CN213761271U - 一种催化氧化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种催化氧化装置，包括壳体、进风口、出风口，所述壳体内部依次包括蓄热室、辅助加热室、催化氧化室以及嵌入蓄热室内的换热管，所述蓄热室内装填蓄热体，其中，所述换热管一端与所述进风口相连，另一端与辅助加热室相连，所述催化氧化室的出口与蓄热室的入口相连。本案实施例的催化氧化装置结构紧凑、操作简单,在预热室设置换热管和蓄热体，实现了需要被升温的低温有机废气同时与需要被降温的高温净化气和储蓄了热量的蓄热体进行气‑气和气‑固多相换热，相比于常规催化氧化装置，极大的提高了换热效率，使催化氧化装置内氧化反应释放热量得到充分利用，降低了催化氧化装置需要的辅助热量，达到高效节能效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及废气净化装置技术领域，具体涉及一种高效节能的催化氧化装置。
背景技术
有机废气净化工艺中，利用催化剂降低废气中有机污染物分解温度，加速有机污染物完全氧化的方法，叫做催化氧化。氧气和有机污染物被吸附在多孔材料表层的催化剂上，增加了氧和有机气体接触机会，同时，催化剂的存在使得有机污染物氧化分解反应活化能降低，提高其反应活性，使有机污染物与氧气产生氧化反应，生成无毒无害CO2和H2O等无机小分子，同时产生热量。
常规的催化氧化装置在催化氧化反应器前端设置各种换热器(板式换热器、翅片换热器等)，利用氧化后的高温净化气与有机废气进行换热，对有机废气进行预热，降低催化氧化装置的能耗。但由于气气换热器传热系数小、换热效率低(板式换热器经济换热效率一般为65％左右，管壳式换热器经济换热效率一般为50％左右)，经过换热后的有机废气仍需辅助电加热或天然气燃烧继续加热，高温净化气的热量不能得到充分利用，导致催化氧化装置能耗和运行行成本较高。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种结构紧凑、操作简单、能够达到高效节能效果的催化氧化装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种催化氧化装置，包括壳体、进风口、出风口，所述壳体内部依次包括蓄热室、辅助加热室、催化氧化室以及嵌入蓄热室内的换热管，所述蓄热室内装填蓄热体，其中，所述换热管一端与所述进风口相连，另一端与辅助加热室相连，所述催化氧化室的出口与蓄热室的入口相连。
优选的是，所述的催化氧化装置，其中：所述壳体内侧设有保温层。
优选的是，所述的催化氧化装置，其中：所述换热管采用U型换热管或螺旋换热管，和/或，所述换热管外设有传热装置，所述传热装置包括翅片、螺纹、螺旋槽中的至少一种。
优选的是，所述的催化氧化装置，其中：所述蓄热体采用蜂窝蓄热体、矩鞍环蓄热体、蓄热球中的至少一种，和/或，所述蓄热体的材质采用堇青石质、莫来石质、铝质、刚玉莫来石质、致密堇青石质、致密莫来石质中的至少一种。
优选的是，所述的催化氧化装置，其中：所述蓄热室内设有气体导流装置。
优选的是，所述的催化氧化装置，其中：所述辅助加热室内设有加热组件，所述加热组件采用电阻加热管、红外辐射加热组件或电磁加热组件，所述加热组件外设有散热翅片。
优选的是，所述的催化氧化装置，其中：所述辅助加热室内设有温度探测器，所述温度探测器与加热组件连接，所述温度探测器设置于辅助加热室尾部、用于检测所述辅助加热室出口的气体温度。
优选的是，所述的催化氧化装置，其中：所述催化氧化室的进口处设有气体均流装置。
优选的是，所述的催化氧化装置，其中：所述催化氧化室内部设置一层、两层或两层以上的用于装填催化剂的催化床，所述催化床选用多孔材料，所述催化床的材质选用陶瓷、堇青石、复合氧化铝中的一种。
优选的是，所述的催化氧化装置，其中：所述催化剂采用铂、钯、铜、铬、镍、钒、锰、铁、钴中的一种。
本案实施例的催化氧化装置结构紧凑、操作简单,在预热室设置换热管和蓄热体，实现了需要被升温的低温有机废气同时与需要被降温的高温净化气和储蓄了热量的蓄热体进行气-气和气-固多相换热，相比于常规催化氧化装置，极大的提高了换热效率，使催化氧化装置内氧化反应释放热量得到充分利用，降低了催化氧化装置需要的辅助热量，达到高效节能效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中标记为：1：催化氧化装置壳体；11：催化氧化装置保温层；2：进风口；3：换热管；31：换热翅片；4：蓄热室；41：蓄热体；42：气体导流装置；5：辅助加热室；51：加热器组件；52：温度探测器；6：催化氧化室；61：气体均流装置；62：催化床；7：出风口。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，本案实施例提供了一种催化氧化装置，包括壳体1、进风口2、出风口7，所述壳体1内部依次包括蓄热室4、辅助加热室5、催化氧化室6以及嵌入蓄热室4内的换热管3，所述蓄热室4内装填蓄热体41，其中，所述换热管3一端与所述进风口2相连，另一端与辅助加热室5相连，所述催化氧化室6的出口与蓄热室4的入口相连。
本案实施例提供的一种高效节能催化氧化装置，有机废气从进气口进入换热管3，与从催化氧化室6出来的高温净化气和储蓄了热量的蓄热体41进行气气和气固换热，有机废气温度得到第一次提升，然后进入辅助加热室5，有机废气被升温至需要温度，通过气体导流装置42，高温有机废气均匀进入固定催化床62，废气中的有机污染物在催化剂作用下被分解为CO2和H2O等无机小分子，同时放出热量。高焓值的净化气进入蓄热室4，将热量传递给蓄热体41，降温后的净化气通过出风口7排出。
本案实施例的高效节能催化氧化装置结构紧凑、操作简单,在预热室设置换热管3和蓄热体41，实现了需要被升温的低温有机废气同时与需要被降温的高温净化气和储蓄了热量的蓄热体41进行气-气和气-固多相换热，相比于常规催化氧化装置，极大的提高了换热效率，使催化氧化装置内氧化反应释放热量得到充分利用，降低了催化氧化装置需要的辅助热量，达到高效节能效果。
所述壳体1内侧设有保温层11。降低壳体1外表面温度，减少壳体1向外界散热，降低催化氧化装置能耗。催化氧化保温材料优选陶瓷纤维棉。
所述换热管3采用U型换热管3或螺旋换热管3，和/或，所述换热管3外设有传热装置，所述传热装置包括翅片31、螺纹、螺旋槽中的至少一种。传热装置强化传热功能。
所述蓄热体41采用蜂窝蓄热体41、矩鞍环蓄热体41、蓄热球中的至少一种，和/或，所述蓄热体41的材质采用堇青石质、莫来石质、铝质、刚玉莫来石质、致密堇青石质、致密莫来石质中的至少一种。
所述蓄热室4内设有气体导流装置42，引导从催化氧化室6出来的高温净化气充满蓄热室4，充分与蓄热体41接触，进行热量交换。
所述辅助加热室5内设有加热组件51，所述加热组件51采用电阻加热管、红外辐射加热组件51或电磁加热组件51，所述加热组件51外设有散热翅片，强化加热效果。
所述辅助加热室5内设有温度探测器52，所述温度探测器52与加热组件51连接，所述温度探测器52设置于辅助加热室5尾部、用于检测所述辅助加热室5出口的气体温度。根据温度探测器52检测到的气体温度，控制加热组件51的加热功率。
所述催化氧化室6的进口处设有气体均流装置61，确保气体在催化氧化室6内分布均匀。
所述催化氧化室6内部设置一层、两层或两层以上的用于装填催化剂的催化床62，所述催化床62选用多孔材料，所述催化床62的材质选用陶瓷、堇青石、复合氧化铝中的一种。
所述催化剂采用铂、钯、铜、铬、镍、钒、锰、铁、钴中的一种。
以含甲苯的废气净化为例，结合图1所示：将一含有甲苯2000mg/m3、温度30℃的废气经过预处理后，分别采用常规催化燃烧装置和本实用新型所述催化燃烧装置对废气进行净化治理。作为对比的两套催化氧化装置装填相同的催化剂种类及数量，并且净化要求设定一致：催化起燃温度：300℃，净化效率：98％。
废气从催化氧化装置进气口进入换热器，废气温度得到第一次提升，然后进入辅助加热室5，废气被升温至300℃，通过气体导流装置42，高温废气均匀进入固定催化床62，废气中的甲苯在催化剂作用下被分解为CO2和H2O等无机小分子，同时放出热量。高焓值的净化气经过换热降温后通过催化氧化装置出风口7排出。
废气经过催化氧化后，测得常规催化氧化装置与本实用新型催化氧化装置工艺参数比较详见表1。从表1可得：处理同样条件的废气，本实用新型催化氧化装置换热效率远高于常规催化氧化装置的换热效率，净化气排放温度低，其自身热量得到充分回收利用。处理本实例废气，不需辅助加热，也可确保废气净化效率，大大降低了催化氧化装置能耗，具有很好的实用性。
表1常规催化氧化装置与本实用新型工艺参数对比表
以上所述，仅是本实用新型的最佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种催化氧化装置，其特征在于：包括壳体、进风口、出风口，所述壳体内部依次包括蓄热室、辅助加热室、催化氧化室以及嵌入蓄热室内的换热管，所述蓄热室内装填蓄热体，其中，所述换热管一端与所述进风口相连，另一端与辅助加热室相连，所述催化氧化室的出口与蓄热室的入口相连。
2.如权利要求1所述的催化氧化装置，其特征在于：所述壳体内侧设有保温层。
3.如权利要求1所述的催化氧化装置，其特征在于：所述换热管采用U型换热管或螺旋换热管，和/或，所述换热管外设有传热装置，所述传热装置包括翅片、螺纹、螺旋槽中的至少一种。
4.如权利要求1所述的催化氧化装置，其特征在于：所述蓄热体采用蜂窝蓄热体、矩鞍环蓄热体、蓄热球中的至少一种，和/或，所述蓄热体的材质采用堇青石质、莫来石质、铝质、刚玉莫来石质、致密堇青石质、致密莫来石质中的至少一种。
5.如权利要求1所述的催化氧化装置，其特征在于：所述蓄热室内设有气体导流装置。
6.如权利要求1所述的催化氧化装置，其特征在于：所述辅助加热室内设有加热组件，所述加热组件采用电阻加热管、红外辐射加热组件或电磁加热组件，所述加热组件外设有散热翅片。
7.如权利要求6所述的催化氧化装置，其特征在于：所述辅助加热室内设有温度探测器，所述温度探测器与加热组件连接，所述温度探测器设置于辅助加热室尾部、用于检测所述辅助加热室出口的气体温度。
8.如权利要求1所述的催化氧化装置，其特征在于：所述催化氧化室的进口处设有气体均流装置。
9.如权利要求1所述的催化氧化装置，其特征在于：所述催化氧化室内部设置一层、两层或两层以上的用于装填催化剂的催化床，所述催化床选用多孔材料，所述催化床的材质选用陶瓷、堇青石、复合氧化铝中的一种。
10.如权利要求9所述的催化氧化装置，其特征在于：所述催化剂采用铂、钯、铜、铬、镍、钒、锰、铁、钴中的一种。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210723 |