CN210485769U - 一种微波加热式催化燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微波加热式催化燃烧装置，用于工业尾气的催化燃烧，包括加热腔、微波催化剂、波导管和供给管，微波催化剂设置于加热腔内，供给管为喇叭状，供给管的一端与加热腔连通，供给管的另一端与波导管连通；微波通过波导管和供给管传送至加热腔内，并且对微波催化剂进行加热，微波加热方式的速率快且加热均匀，加热结构简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业催化燃烧技术领域，特别涉及一种微波加热式催化燃烧装置。
背景技术
工业尾气的主要污染物是VOCs,利用安装在排气系统的催化剂可以将VOCs氧化成CO2和H2O，实现尾气的净化，这种就是催化燃烧法。催化燃烧是用催化剂使废气中可燃物质在较低温度下氧化分解的净化方法。大多数碳氢化合物在300-450℃的温度时，通过催化剂就可以氧化完全。其中，催化燃烧装置的加热性能是制约催化反应效率能否达到国家标准要求的关键因素，目前国内外厂家的加热器主要存在以下几个方面缺陷：
1)采用电加热丝加热。通常在催化燃烧设备冷启动后，通过电加热丝将空气加热再传导到催化剂，这种加热方式先电加热升温再传递给气体，气体再传给催化剂，因此催化剂温升慢，而且催化剂在起燃阶段净化效率很低。因此必须先通内循环将催化剂预热后再引入废气，一般需要15-30min以上才能将催化剂升到300摄氏度。
2)采用天燃气明火加热。利用天燃气燃烧产生的明火来加热空气，再将热量传递给催化剂，这种加热方式升温速度快、气体温度高，但这种加热方式使用到明火存在安全隐患，并且在升温阶段高温燃烧易产生氮氧化物超标问题，并且加热装置复杂且大，需要铺设天燃气管道、燃烧嘴、供氧系统，不适合小型催化燃烧装置。
以上二种方式都存在加热不均匀现象，都是通过空气加热催化剂，因此气流分布不均也会导致热场分布不均匀的问题，从而影响催化效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种微波加热式催化燃烧装置，采用微波对催化剂进行加热，加热均匀且加热速率快，解决电热丝或明火加热结构复杂且加热不均匀的问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种微波加热式催化燃烧装置，包括加热腔、微波催化剂、波导管和供给管，微波催化剂设置于加热腔内，供给管为喇叭状，供给管的一端与加热腔连通，供给管的另一端与波导管连通；微波通过波导管和供给管传送至加热腔内，并且对微波催化剂进行加热。
由此，微波经过波导管和供给管进入加热腔，微波于传播至喇叭状供给管时，微波顺着供给管的喇叭形状进行扩散式传播，从而使微波均匀地进入加热腔内，对微波催化剂进行体加热，实现对微波催化剂进行均匀且快速的加热功能，从而提高催化效率和质量，并且微波加热方式非常环保，加热结构简单，解决了电热丝或明火加热结构复杂且加热不均匀的问题。
在一些实施方式中，供给管为四棱台并且逐渐向加热腔变大的喇叭状管体。由此，四棱柱喇叭状的供给管能够将微波均匀扩散的传播至加热腔，并且四棱柱喇叭状也便于与波导管和加热腔进行连接。
在一些实施方式中，波导管为矩形管，波导管远离供给管的一端与磁控管连通。由此，磁控管用于产生微波，并输出不同功率的微波，磁控管是常规部件，于此只是对其进行应用。微波从波导管一端进入，于波导管的另一端传播至供给管，最后传播至加热腔。
在一些实施方式中，波导管和供给管均设有两个，并且分别相对设置于加热腔的上表面与下表面，或分别相对设置于加热腔的前侧面与后侧面。由此，相对设置两个波导管和供给管使得微波更均匀的对微波催化剂进行加热，提高加热速率。
在一些实施方式中，加热腔的内表面设有介质层。由此，介质层为微波陶瓷介质层。介质层涂覆于加热腔的内表面，介质层利于微波的传播，减少微波传播过程中能量的损失，提高传播效率。
在一些实施方式中，加热腔的内表面设有保温层。由此，保温层为陶瓷海绵保温层。保温层一方面具有保温作用，另一方面也一定程度起隔离防护作用，使微波催化剂不与加热腔和供给管直接接触，从而减少微波催化剂于催化工作中对加热腔、供给管和波导管的腐蚀，从而提高整个燃烧装置的寿命与安全性。
在一些实施方式中，波导管和供给管的内表面设有介质层。由此，介质层为微波陶瓷介质层。介质层涂覆于加热腔的内表面，介质层利于微波的传播，减少微波传播过程中能量的损失，提高传播效率。
在一些实施方式中，加热腔的一端设有进气口，加热腔的另一端设有出气口。由此，工业尾气从进气口进入加热腔，经微波催化剂催化燃烧后从出所口排出。
在一些实施方式中，进气口和出气口均设有连接法兰，连接法兰均匀设有连接孔。由此，连接法兰和连接孔等结构方便与其它设备进行连接。
在一些实施方式中，微波催化剂的数量为多个且队列式的放置于加热腔内，并且多个微波催化剂正对着供给管的喇叭口。由此，多个微波催化剂均正对着供给管的喇叭口，使得每个微波催化剂均能有效地直接吸收微波，从而每个微波催化剂的加热效果更趋向一致。
本实用新型的有益效果：利用微波对微波催化剂进行加热，实现微波催化剂的快速且均匀升温达到工作所需的催化起燃温度，微波传导和加热结构简单，制造成本低，微波加热方式环保；
并且，设有喇叭状的供给管，进一步将微波均匀地传送至加热腔内对微波催化剂进行加热；
最后，加热腔内设有介质层和保温层，介质层利于微波的传导，减少微波能量的损失，提高微波催化剂的微波吸收率；保温层一方面起保温效果，另一方面能够避免催化剂与加热腔的内壁直接接触，从而减少微波催化剂于催化工作中对加热腔、供给管和波导管的腐蚀，从而提高整个燃烧装置的寿命与安全性。
附图说明
图1为本实用新型的一种微波加热式催化燃烧装置的透视图；
图2为本实用新型的一种微波加热式催化燃烧装置的主视图；
图3为图2的A处局部放大图；
图4为本实用新型的一种微波加热式催化燃烧装置的左视图；
其中：1-加热腔；11-进气口；12-出气口；2-微波催化剂；3-波导管；4-供给管；5-磁控管；6-介质层；7-保温层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1至图4所示，一种微波加热式催化燃烧装置，包括加热腔1、微波催化剂2、波导管3和供给管4，微波催化剂2设置于加热腔1内，供给管4为喇叭状，供给管4的一端与加热腔1连通，供给管4的另一端与波导管3连通；微波通过波导管3和供给管4传送至加热腔1内，并且对微波催化剂2进行加热。
进一步说明，供给管4为四棱台并且逐渐向加热腔1变大的喇叭状管体。
进一步说明，波导管3为矩形管，波导管3远离供给管4的一端与磁控管5连通。
进一步说明，波导管3和供给管4均设有两个，并且分别相对设置于加热腔1的上表面与下表面，或分别相对设置于加热腔1的前侧面与后侧面。
进一步说明，如图3所示，加热腔1的内表面设有介质层6。
进一步说明，如图3所示，加热腔1的内表面设有保温层7。
进一步说明，波导管3和供给管4的内表面设有介质层6。
进一步说明，加热腔1的一端设有进气口11，加热腔1的另一端设有出气口12。
进一步说明，进气口11和出气口12均设有连接法兰，连接法兰均匀设有连接孔。
进一步说明，微波催化剂2的数量为多个且队列式的放置于加热腔1内，并且多个微波催化剂2正对着供给管4的喇叭口。
工作原理：体加热是一种与被加热物质直接作用的选择性加热方式，代替了传统加热中物质通过介质热传导获得温升的方法，节省了热量在介质中传导所需的时间，减少了在传导介质中的能量消耗，具有高效、节能的特点。微波加热式催化燃烧装置正是利用体加热方式对微波催化剂2进行加热。磁控管5产生的微波经过波导管3传播至供给管4，供给管4是一个喇叭状的管体，微波便于供给管4的喇叭状作用下进行扩散并传播至加热腔1，并对微波催化剂2进行加热升温，工业尾气从进气口11进入加热腔1，经过微波催化剂2的催化燃烧，工业尾气的有害气体被氧化成无害气体，最后于出气口12排至外界或其它设备。
介质层6的设置为提高微波的传输率，减少微波于传播中的能量损失，保温层7的设置进一步提升加热催化效果。
整个微波加热催化燃烧装置结构简单，微波加热速率快且环保，催化质量高，节约制造成本；该微波加热催化燃烧装置的馈入微波的总功率18KW，微波催化剂2吸收的功率约为17.4KW，计算得该装置的微波功率利用率96.7％，实现催化剂的快速升温。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种微波加热式催化燃烧装置，其特征在于，包括加热腔(1)、微波催化剂(2)、波导管(3)和供给管(4)，所述微波催化剂(2)设置于所述加热腔(1)内，所述供给管(4)为喇叭状，所述供给管(4)的一端与所述加热腔(1)连通，所述供给管(4)的另一端与所述波导管(3)连通；
微波通过所述波导管(3)和所述供给管(4)传送至所述加热腔(1)内，并且对所述微波催化剂(2)进行加热。
2.根据权利要求1所述一种微波加热式催化燃烧装置，其特征在于，所述供给管(4)为四棱台并且逐渐向所述加热腔(1)变大的喇叭状管体。
3.根据权利要求1所述一种微波加热式催化燃烧装置，其特征在于，所述波导管(3)为矩形管，所述波导管(3)远离所述供给管(4)的一端与磁控管(5)连通。
4.根据权利要求1所述一种微波加热式催化燃烧装置，其特征在于，所述波导管(3)和所述供给管(4)均设有两个，并且分别相对设置于所述加热腔(1)的上表面与下表面，或分别相对设置于所述加热腔(1)的前侧面与后侧面。
5.根据权利要求1所述一种微波加热式催化燃烧装置，其特征在于，所述加热腔(1)的内表面设有介质层(6)。
6.根据权利要求1或5所述一种微波加热式催化燃烧装置，其特征在于，所述加热腔(1)的内表面设有保温层(7)。
7.根据权利要求1所述一种微波加热式催化燃烧装置，其特征在于，所述波导管(3)和供给管(4)的内表面均设有介质层(6)。
8.根据权利要求1所述一种微波加热式催化燃烧装置，其特征在于，所述加热腔(1)的一端设有进气口(11)，所述加热腔(1)的另一端设有出气口(12)。
9.根据权利要求8所述一种微波加热式催化燃烧装置，其特征在于，所述进气口(11)和所述出气口(12)均设有连接法兰，所述连接法兰上均匀设有连接孔。
10.根据权利要求1所述一种微波加热式催化燃烧装置，其特征在于，所述微波催化剂(2)的数量为多个且队列式放置于所述加热腔(1)内，并且多个所述微波催化剂(2)正对着所述供给管(4)的喇叭口。
Priority Applications (1)
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| CN201921211986.1U CN210485769U (zh) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | 一种微波加热式催化燃烧装置 |
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| CN210485769U true CN210485769U (zh) | 2020-05-08 |
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Family Applications (1)
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| CN201921211986.1U Active CN210485769U (zh) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | 一种微波加热式催化燃烧装置 |
Country Status (1)
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2019
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