一種整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備的制作方法
【專利摘要】一種整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，它主要是由整體式殼體及裝填其內(nèi)部的蓄熱材料、隔熱材料、催化劑、加熱器和外部的人孔、風機、管道、切換閥和控制系統(tǒng)組成。切換閥分別與進氣管、排氣管和吹掃管相連，風機和排氣管連接，殘余氣體吹掃管與風機出口管相連，切換閥的周期性啟、閉和反應物流向的切換由控制系統(tǒng)自動控制和調(diào)節(jié)。本實用新型主要用于含低濃度揮發(fā)性有機物的處理，其優(yōu)點在于：設備緊湊、有機污染物凈化效率高、熱量利用率高、設備運行費用低、安全可靠性好、維護方便、自動化程度高。
【專利說明】一種整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，其主要用在含低濃度揮發(fā)性有機廢氣的凈化處理，具有設備緊湊、有機污染物凈化效率高、熱量利用率高、設備運行費用低、安全可靠性好、維護方便、自動化程度高等特點，屬于環(huán)保設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著國家環(huán)保法規(guī)的日益嚴格和人們環(huán)保意識的逐漸加強，對低濃度揮發(fā)性有機廢氣的治理越來越受到重視。目前一般采用催化氧化法、吸附-脫附法、蓄熱熱力焚燒法、蓄熱催化法進行治理。傳統(tǒng)的催化氧化法凈化效率高，但是由于低濃度有機廢氣的發(fā)熱量小，因此在處理該類廢氣時需要匹配大面積的換熱器，一次性設備投資很大，設備運行過程中有機污染物濃度變低時還需要外界補充大量的熱量，設備運行費用大；吸附-脫附法設備投資和占地面積都較大，一般適合于單一組分的有機廢氣的凈化治理，對于復雜組分的有機廢氣的治理效果較差，設備運行也不是很穩(wěn)定，而且還存在一定的安全隱患。為了節(jié)約能源、提高廢氣凈化效果，蓄熱熱力焚燒法和蓄熱催化法在低濃度有機廢氣凈化上越來越受到重視。中國專利CN200620167491.X公開了一種多室蓄熱式有機廢氣焚燒爐，其特征在于將圓形的焚燒爐體分隔為4?12個扇形蓄熱室，各蓄熱室通過旋轉(zhuǎn)換向閥分別與進氣管、排氣管和吹掃管連接，通過旋轉(zhuǎn)換向閥的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)蓄熱、凈化、放熱、吹掃的連續(xù)進行，提高了熱量的利用效率，但是把圓柱形焚燒爐分成若干個扇形蓄熱床，蓄熱材料的安裝和更換難度較大，而且需要根據(jù)圓柱大小定制不同尺寸的蓄熱體進行拼裝，設備投資也會相應增加，在高溫熱力焚燒環(huán)境下，燃料費用很大，各蓄熱室之間一旦漏氣將大大影響廢氣的凈化效果，因此，其應用也受到了一定程度的限制。中國專利CN201875727U公開了一種三體型蓄熱式催化燃燒器，其特征包括三個獨立的催化箱體，進氣管路、出氣管路分別與若干個閥門連接，三個催化箱體之間分別通過管道連接起來，配備兩個風機，一個風機通過管道分別與三個催化箱體連接，另一個與出氣管道連接，該實用新型設備自動化程度高，有機廢氣的凈化效率能達到95%以上，節(jié)省能源，但是該實用新型三個催化箱體是獨立的，不僅占地面積很大，設備投資大，而且增加了設備外壁的散熱量；每個催化箱體之間是通過閥門連接的，這樣不僅增加了設備的投資，而且增大了運行中的系統(tǒng)阻力和設備的故障率，本系統(tǒng)氣體吹掃需要一臺獨立的風機，這樣也增加了設備的運行費用，因此該系統(tǒng)在實際運行過程中熱量利用率不高，運行費用較大，需要改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于:提供了一種整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，解決了現(xiàn)有蓄熱熱力焚燒設備運行費用較高，運行不穩(wěn)定現(xiàn)象，解決了現(xiàn)有蓄熱催化氧化設備散熱量大，運行成本高等問題，不僅大大減小了設備的占地，提高了設備的集成度和熱量利用率，設備維護方便，運行成本低，自動化程度高，與傳統(tǒng)設備相比更適宜于處理低濃度揮發(fā)性有機廢氣的處理，是一種值得推廣的環(huán)保節(jié)能設備。[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]一種整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，包括整體式殼體及裝填其內(nèi)部的蓄熱材料、隔熱材料、催化劑、加熱器和外部的人孔、風機、管道、切換閥和控制系統(tǒng)。其中:設備主體為整體式方形殼體，殼體內(nèi)部由隔熱材料分成三個相同的箱體，每個箱體下部安裝蓄熱材料，上部裝填催化劑；在殼體上端安裝加熱器和人孔，并且設有控制加熱器啟、閉的控制系統(tǒng)，加熱器也可選用燃燒機；進、出蓄熱材料和催化劑的殼體壁上安裝熱電偶；切換閥分別與進氣管、排氣管和吹掃管相連，風機和排氣管連接；管道上安裝殘余氣體自動吹掃系統(tǒng)，殘余氣體吹掃管與風機出口相連，切換閥的周期性啟、閉及反應物流向的切換由控制系統(tǒng)自動控制和調(diào)節(jié)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
[0007]圖中:1.廢氣進氣總閥，2.緊急排空閥，3.A室進氣閥，4.A室排氣閥，5.B室進氣閥，6.B室排氣閥，7.C室進氣閥，8.C室排氣閥，9.空氣閥，10.A室吹掃閥，11.B室吹掃閥，12.C室吹掃閥，13.隔熱材料，14.整體式殼體，15.蓄熱材料，16.催化劑，17.加熱器，18.人孔，19a.A室進氣熱電偶，19b.B室進氣熱電偶，19c.C室進氣熱電偶，20a.A室催化劑前熱電偶，20b.B室催化劑前熱電偶，20c.C室催化劑前熱電偶，21a.A室催化劑后熱電偶，21b.B室催化劑后熱電偶，21c.C室催化劑后熱電偶，22.風機
【具體實施方式】
[0008]參見附圖，一種整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備主要是由整體式殼體14及裝填其內(nèi)部的蓄熱材料15a、15b、15c、隔熱材料13a、13b、催化劑16a、16b、16c，加熱器17a、17b和外部的人孔18&、1813、18(:等組成，廢氣進氣閥3、5、7，排氣閥4、6、8，吹掃閥10、11、12通過進氣管、出氣管和吹掃管分別與A、B、C三個箱體相連，風機22與總排氣管相連，吹掃管與風機出口管相連，在A、B、C三個箱體的同一水平高度的殼體上各安裝熱電偶19a、19b、19(:，20&、2013、20(3，21&，2113，21(3，并由控制系統(tǒng)自動控制加熱器17a和17b的啟、閉。緊急排空閥2和空氣閥9安裝在廢氣進氣管上。
[0009]實用新型所裝填的蓄熱填料15a、15b和15c選用的是高熱容的規(guī)整陶瓷蓄熱體，其特點在于熱容大、蓄熱能力強、安裝和更換方便，熱量利用率高，隔熱材料13a和13b為耐火磚，并內(nèi)襯硅酸鋁板，大大減少了箱體間的傳熱。反應設備的預熱由安裝于殼體14上端的電加熱器17a和17b提供，電加熱器電源的啟、閉由熱電偶20a、20b和20c的溫度反饋控制，氣體流向的周期性切換和殘余氣體吹掃由三組閥3、6、12，5、8、10，7、4、11由自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制和調(diào)節(jié)。
[0010]在反應開始階段，首先開啟空氣閥9通入新鮮空氣預熱蓄熱材料15a、15b、15c和催化劑床層溫度到催化劑16a、16b、16c的起燃溫度以上，當床層溫度達到設定的溫度時，經(jīng)熱電偶20a、20b和20c的溫度反饋控制自動切斷加熱器17a和17b的電源，此時系統(tǒng)會自動開啟廢氣進氣總閥1、關閉空氣閥9，廢氣進入反應系統(tǒng)進行催化反應。當床層中任意一點的溫度高于設定的報警值時，系統(tǒng)會自動開啟緊急排空閥2和空氣閥9，以保護催化劑和保證裝置安全運行，當床層溫度低于報警值時，系統(tǒng)會自動恢復正常操作。[0011]切換閥和反應物流向由控制系統(tǒng)自動控制和調(diào)節(jié)，實現(xiàn)周期性切換。其過程如下:例如，當系統(tǒng)達到設定值時，閥3、6、12打開，同時閥7、4、11關閉，廢氣經(jīng)閥3由A箱體流向B箱體，首先低溫的廢氣經(jīng)蓄熱床15a預熱后，進入催化劑床層16a和16b進行催化氧化反應，凈化后的氣體溫度進一步升高，經(jīng)蓄熱材料15b后把熱量傳遞給蓄熱材料，氣體溫度降低，經(jīng)閥6由風機22排出。凈化后的部分氣體經(jīng)閥12進入C箱體吹掃上一周期的殘余氣體。
[0012]當系統(tǒng)運行到設定的切換周期后，閥5、8、10打開，同時閥3、6、12關閉，廢氣經(jīng)閥5由B箱體流向C箱體,首先低溫的廢氣經(jīng)蓄熱床15b預熱后,進入催化劑床層16b和16c進行催化氧化反應，凈化后的氣體溫度進一步升高，經(jīng)蓄熱材料15c后把熱量傳遞給蓄熱材料，氣體溫度降低，經(jīng)閥8由風機22排出。凈化后的部分氣體經(jīng)閥10進入A箱體吹掃上一周期的殘余氣體。
[0013]當系統(tǒng)運行到設定的切換周期后，閥7、4、11打開，同時閥5、8、10關閉，廢氣經(jīng)閥7由C箱體流向A箱體,首先低溫的廢氣經(jīng)蓄熱床15c預熱后,進入催化劑床層16c和16a進行催化氧化反應，凈化后的氣體溫度進一步升高，經(jīng)蓄熱材料15a后把熱量傳遞給蓄熱材料，氣體溫度降低，經(jīng)閥4由風機22排出。凈化后的部分氣體經(jīng)閥11進入B箱體吹掃上一周期的殘余氣體。
[0014]實施例:由本新型實用反應設備，采用貴金屬有機廢氣凈化催化劑，處理含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、乙酸乙酯、甲醛的廢氣，處理風量為5000Nm3 / h，廢氣進氣溫度為45°C，總揮發(fā)性有機物濃度范圍為960~1420mg / Nm3,切換閥切換周期為2~5min，空速為125001!'有機物的轉(zhuǎn)化率維持在95%以上，能滿足國家環(huán)保法規(guī)規(guī)定的排放標準的要求，即使有機物總濃度低至960mg / Nm3時仍可不需要外部添加熱量實現(xiàn)自熱操作，實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的雙重目的。
【權(quán)利要求】
1.一種整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，包括整體式殼體及裝填其內(nèi)部的蓄熱材料、隔熱材料、催化劑、加熱器和外部的人孔、風機、管道、切換閥和控制系統(tǒng)；其特征在于:設備主體為整體式方形殼體,殼體內(nèi)部由隔熱材料分成三個相同的箱體,每個箱體下部安裝蓄熱材料，上部裝填催化劑；在殼體上端安裝加熱器和人孔，并且設有控制加熱器啟、閉的控制系統(tǒng)；進、出蓄熱材料和催化劑的殼體壁上安裝熱電偶；切換閥分別與進氣管、排氣管和吹掃管相連，風機和排氣管連接，殘余氣體吹掃管與風機出口管相連；切換閥的周期性啟、閉及反應物流向的切換由控制系統(tǒng)自動控制和調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，其特征是設備主體為整體式方形殼體，其內(nèi)部下端被均勻分割成三個箱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，其特征是相連兩個箱體之間用隔熱材料裝填。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，其特征是蓄熱材料選用規(guī)整蜂窩陶瓷體，催化劑選用貴金屬催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，其特征是管道上安裝殘余氣體自動吹掃系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，其特征是設備上部安裝人孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體式有機廢氣蓄熱催化反應設備，其特征是加熱器選用電加熱器，也可選用燃燒機。
【文檔編號】F23G7/07GK203442846SQ201320315588
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】朱雪姣 申請人:杭州尹力環(huán)?？萍加邢薰?br>