CN2137324Y

CN2137324Y - 组合式工业排气催化净化炉

Info

Publication number: CN2137324Y
Application number: CN 92209439
Authority: CN
Inventors: 鍾礼晖; 李北芦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1993-06-30
Anticipated expiration: 2002-04-27

Abstract

组合式工业排气催化净化炉涉及到消除工业排放的有害气体污染，特别是有机废气污染的催化燃烧方法及装置。

本装置由催化反应器、预热器、热管换热器、蝶阀组，冷风阀、底座等独立组件采用密封面直接装配成组合式整体结构，并采用贵金属非贵金属双催化剂多层床，两种催化剂的用量比可以根据处理废气的种类及浓度来匹配，从而降低了装置的制造和使用成本，每层催化剂栅栏也是独立单元，可以随时从反应器中移出或更换，方便了维修并提高了装置对不同有机废气净化的适应能力。

Description

消除有机物对空气污染的许多方法中主要有吸附法、直接燃烧法及催化燃烧法。吸附法可以回收较高浓度的有机气体。但能量消耗大、操作复杂。直接燃烧法耗能高、经济性差。催化燃烧法已被公认为有机废气净化的有效而经济的方法。可以处理的有机废气的浓度范围较宽，低于爆炸下限1／3－－1／4的有机废气均可采用催化燃烧方法加以消除。目前国内外用于催化燃烧的催化剂大多数为贵金属Pt或Pd催化剂，造价较高。国内外同类催化燃烧装置均包括气体预热器、换热器、催化反应床三个主要部分。预热器一般采用燃气加热或电加热将气体加热至催化剂所要求的起燃温度，换热器多数使用管式或板式换热器，催化反应床使用单层床装在反应室内。三个组成部分靠连管或不连管交错焊接成一整体，维修拆装不方便，且系统阻力损失大。

为了在有效地消除有机废气的同时，降低净化装置的制造成本，减少能耗、维修方便，提高装置对不同有机废气净化的适应能力，我们设计了一种新型的组合结构净化炉，结构及流程如图1、2所示。

附图说明：

图1：组合式工业排气催化净化炉结构示意图

1.引风机 2.调风门 3、4.变径接口 5.热管换热器 6.预热器 7.催化反应器 8.气体分布导流板 9.排风管 10.热回风阀 11.冷风管 12.冷风阀 13.风道 14.底座 15.阻火过滤器 16.防爆器 17－20.密封垫 21－24.测温热隅 25.壳体 26.密封门 27.新风调节阀

图2催化反应器

1.催化反应器外壳 2.贵金属催化剂栅栏 3.非贵金属催化剂栅栏 4.支撑架含有有机废气的工业废气经过进气管道进入热管换热器上部冷凝段升温后由预热器再加热使之达到催化剂起燃温度，入催化反应器进行反应，催化剂将各种有机物均转化为CO₂、N₂H₂O，催化剂具有裂解及氧化的性能，反应后的气体具有300－－700℃的高温，由风道进入热管换热器下半部的蒸发段，将热能传给热管中的介质，再由风机引出排空。在装置启动初应打开热回风阀使风机排出的热气流返回预热器，可节省能源。装置正常运转后关闭热回风阀。当反应后的废气温度过高时可打开冷风阀，当热偶22指示温度超过700℃，热偶23指示温度超过引风机允许工作温度时会自动报警，这时冷风阀12可和新风调节阀27自动或手动打开。

本装置具有如下几个主要特征：

1.催化反应器、换热器、预热器、蝶阀组、冷风阀、底座等分别为独立单元组件，净化装置由各独立单元组件直接采用密封面连接成组合式整体结构。各单元可以单独拆装以便检修或更换。装置紧凑，使体积大为下降，与同类装置相比体积下降1／3。流体阻力减少。

2.催化反应器为一独立单元，使用双层或多层催化剂栅栏组成反应床，各催化剂栅栏也是独立的，可以各自从反应器中移出或更换。催化剂栅栏四周边与焊在反应器燃烧室内壁上的支撑框架组成了凸凹形密封结构，防止了气体短路，其结构见图2。

3.上述双层或多层催化剂栅栏组成的催化床，第一层催化剂为贵金属Pt或Pd，其余各层为非贵金属催化剂。催化剂可以是蜂窝陶瓷整体式或φ3－－8mm的球型催化剂。两种催化剂使用量的比例可以根据处理不同废气的种类和浓度等而调整和匹配，也可以不使用贵金属催化剂，从而增加了催化净化炉的使用灵活性，降低了催化剂成本。两种催化剂的体积比为：贵金属：非贵金属＝0－－0.2左右。

4.使用高效的热管换热器，这种换热器由通用的热管组合而成，可根据有机废气浓度大小或废气入口温度和反应器出口气体温度高低选定热管的工作介质，并通过改变蒸发段与冷凝段的长度比例以及热管数量，来达到所要求的热回收效率在30－－75％之间。

5.在换热器与预热器之间的连接处装有一气体分布导流板，导流板为1－－2mm厚不锈钢片制成，其与入口气流方向的夹角可以根据风量大小和反应室尺寸大小来确定，具有防止预热器上端过热而烧坏加热管及改善气流对催化剂的均匀分布两种作用。

6.在换热器下端热风入口处装有一冷风管及冷风阀，当催化反应器出口温度过高而接近热管中工作介质的允许最高温度时，由此放入冷风，0－－1000m³／h，从而保护热管和风机安全工作。

7.在风机出口与换热器上端入口之间安装了由热风回风阀和新鲜风调节阀组成的蝶阀组，用以调节热风和新风循环量在0－－2000m3／h之间。在装置启动时打开新风阀和热风回风阀，循环一部分或全部热风，以加快催化剂升温，节省预热能源。当催化反应正常进行时可关闭热风回风阀。当反应器出口温度过高时，关闭热回风阀，并打开新风调节阀，借以调节废气浓度保证系统安全稳定工作。最佳实施例：

SJG2000型有机废气净化装置，其设备结构如图1所示。装置外形尺寸，长×宽×高为3150×1000×2446mm。催化剂共150－－300立升，第一层为贵金属催化剂，其它各层为非贵金属催化剂，有机废气量处理2000－－4000立方米／小时，有机废气浓度为甲苯1000－－8000PPM，异丙醇500－－2000PPM，预热温度为200－－300℃。净化率：甲苯＞98％，异丙醇＞98％。

Claims

1、一种工业排气催化燃烧净化炉，其特征在于由催化反应器、换热器、预热器、蝶阀组、冷风阀、底座等各独立单元组件直接用密封面连成一体的组合式结构。

2、依照权利要求1所述的净化炉，其特征在于催化反应器使用双层或多层催化剂栅栏组成催化床，催化剂各层栅栏也是独立单元，可以各自从反应器中移出或更换。催化剂栅栏四周边与焊在反应器燃烧室壁上的支撑框架组成了凸凹形密封结构，防止了气体短路。

3、依照权利要求1所述的净化炉，其特征在于第一层催化剂为贵金属Pt或Pd型催化剂，其他各层为非贵金属催化剂，催化剂可以是蜂窝陶瓷整体式或φ3－－8mm的球形催化剂，两种催化剂用量比可以根据处理废气的种类、浓度等而调整、匹配，其体积比为贵金属／非贵金属＝0－－0.2。

4、依照权利要求1所述的净化炉，其特征在于使用热管换热器，这种换热器由通用的热管组成，可根据废气入口温度和反应器出口温度高低选定热管工作介质，并通过改变热管蒸发段与冷凝段长度比及热管数量而使其热回收效率在30－－75％之间选定。

5、依照权利要求1所述的净化炉，其特征在于换热器与预热器之间有一气体分布导流板，由厚1.0－－2.0mm不锈钢片制成，固定在壳体内壁上，其与气流方向的夹角可以根据风量和反应室尺寸大小来确定。

6、依照权利要求1所述的净化炉，其特征在于换热器下端热风入口处有一冷风管，其上安装阀门，可以由此引入冷风0－－1000m³／h，保护热管和风机安全工作。

7、依照权利要求1所述的净化炉，其特征在于风机出口与换热器废气入口管之间安装了一个由热回风阀与补新鲜风调节阀组成的蝶阀组件，用于调节热风和新风循环量在0－－2000m³／h之间。借以调节废气浓度，保证系统安全稳定工作。