CN212440702U - 一种微波增强电加热废气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微波增强电加热废气处理系统，涉及废气处理技术领域。该微波增强电加热废气处理系统包括：进气口、换热腔、加热腔、第一通道、第二通道、微波源和出气口，进气口与出气口设置在换热腔的一侧，微波源设置在加热腔顶部，废气从进气口进入换热腔，废气从第一通道进入加热腔，在热和微波的共同作用下，废气首先转换成气态小分子，气态小分子与氧化性分子快速发生化学反应，生成无害气体，无害气体通过第二通道进入换热腔将热量传递给从进气口进入的废气并降温，最后经出气口排出。本实用新型实现了对废气的高效、节能、高可靠的净化处理。

Description

一种微波增强电加热废气处理系统

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，具体而言，涉及一种微波增强电加热废气处理系统。

背景技术

大气污染是我国目前最突出的环境问题之一，工业废气是大气污染物的重要来源。大量的工业废气排入大气，必然会造成环境质量下降，给人体健康带来严重的危害。然而，工业废气中最难处理的就是有机废气，即挥发性有机化合物(volatile organiccompounds，VOCs)，有机废气通过呼吸道和皮肤进入人体后，导致人体呼吸道、血液、肝脏系统以及器官的病变，因此，对工业有机废气的处理引起了人类的高度重视。

工业废气的排放控制是环境保护的一项重要工程。例如，对于大风量(5000-50000Nm³/h)、高浓度(5000-20000ppm) 的工业废气常见的处理方法：蓄热式热氧化焚烧炉(Regenerative Thermal Oxidizers，RTO)；蓄热式催化剂焚烧炉 (RegenerativeCatalytic Oxidation，RCO)以及传统等离子处理法。

然而，上述方法进行处理的过程中存在操作复杂、能耗高、可靠性低和适用范围受限的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种微波增强电加热废气处理系统，以解决对废气处理过程中操作复杂、能耗高、可靠性低和适用范围受限的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种微波增强电加热废气处理系统，包括：进气口、换热腔、加热腔、第一通道、第二通道、微波源和出气口，废气从所述进气口进入所述换热腔，所述废气从所述第一通道进入所述加热腔，在热和微波的共同作用下，废气首先转换成气态小分子，气态小分子与氧化性分子快速发生化学反应，生成无害气体，无害气体通过第二通道进入换热腔将热量传递给从进气口进入的废气并降温，最后经出气口排出。

优选的，所述加热腔内包括：加热丝和支架；所述加热丝固定在所述支架上。

优选的，所述加热丝包括多个，所述各加热丝之间的行间距为大于或等于1cm小于或等于20cm，所述各加热丝之间的列间距为大于或等于4.8cm小于或等于30cm。

优选的，所述加热腔外层为金属材料；所述加热腔的顶部内壁和侧壁为不吸收微波的隔热材料。

优选的，所述加热腔还包括：吸收微波的隔热材料；所述吸收微波的隔热材料设置在所述加热腔的底部内壁。

优选的，所述加热腔中包括多个加热丝，所述多个加热丝阵列式排列在所述支架上。

优选的，所述第一通道与所述加热腔进气口之间设置有金属网；所述第二通道与所述加热腔出气口之间设置金属网。

优选的，所述金属网孔径小于或等于3mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种微波增强电加热废气处理系统，包括：包括：进气口、换热腔、加热腔、第一通道、第二通道、微波源和出气口；其中，所述进气口与所述出气口设置在所述换热腔的一侧，所述微波源设置在所述加热腔顶部，废气从进气口进入换热腔，废气从第一通道进入加热腔，在热和微波的共同作用下，废气首先转换成气态小分子，气态小分子与氧化性分子快速发生化学反应，生成无害气体，无害气体，通过第二通道进入换热腔将热量传递给从进气口进入的废气并降温，最后经出气口排出。实现了高效率、低能耗和高安全性的对废气处理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的微波增强电加热废气处理系统示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的微波增强电加热废气处理系统中的加热腔示意图。

图标：1-进气口、2-出气口、3-换热腔、4-第一通道、5-加热腔、6-微波源、7-支架、8-加热丝和9-第二通道。

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它实施例，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。

图1为本实用新型一实施例提供的微波增强电加热废气处理系统示意图，图2为本实用新型另一实施例提供的微波增强电加热废气处理系统加热腔示意图。以下将结合图1至图2，对本实用新型实施例所提供的微波增强电加热废气处理系统进行详细说明。

图1为本实用新型一实施例提供的微波增强电加热废气处理系统示意图，如图1所示，该微波增强电加热废气处理系统，包括：进气口1、出气口2、换热腔3、第一通道4、加热腔5、微波源6、支架7、加热丝8和第二通道9，废气从进气口1进入换热腔3，经过换热腔3的废气从第一通道4进入加热腔5，废气在热和微波的共同作用下，废气首先转换成气态小分子，气态小分子与氧化性分子快速发生化学反应，生成无害气体，无害气体，从而将无害气体通过第二通道9进入换热腔3，进一步的，将干净气体进行降温后从出气口2排出。

微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频点磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一些列物化过程而达到微波加热的目的。

采用微波加热，具有以下优点：加热时间短；热能利用率高，节省能源；加热均匀；微波源易于控制，微波还能诱导催化反应的发生。

本发明实施例中，结合图1对进行废气处理过程说明。废气在进入换热腔2之前，总控制器通过启动加热控制器对加热腔 5中的加热丝8进行加热，使加热腔5内温度升高至预设的温度，废气进入加热腔5后快速，在热和微波的共同作用下，废气首先转换成气态小分子，气态小分子与氧化性分子快速发生化学反应，生成无害气体，无害气体，无害气体通过第二通道9传送至换热腔3将热量传递给从进气口进入的废气并降温，最后经出气口排出，最终使废气得到高效的处理。

可选的，总控制器控制电源开关启动对加热丝8对加热腔进行升温，升温至预设的温度。这里的预设温度取值范围在 200℃-600℃。在预设温度范围内废气分子发生热解，热解产生的碎片之间，碎片与氧化物之间激烈反应，生成CO2和H2O。

需要说明的是，废气与微波在高温环境下发生反应的原理，采用直接热解的方法，将有机废气VOCs在高温下被热解为CO2 和H2O，其去除效率能够达到99％。微波在此过程中加快热解速度，需要的加热时间短，不需要持续的对加热腔5进行加热，从而达到了对废气的高效、节能处理的效果。

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。

若废气中主要是碳氢有机废气，经该微波增强电加热废气处理系统后，分解为二氧化碳和水排出。

若废气中主要是氮有机废气和硫有机废气的混合物，经该微波增强电加热废气处理系统后，还原为氮气和其相关氧化物排出。

基于前述实施例，本发明实施例提供一种微波增强电加热废气处理系统，结合图2进一步说明。如图2所示，加热腔5 中包括加热丝8和支架7，加热丝8固定在支架7上。

其中，加热丝8包含多个，这里，加热丝的材质采用铁铬铝含钼隔材质，不仅节省成本，而且耐温度高，从而延长加热丝的使用寿命。

需要说明的是，优选地，加热腔5的一侧设置微波源6，微波源6照射的微波方向与加热丝8平行，加热丝8之间阵列分布在支架7上，保证微波均匀透过加热丝8与废气充分反应。在热和微波的共同作用下，废气首先转换成气态小分子，气态小分子与氧化性分子快速发生化学反应，生成无害气体，无害气体，通过第二通道进入换热腔将热量传递给从进气口进入的废气并降温，最后经出气口排出，实现快速的将废气氧化或还原为干净的气体单质及氧化物。

可选的，经过反复实验，为了保证加热腔5内能够快速升温，在热和微波的共同作用下，废气首先转换成气态小分子，气态小分子与氧化性分子快速发生化学反应，生成无害气体，加热腔5中的支架7上设置有多个阵列排布的加热丝8，各加热丝之间的行间距取值在1cm-20cm，各加热丝之间的列间距取值在4.8cm-30cm。

进一步的，加热腔5采用隔热的金属材料，具有良好的保温作用，加热腔5内壁部顶层和各侧采用不吸收微波的隔热材料，加热腔5底部采用吸收微波的隔热材料。可选的，不吸收微波的隔热材料可以为陶瓷、水泥、玻璃、塑料和瓷器等不吸收微波的材料；为了防止微波反射，吸收微波的隔热材料采用吸收微波的材料，从而达到节省微波寿命的效果。

本发明实施例中，废气与微波反应过程放热，可以达到加热腔内温度自持，从而可以关闭加热腔控制器开关，停止对加热腔5进行加热，达到节省电量的效果。也就是说，通过上述废气的处理过程，达到了对废气的高效、节能处理的效果。

优选地，为了减少对工作人员身体的伤害，进气口、出气口和换热腔、反应腔出气口与第二通道之间都设置有金属网。

其中，第一通道4与加热腔5进气口之间设置有金属网，第二通道9与加热腔出气口之间设置金属网，金属网可以阻隔微波泄漏，减少了微波对人体的伤害。另外，在进气口和出气口处都存在拐角，拐角在微波的作用下，可能会产生微波放电，容易发生危险事故。所以，金属网可以减少事故的发生，提高了系统的安全性。

进一步的，本发明实施例中，金属网的孔径孔径小于或等于 3mm。

需要说明的是，废气浓度和废气风量是决定废气排放标准的两个至关重要的决定因素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微波增强电加热废气处理系统，其特征在于，包括：进气口、换热腔、加热腔、第一通道、第二通道、微波源和出气口；

其中，所述进气口与所述出气口设置在所述换热腔的一侧，所述微波源设置在所述加热腔顶部，废气从进气口进入换热腔，废气从第一通道进入加热腔，在热和微波的共同作用下，所述废气首先转换成气态小分子，所述气态小分子与氧化性分子快速发生化学反应，生成无害气体，所述无害气体通过所述第二通道进入所述换热腔将热量传递给从所述进气口进入的废气并降温，最后经所述出气口排出。

2.根据权利要求1所述的微波增强电加热废气处理系统，其特征在于，所述加热腔内包括：加热丝和支架；所述加热丝固定在所述支架上。

3.根据权利要求2所述的微波增强电加热废气处理系统，其特征在于，所述加热丝包括多个，各所述加热丝之间的行间距为大于或等于1cm小于或等于20cm，各所述加热丝之间的列间距为大于或等于4.8cm小于或等于30cm。

4.根据权利要求2所述的微波增强电加热废气处理系统，其特征在于，所述加热腔外层为金属材料；所述加热腔的顶部内壁和侧壁为不吸收微波的隔热材料。

5.根据权利要求3所述的微波增强电加热废气处理系统，其特征在于，所述加热腔还包括：吸收微波的隔热材料；所述吸收微波的隔热材料设置在所述加热腔的底部内壁。

6.根据权利要求3所述的微波增强电加热废气处理系统，其特征在于，所述加热腔中包括多个加热丝，所述多个加热丝阵列式排列在所述支架上。

7.根据权利要求1所述的微波增强电加热废气处理系统，其特征在于，所述第一通道与所述加热腔进气口之间设置有金属网；所述第二通道与所述加热腔出气口之间设置金属网。

8.根据权利要求7所述的微波增强电加热废气处理系统，其特征在于，所述金属网孔径小于或等于3mm。

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