CN219571958U - 两级高效换热器及催化燃烧一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，包括沸石转轮浓缩装置、催化燃烧一体化结构、管道组件，沸石转轮浓缩装置具有冷却出口、脱附出口和脱附进口；催化燃烧一体化结构包括第一换热器、第二换热器和催化燃烧装置，第一换热器、第二换热器都分别具有第一流动通道和第二流动通道；管道组件包括第一管道构件和第二管道构件；催化燃烧装置通过第二管道构件依次与第一换热器和第二换热器连通，使得催化燃烧装置的热量先对冷却出口出来的气体进行加热，再对脱附出来的气体进行加热，充分利用催化燃烧装置的热量，且配第一换热器、催化燃烧装置和第二换热器的一体化设置，以充分利用热量，避免热量损失。

Description

两级高效换热器及催化燃烧一体化装置

技术领域

本实用新型涉及有机废气处理设备技术领域，特别涉及于一种两级高效换热器及催化燃烧一体化装置。

背景技术

随着经济的快速发展，工业废气排放量日益增大，为了不污染环境，对于产生的废气有必要进行相应的催化燃烧处理，现在市面上常用的催化燃烧一般只配套一级换热器，利用催化燃烧尾气与脱附废气换热，但是只配套一级换热器不能有效利用催化燃烧余热，只用于预热废气或预热脱附后废气，而设置两套换热器，分别预热废气后作为脱附热风和预热脱附废气进入催化燃烧，但是配套两级换热器，两级换热器与催化燃烧单独一个装置，连接管道长，容易造成热量浪费，材料浪费。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种两级高效换热器及催化燃烧一体化装置。

根据本实用新型实施例的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，包括：沸石转轮浓缩装置，具有冷却出口、脱附出口和脱附进口；催化燃烧一体化结构，包括第一换热器、第二换热器和催化燃烧装置，所述第一换热器和所述催化燃烧装置安装于所述第二换热器的一侧，所述第一换热器和所述第二换热器都分别具有第一流动通道和第二流动通道；管道组件，包括第一管道构件和第二管道构件，所述第一管道构件依次连接所述冷却出口、所述第一换热器的所述第一流动通道和所述脱附进口，所述第二管道构件依次连接所述脱附出口、所述第二换热器的所述第一流动通道、所述催化燃烧装置、所述第一换热器的所述第二流动通道、所述第二换热器的所述第二流动通道和所述催化燃烧一体化结构的外部。

根据本实用新型实施例的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，至少具有如下技术效果：把第一换热器和催化燃烧装置安装在第二换热器的一侧，使得第一换热器、第二换热器和催化燃烧装置组合在一起，可以有效缩短连接管道的长度，便于降低热量的损失，节省能源；催化燃烧装置通过第二管道构件依次与第一换热器和第二换热器连通，使得催化燃烧装置的热量先对冷却出口出来的气体进行加热，进而冷却出口的气体可以无需额外的加热器加热，经第一换热器换热后直接进入脱附进口，充分利用催化燃烧装置的热量，而且催化燃烧装置的热量可以再对脱附出来的气体进行加热，使脱附出来的气体温度较高，进而该气体进入催化燃烧装置燃烧后，催化燃烧装置可以无需启动内部加热器或者催化燃烧装置内的加热器仅需启动较短时间，进一步利用催化燃烧装置的热量，且配第一换热器、催化燃烧装置和第二换热器的一体化设置，以充分利用热量，避免热量损失。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一换热器安装于所述第二换热器的上方，所述催化燃烧装置安放在所述第一换热器和所述第二换热器的右侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一换热器的所述第一流动通道的进口位于所述第一换热器的后方，所述第一换热器的所述第一流动通道的出口位于所述第一换热器的前方，所述第一换热器的所述第二流动通道的进口位于所述第一换热器的左方，所述第一换热器的所述第二流动通道的出口位于所述第一换热器的右方，所述第二换热器的所述第一流动通道的进口位于所述第二换热器的前方，所述第二换热器的所述第一流动通道的出口位于所述第二换热器的后方，所述第二换热器的所述第二流动通道的进口位于所述第二换热器的右方，所述第二换热器的所述第二流动通道的出口位于所述第二换热器的左方，所述催化燃烧装置的进口位于所述催化燃烧装置的后方，所述催化燃烧装置的出口位于所述催化燃烧装置的上方。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一换热器和所述第二换热器都为板式加热器。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一管道构件包括第一管路和第二管路，所述第一管路串联着所述冷却出口和所述第一换热器的所述第一流动通道的进口，所述第二管路串联着所述第一换热器的所述第一流动通道的出口和所述脱附进口。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二管道构件包括第三管路、第四管路、第五管路、第六管路和第七管路，所述第三管路串联着所述脱附出口和所述第二换热器的所述第一流动通道的进口，所述第四管路串联着所述第二换热器的所述第一流动通道的出口和所述催化燃烧装置的进口，所述第五管路串联着所述催化燃烧装置的出口和所述第一换热器的所述第二流动通道的进口，所述第六管路串联着所述第一换热器的所述第二流动通道的出口和所述第二换热器的所述第二流动通道的进口，所述第七管路的两端分别与所述第二换热器的所述第二流动通道的出口和所述催化燃烧一体化结构的外部连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路和所述第七管路分别安装有冷却出口阀、脱附进口阀、脱附出口阀和尾气阀。

根据本实用新型的一些实施例，所述脱附出口阀的出口端连通有第一电动补冷风阀，所述脱附进口阀的进口端连通有第二电动补冷风阀。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一换热器的换热面积大所述于第二换热器的换热面积。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一换热器的所述第一流动通道的出口和所述脱附进口之间还设有辅助加热器。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型两级高效换热器及催化燃烧一体化装置的结构示意图；

图2为本实用新型两级高效换热器及催化燃烧一体化装置的侧视图；

图3为本实用新型中催化燃烧一体化结构的正视图；

图4为本实用新型中催化燃烧一体化结构的后视图；

图5为本实用新型中沸石转轮浓缩装置的吸附浓缩-脱附再生的原理图；

图6为本实用新型中沸石转轮浓缩装置的冷却出口的气体运动示意图；

图7为本实用新型中沸石转轮浓缩装置的脱附出口的气体运动示意图；

图8为本实用新型中催化燃烧装置的气体运动示意图。

附图标记说明：

100-沸石转轮浓缩装置；101-出气口；110-冷却出口；120-脱附出口；130-脱附进口；200-催化燃烧一体化结构；210-第一换热器；220-第二换热器；230-催化燃烧装置；201-支架；211-第一换热器的第一流动通道的进口；212-第一换热器的第一流动通道的出口；213-第一换热器的第二流动通道的进口；214-第一换热器的第二流动通道的出口；221-第二换热器的第一流动通道的进口；222-第二换热器的第一流动通道的出口；223-第二换热器的第二流动通道的进口；224-第二换热器的第二流动通道的出口；231-催化燃烧装置的进口；232-催化燃烧装置的出口；300-管道组件；310-第一管道构件；320-第二管道构件；311-第一管路；312-第二管路；321-第三管路；322-第四管路；323-第五管路；324-第六管路；325-第七管路；301-冷却出口阀；302-脱附进口阀；303-脱附出口阀；304-尾气阀；305-第一电动补冷风阀；306-第二电动补冷风阀；400-辅助加热器；500-前置过滤器；601-第一再生电机；602-第二再生电机。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，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。

在本实用新型的描述中，高、低等理解为不包括本数，以上、以下等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

如图1、2所示，根据本实用新型实施例的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，包括：沸石转轮浓缩装置100、催化燃烧一体化结构200和管道组件300。

如图1所示，沸石转轮浓缩装置100具有冷却出口110、脱附出口120和脱附进口130，沸石转轮浓缩装置100的侧壁上设有出气口101，沸石转轮浓缩装置100的进口端设有前置过滤器500，前置过滤器500一端连接着第二再生电机602。

如图3、4所示，催化燃烧一体化结构200包括第一换热器210、第二换热器220和催化燃烧装置230，第一换热器210和催化燃烧装置230安装于第二换热器220的一侧，第一换热器210、第二换热器220都分别具有第一流动通道和第二流动通道。

如图1、5所示，管道组件300包括第一管道构件310和第二管道构件320，第一管道构件310依次连接冷却出口110、第一换热器210的第一流动通道和脱附进口130，第二管道构件320依次连接脱附出口120、第二换热器220的第一流动通道、催化燃烧装置230、第一换热器210的第二流动通道、第二换热器220的第二流动通道和催化燃烧一体化结构200的外部。

如图1、5所示，当浸漆废气经过前置过滤器500进行过滤处理后，进入沸石转轮浓缩装置100中后，在沸石转轮浓缩装置100的吸附区吸附净化后的气体直接从出气口101排放，从沸石转轮浓缩装置100的冷却出口110出来的废气，通过第一管道构件310，进入第一换热器210的第一流动通道，完成换热后，废气经过脱附进口130返回沸石转轮浓缩装置100中，从脱附出口120出来的废气，通过第二管道构件320和第一再生风机601，进入第二换热器220的第一流动通道，完成换热后，废气进入催化燃烧装置230中进行催化燃烧，催化燃烧装置100产出的气体，依次进入第一换热器210的第二流动通道和第二换热器220的第二流动通道，完成换热后，气体排放到外部系统。

在本实施例中，催化燃烧装置230的催化燃烧借助催化剂对废气发生无氧反应，分解出二氧化碳和水，释放出大量的热量，释放出来的热量，依次进入第一换热器210、第二换热器220中进行换热处理，进一步利用催化燃烧的余热。

第一换热器210和第二换热器220可以是一种具有两个流动通道的组件，通过设置两种不同温度的流体，分别进入第一流动通道和第二流动通道，如此，流动通道间形成温度差，在组件中温度高的流体与温度低的流体作对流运动，温度高的流体将部分热量传递到温度低的流体中，温度高的流体通过散发热量的方式降低温度，温度低的流体通过吸收热量的方式提升温度，便可实现热量传递，完成换热器的传热过程，通过能量转换，节约能源。

把第一换热器210和催化燃烧装置230安装在第二换热器220的一侧，使得第一换热器210、第二换热器220和催化燃烧装置230组合在一起，可以有效缩短连接管道的长度，便于降低热量的损失，节省能源；催化燃烧装置230通过第二管道构件320依次与第一换热器210和第二换热器220连通，使得催化燃烧装置230的热量先对冷却出口110出来的气体进行加热，进而冷却出口110的气体可以无需额外的加热器加热，经第一换热器210换热后直接进入脱附进口130，充分利用催化燃烧装置230的热量，而且催化燃烧装置230的热量可以再对脱附出来的气体进行加热，使脱附出来的气体温度较高，进而该气体进入催化燃烧装置230燃烧后，催化燃烧装置230可以无需启动内部加热器或者催化燃烧装置内的加热器仅需启动较短时间，进一步利用催化燃烧装置230的热量，且配第一换热器210、催化燃烧装置230和第二换热器220的一体化设置，以充分利用热量，避免热量损失。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图3-图4所示，第一换热器210安装于第二换热器220的上方，催化燃烧装置230安放在所述第一换热器210、第二换热器220的右侧。

例如，如图3-图4所示，催化燃烧一体化结构200的框架可以理解为一个支架201，第一换热器210和第二换热器220可以布置在支架201的左边，第一换热器210放置于第二换热器220的上方，催化燃烧装置230可以布置在支架201的右边，第一换热器210、第二换热器220和催化燃烧装置230固定组合在一起，可以有效缩短连接管道的长度，便于降低热量的损失，节省能源。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图3-图4所示，第一换热器的第一流动通道的进口211位于第一换热器210的后方，第一换热器的第一流动通道的出口212位于第一换热器210的前方，第一换热器的第二流动通道的进口213位于第一换热器210的左方，第一换热器的第二流动通道的出口214位于第一换热器210的右方，第二换热器的第一流动通道的进口221位于第二换热器220的前方，第二换热器的第一流动通道的出口222位于第二换热器220的后方，第二换热器的第二流动通道的进口223位于第二换热器220的右方，第二换热器的第二流动通道的出口224位于第二换热器220的左方，催化燃烧装置的进口231位于催化燃烧装置230的后方，催化燃烧装置的出口232位于催化燃烧装置230的上方。

如图1所示，第一换热器210和第二换热器220的两个进口和两个出口采用以上的分布，以使催化燃烧一体化结构200与沸石转轮浓缩装置100通过管道连接时以及第一换热器210、第二换热器220和催化燃烧装置230三者之间通过管道时，管道分布更加合理且使整个装置占地小。

在本实用新型的一些具体实施例中，第一换热器210和第二换热器220都为板式加热器。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1-图2所示，第一管道构件310包括第一管路311、第二管路312，第一管路311串联着冷却出口110和第一换热器的第一流动通道的进口211，第二管路312串联着第一换热器的第一流动通道的出口212和脱附进口130。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1-图2所示，第二管道构件320包括第三管路321、第四管路322、第五管路323、第六管路324、第七管路325，第三管路321串联着脱附出口120和第二换热器的第一流动通道的进口221，第三管路321还连接有第一再生电机601，第四管路322串联着第二换热器的第一流动通道的出口222和催化燃烧装置的进口231，第五管路323串联着催化燃烧装置的出口232和第一换热器的第二流动通道的进口213，第六管路324串联着第一换热器的第二流动通道的出口214和第二换热器的第二流动通道的进口223，第七管路325串联着第二换热器的第二流动通道的出口224和外部系统。

由此可见，管道组件300把沸石转轮浓缩装置100与催化燃烧一体化结构200依次串联着，各条管路互不干扰。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1-图2所示，第一管路311、第二管路312、第三管路321和第七管路325上分别安装有冷却出口阀301、脱附进口阀302、脱附出口阀303和尾气阀304，冷却出口阀301位于冷却出口110和第一换热器的第一流道通道的进口211之间，脱附进口阀302位于第一换热器的第一流道通道的出口212和脱附进口130之间，脱附出口阀303位于脱附出口130和第二换热器的第一流道通道的进口221之间，在处理废气过程中，冷却出口阀301控制着在沸石转轮浓缩装置100中吸附后的气体流量，脱附出口阀303控制着在沸石转轮浓缩装置100脱附后的气体流量，脱附进口阀302控制着脱附后的气体流量，换热完成后，返回到沸石转轮浓缩装置100，尾气阀304控制着催化燃烧装置230产出的气体流量，完成两次换热后，进入外部系统。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1-图2所示，第一换热器第一流动通道的出口212和所述脱附进口130之间还设有辅助加热器400，从沸石转轮浓缩装置100冷却出口110出来的气体，与催化燃烧后产生的高温气体完成换热后，通过脱附进口130前，检测气体温度，如果气体温度低于分子筛再生所需要的温度时，开启辅助加热器400，使气体的温度升到到分子筛再生所需要的温度后直接沸石转轮浓缩装置110中。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1-图2所示，脱附出口阀303的出口端连通有第一电动补冷风阀305，脱附进口阀302的进口端连通有第二电动补冷风阀306，从沸石转轮浓缩装置100冷却出口110出来的气体，与催化燃烧后产生的高温气体完成换热后，通过脱附进口130前，检测气体温度，如果气体温度高于分子筛再生所需要的温度时，开启第二电动补冷风阀306进行补冷，使气体的温度降到分子筛再生所需要的温度后直接沸石转轮浓缩装置100中，气体返回沸石转轮浓缩装置100中进行脱附，当经过第三管路321时，检测气体温度，如果气体温度过高可开启第一电动补冷风阀305进行补冷，使脱附气体温度稳定在一个合适的范围内。

在本实用新型的一些具体实施例中，第一换热器210的换热面积大于第二换热器220的换热面积，根据催化燃烧产出的气体温度，设置两套不同换热面积的换热器，有效控制预热废气后温度让其尽量接近设计热风温度，减少辅助加热器400开启频率或减少电动冷风阀开启频率达到节省能源的目的。

两级高效换热器及催化燃烧一体化装置工作过程：

如图2、5、7所示，从沸石转轮浓缩装置100的冷却出口110出来的废气，通过第一管路311到达第一换热器210中，与催化燃烧装置230产出的气体进行第一次换热处理，换热后的废气通过第二管路312，从脱附进口130返回沸石转轮浓缩装置100中；

如图5、6所示，从沸石转轮浓缩装置100的脱附出口120出来的废气，经过第一再生风机601，通过第三管路321到达第二换热器220中，与催化燃烧装置230产出的气体进行第二次换热处理，废气在第二换热器220中进行加热，当废气加热到一定温度后，如图2所示，废气经过第四管路322进入催化燃烧装置100中进行催化燃烧；

如图5、8所示，催化燃烧装置230产出的气体通过第五管路323进入第一换热器210内，与沸石转轮浓缩装置100的冷却出口110出来的废气完成第一次换热后，如图3所示，气体经第六管路324进入第二换热器220内，如图8所示，与沸石转轮浓缩装置100的脱附出口120出来的废气完成第二次换热后，通过第七管路325进入外部系统中。

根据本实用新型实施例的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，通过上述设置，可以达成至少如下的一些效果，第一换热器210和第二换热器220充分利用催化燃烧产生的余热，以有效减少能源的损耗，第一换热器210、第二换热器220和催化燃烧装置230集合在一起相互连通，为一个整体，便于实现两级换热器与催化燃烧一体化设计，同时，可以节省材料，缩短连接风管的长度，进一步降低热量损失，大大减少设备预热时间，设置两套不同换热面积的换热器，可以少辅助加热器400开启频率或减少电动冷风阀开启频率，进一步达到了节约能源的目的。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，其特征在于：包括

沸石转轮浓缩装置，具有冷却出口、脱附出口和脱附进口；

催化燃烧一体化结构，包括第一换热器、第二换热器和催化燃烧装置，所述第一换热器和所述催化燃烧装置安装于所述第二换热器的一侧，所述第一换热器和所述第二换热器都分别具有第一流动通道和第二流动通道；

管道组件，包括第一管道构件和第二管道构件，所述第一管道构件依次连接所述冷却出口、所述第一换热器的所述第一流动通道和所述脱附进口，所述第二管道构件依次连接所述脱附出口、所述第二换热器的所述第一流动通道、所述催化燃烧装置、所述第一换热器的所述第二流动通道、所述第二换热器的所述第二流动通道和所述催化燃烧一体化结构的外部。

2.根据权利要求1所述的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，其特征在于：所述第一换热器安装于所述第二换热器的上方，所述催化燃烧装置安放在所述第一换热器和所述第二换热器的右侧。

3.根据权利要求2所述的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，其特征在于：所述第一换热器的所述第一流动通道的进口位于所述第一换热器的后方，所述第一换热器的所述第一流动通道的出口位于所述第一换热器的前方，所述第一换热器的所述第二流动通道的进口位于所述第一换热器的左方，所述第一换热器的所述第二流动通道的出口位于所述第一换热器的右方，所述第二换热器的所述第一流动通道的进口位于所述第二换热器的前方，所述第二换热器的所述第一流动通道的出口位于所述第二换热器的后方，所述第二换热器的所述第二流动通道的进口位于所述第二换热器的右方，所述第二换热器的所述第二流动通道的出口位于所述第二换热器的左方，所述催化燃烧装置的进口位于所述催化燃烧装置的后方，所述催化燃烧装置的出口位于所述催化燃烧装置的上方。

4.根据权利要求1所述的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，其特征在于：所述第一换热器和所述第二换热器都为板式加热器。

5.根据权利要求1所述的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，其特征在于：所述第一管道构件包括第一管路和第二管路，所述第一管路串联着所述冷却出口和所述第一换热器的所述第一流动通道的进口，所述第二管路串联着所述第一换热器的所述第一流动通道的出口和所述脱附进口。

6.根据权利要求5所述的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，其特征在于：所述第二管道构件包括第三管路、第四管路、第五管路、第六管路和第七管路，所述第三管路串联着所述脱附出口和所述第二换热器的所述第一流动通道的进口，所述第四管路串联着所述第二换热器的所述第一流动通道的出口和所述催化燃烧装置的进口，所述第五管路串联着所述催化燃烧装置的出口和所述第一换热器的所述第二流动通道的进口，所述第六管路串联着所述第一换热器的所述第二流动通道的出口和所述第二换热器的所述第二流动通道的进口，所述第七管路的两端分别与所述第二换热器的所述第二流动通道的出口和所述催化燃烧一体化结构的外部连通。

7.根据权利要求6所述的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，其特征在于：所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路和所述第七管路分别安装有冷却出口阀、脱附进口阀、脱附出口阀和尾气阀。

8.根据权利要求7所述的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，其特征在于：所述脱附出口阀的出口端连通有第一电动补冷风阀，所述脱附进口阀的进口端连通有第二电动补冷风阀。

9.根据权利要求1所述的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，其特征在于：所述第一换热器的换热面积大于所述第二换热器的换热面积。

10.根据权利要求1或5所述的两级高效换热器及催化燃烧一体化装置，其特征在于：所述第一换热器的所述第一流动通道的出口和所述脱附进口之间还设有辅助加热器。