用作生活热水，节约能源。

附图说明

图1为实施例整体结构示意图；

图2为显示壳体内部结构在图1中A-A向的剖视图；

图3为显示阻燃片结构的轴测图。

图中，1、壳体；11、进气口；12、出气口；2、绕流组件；21、隔板；22、催化剂层；23、第一盘管；3、电加热组件；4、催化固定床；41、导流板；5、热交换器；51、导热管；52、第二盘管；53、阻燃片；531、开口槽；532、挡片；533、切槽；534、限位挡块；6、水泵；7、中央分流板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，如图1和图2所示，包括壳体1，壳体1的底部设有进气口11和顶部设有出气口12，壳体1内部自进气口11向出气口12由下至上依次设有一级预热室、二级预热室、催化反应室以及热交换器5。含有VOCs气体的空气从进气口11进入到一级预热室初步预热升温，然后气体进入二级预热室再次升温达到催化温度，较高温度的空气进入到催化反应室进行催化燃烧分解成二氧化碳和水，催化燃烧产生的高温气体经过热交换器5换热后以较低的温度从出气口12排出，热交换器5将热量传递到一级预热室对后续空气进行预热升温，起到节能效果。

参考图2，一级预热室的相对两侧内壁分别安装有绕流组件2，绕流组件2包括水平固定在壳体1侧壁上的隔板21、铺设在隔板21表面的催化剂层22和安装在隔板21内部的第一盘管23；隔板21可以采用不锈钢板或者铜板制成内部中空的长方体板，具有良好的导热性能；催化剂层22可以为铂基蜂窝催化剂层，第一盘管23可以为铝合金管或者铜管，第一盘管23中装有水并和热交换器5连接。

含有VOCs气体的空气进入到一级预热室后，由于绕流组件2的作用，使得气流在一级预热室中呈S形流动，增加了气体在一级预热室中的停留时间。热交换器5将热量通过传递到第一盘管23，第一盘管23把热量传递到隔板21表面，从而对空气进行预热。气体与蜂窝状的催化剂层22接触后，由于隔板21温度升高，使得VOCs气体中部分挥发气体达到可催化燃烧的温度，少量气体催化燃烧分解。

参考图2，一级预热室与二级预热室之间设有供气流通过的开口，二级预热室内位于开口处安装有电加热组件3，电加热组件3可以为红外线加热管，红外线加热管与外部电源电连接。从一级预热室流出的空气温度相对较低，VOCs气体中大部分气体还未达到催化燃烧温度，红外线加热管通电后对经过开口的气体进行红外加热，使得大部分气体温度达到催化燃烧温度。

参考图2，催化反应室与二级预热室之间设有供气流通过的开口，催化反应室内装有催化固定床4，催化固定床4 可以为铂基蜂窝催化剂制成长方体结构。达到催化燃烧温度的空气进入到催化反应室后，在催化固定床4处进行催化燃烧反应，反应中释放较多的热量使得气体温度进一步升高，能够使得VOCs气体中更多的组分达到催化燃烧温度，催化燃烧反应更加彻底。

为了使得催化固定床4的利用率更高，在催化固定床4与催化反应室的气流入口之间固定有多个导流板41，相邻两个导流板41之间形成气流通道，气流经过多个气流通道均匀到达催化固定床4的不同区域参与催化燃烧反应。

参考图2，经过催化反应室催化燃烧后的气流流入到热交换器5，热交换器5包括设置在出气口12和催化反应室的出口之间的多个导热管51，导热管51的外部贴合环绕有第二盘管52。导热管51可以为φ50mm的铜管，第二盘管52可以采用φ15mm的铜管，第二盘管52与第一盘管23通过热交换管道连通，第二盘管52与第一盘管23之间设有水泵6，水泵6固定在壳体1外壁。

从催化反应室催化燃烧后的高温气流经过热交换器5后，将热量通过导热管51传递到第二盘管52上，第二盘管52内的水将热量吸收使得水温升高，水泵6将高温水输送到第一盘管23处对一级预热室中的空气进行预热。

参考图2和图3，为了防止高温气流经过导热管51时可能燃烧产生明火，在导热管51内安装有阻燃片53。阻燃片53包括矩形的基板，基板上设置有多个均匀分布的开口槽531，多个开口槽531与基板长边垂直的侧壁上一体设置有挡片532，挡片532于基板两侧交错分布且挡片532的宽度小于开口槽531的宽度。挡片532与基板长边方向之间的夹角为85°-90°。基板靠近顶端设置有正对的两个切槽533，切槽533靠近基板长边一体设置有凸出基板长边边沿的限位挡块534，安装时限位挡块534会卡嵌在导热管51的上端。

参考图2，壳体1顶端内壁固定有V型的中央分流板7，中央分流板7可以采用吸音材料制作。从热交换器5流出的气体经过中央分流板7分流后从出气口12排出。

该一种用于VOCs处理的催化燃烧系统的工作原理如下：

含有VOCs的气流从进气口11依次经过一级预热室、二级预热室后进入到催化反应室，一级预热室对空气进行预加热升温，然后气流进入二级预热室后，电加热组件3对其进行加热，使其达到催化反应温度，气流在内置蜂窝状催化剂的催化固定床4充分反应燃烧并释放热量，热交换器5将气流催化燃烧产生的热量通过热交换管道传递到一级预热室处的隔板21，热交换器5同时使得排出出气口12的气流温度降低。后续进入一级预热室中的气流由于隔板21的作用形成绕流，气流在此过程中吸收热交换管传递的热量升温，起到预热效果，这样二级预热室内的电加热组件3可以适当降低功率，减少电能消耗，充分利用VOCs气体催化燃烧产生的热量进行预热，在去除VOCs气体的同时节能环保。

根据需要，壳体1外可以固定罩设有防护壳（图中未显示），防护壳与壳体1之间形成真空腔。若催化燃烧装置在工作过程中因外界因素导致VOCs气体发生爆炸时，高压气流冲破壳体1后进入到防护壳与壳体1之间的真空腔，气体气压大大降低，减少破坏性，使用更加安全。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，包括壳体(1)，壳体(1)上设有进气口(11)和出气口(12)，其特征在于：壳体(1)内自进气口(11)向出气口(12)依次设置有连通的一级预热室、二级预热室和催化反应室以及热交换器(5)；一级热交换室内部设有至少一个用于增加气流路径的隔板(21)，热交换器(5)与隔板(21)通过热交换管道连接；二级预热室内设有电加热组件(3)；催化反应室内设有内置蜂窝状催化剂的催化固定床(4)。

2.根据权利要求1所述的一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，其特征在于：所述隔板(21)表面设有铂基蜂窝催化剂层(22)。

3.根据权利要求1所述的一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，其特征在于：所述电加热组件(3)为红外线加热管。

4.根据权利要求1所述的一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，其特征在于：所述热交换器(5)包括连接于催化反应室和出气口(12)之间的至少一个导热管(51)和套设在导热管(51)外壁的盘管，盘管的一端与热交换管连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，其特征在于：所述导热管(51)中设置有阻燃片(53)。

6.根据权利要求5所述的一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，其特征在于：所述阻燃片(53)包括基板，基板上设置有多个均匀分布的开口槽(531)，多个开口槽(531)与基板长边垂直的侧壁上一体设置有挡片(532)，挡片(532)于基板两侧交错分布且挡片(532)的宽度小于开口槽(531)的宽度。

7.根据权利要求6所述的一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，其特征在于：所述挡片(532)与基板长边方向之间的夹角为85°-90°。

8.根据权利要求7所述的一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，其特征在于：所述基板靠近顶端设置有正对的两个切槽(533)，切槽(533)靠近基板长边一体设置有凸出基板长边边沿的限位挡块(534)。

9.根据权利要求1所述的一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，其特征在于：所述壳体(1)外罩设有防护壳，防护壳与壳体(1)之间形成真空腔。

10.根据权利要求1所述的一种用于VOCs处理的RCO催化燃烧系统，其特征在于：二级预热室与催化反应室连接的通口处设有多个导流板(41)，多个导流板(41)的一端将通口均匀分割成多个入口，多个导流板(41)的另一端将催化固定床(4)均分分割成多个区域。

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