一种整体式有机废气蓄热催化反应设备的制作方法
【专利摘要】一种整体式有机废气蓄热催化反应设备，它主要是由整体式壳体及装填其内部的蓄热材料、隔热材料、催化剂、加热器和外部的人孔、风机、管道、切换阀和控制系统组成。切换阀分别与进气管、排气管和吹扫管相连，风机和排气管连接，残余气体吹扫管与风机出口管相连，切换阀的周期性启、闭和反应物流向的切换由控制系统自动控制和调节。本实用新型主要用于含低浓度挥发性有机物的处理，其优点在于：设备紧凑、有机污染物净化效率高、热量利用率高、设备运行费用低、安全可靠性好、维护方便、自动化程度高。
【专利说明】一种整体式有机废气蓄热催化反应设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种整体式有机废气蓄热催化反应设备，其主要用在含低浓度挥发性有机废气的净化处理，具有设备紧凑、有机污染物净化效率高、热量利用率高、设备运行费用低、安全可靠性好、维护方便、自动化程度高等特点，属于环保设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着国家环保法规的日益严格和人们环保意识的逐渐加强，对低浓度挥发性有机废气的治理越来越受到重视。目前一般采用催化氧化法、吸附-脱附法、蓄热热力焚烧法、蓄热催化法进行治理。传统的催化氧化法净化效率高，但是由于低浓度有机废气的发热量小，因此在处理该类废气时需要匹配大面积的换热器，一次性设备投资很大，设备运行过程中有机污染物浓度变低时还需要外界补充大量的热量，设备运行费用大；吸附-脱附法设备投资和占地面积都较大，一般适合于单一组分的有机废气的净化治理，对于复杂组分的有机废气的治理效果较差，设备运行也不是很稳定，而且还存在一定的安全隐患。为了节约能源、提高废气净化效果，蓄热热力焚烧法和蓄热催化法在低浓度有机废气净化上越来越受到重视。中国专利CN200620167491.X公开了一种多室蓄热式有机废气焚烧炉，其特征在于将圆形的焚烧炉体分隔为4?12个扇形蓄热室，各蓄热室通过旋转换向阀分别与进气管、排气管和吹扫管连接，通过旋转换向阀的旋转，实现蓄热、净化、放热、吹扫的连续进行，提高了热量的利用效率，但是把圆柱形焚烧炉分成若干个扇形蓄热床，蓄热材料的安装和更换难度较大，而且需要根据圆柱大小定制不同尺寸的蓄热体进行拼装，设备投资也会相应增加，在高温热力焚烧环境下，燃料费用很大，各蓄热室之间一旦漏气将大大影响废气的净化效果，因此，其应用也受到了一定程度的限制。中国专利CN201875727U公开了一种三体型蓄热式催化燃烧器，其特征包括三个独立的催化箱体，进气管路、出气管路分别与若干个阀门连接，三个催化箱体之间分别通过管道连接起来，配备两个风机，一个风机通过管道分别与三个催化箱体连接，另一个与出气管道连接，该实用新型设备自动化程度高，有机废气的净化效率能达到95%以上，节省能源，但是该实用新型三个催化箱体是独立的，不仅占地面积很大，设备投资大，而且增加了设备外壁的散热量；每个催化箱体之间是通过阀门连接的，这样不仅增加了设备的投资，而且增大了运行中的系统阻力和设备的故障率，本系统气体吹扫需要一台独立的风机，这样也增加了设备的运行费用，因此该系统在实际运行过程中热量利用率不高，运行费用较大，需要改进。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于:提供了一种整体式有机废气蓄热催化反应设备，解决了现有蓄热热力焚烧设备运行费用较高，运行不稳定现象，解决了现有蓄热催化氧化设备散热量大，运行成本高等问题，不仅大大减小了设备的占地，提高了设备的集成度和热量利用率，设备维护方便，运行成本低，自动化程度高，与传统设备相比更适宜于处理低浓度挥发性有机废气的处理，是一种值得推广的环保节能设备。[0004]本实用新型的目的是这样实现的:
[0005]一种整体式有机废气蓄热催化反应设备，包括整体式壳体及装填其内部的蓄热材料、隔热材料、催化剂、加热器和外部的人孔、风机、管道、切换阀和控制系统。其中:设备主体为整体式方形壳体，壳体内部由隔热材料分成三个相同的箱体，每个箱体下部安装蓄热材料，上部装填催化剂；在壳体上端安装加热器和人孔，并且设有控制加热器启、闭的控制系统，加热器也可选用燃烧机；进、出蓄热材料和催化剂的壳体壁上安装热电偶；切换阀分别与进气管、排气管和吹扫管相连，风机和排气管连接；管道上安装残余气体自动吹扫系统，残余气体吹扫管与风机出口相连，切换阀的周期性启、闭及反应物流向的切换由控制系统自动控制和调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]附图为本实用新型的结构示意图
[0007]图中:1.废气进气总阀，2.紧急排空阀，3.A室进气阀，4.A室排气阀，5.B室进气阀，6.B室排气阀，7.C室进气阀，8.C室排气阀，9.空气阀，10.A室吹扫阀，11.B室吹扫阀，12.C室吹扫阀，13.隔热材料，14.整体式壳体，15.蓄热材料，16.催化剂，17.加热器，18.人孔，19a.A室进气热电偶，19b.B室进气热电偶，19c.C室进气热电偶，20a.A室催化剂前热电偶，20b.B室催化剂前热电偶，20c.C室催化剂前热电偶，21a.A室催化剂后热电偶，21b.B室催化剂后热电偶，21c.C室催化剂后热电偶，22.风机
【具体实施方式】
[0008]参见附图，一种整体式有机废气蓄热催化反应设备主要是由整体式壳体14及装填其内部的蓄热材料15a、15b、15c、隔热材料13a、13b、催化剂16a、16b、16c，加热器17a、17b和外部的人孔18&、1813、18(:等组成，废气进气阀3、5、7，排气阀4、6、8，吹扫阀10、11、12通过进气管、出气管和吹扫管分别与A、B、C三个箱体相连，风机22与总排气管相连，吹扫管与风机出口管相连，在A、B、C三个箱体的同一水平高度的壳体上各安装热电偶19a、19b、19(:，20&、2013、20(3，21&，2113，21(3，并由控制系统自动控制加热器17a和17b的启、闭。紧急排空阀2和空气阀9安装在废气进气管上。
[0009]实用新型所装填的蓄热填料15a、15b和15c选用的是高热容的规整陶瓷蓄热体，其特点在于热容大、蓄热能力强、安装和更换方便，热量利用率高，隔热材料13a和13b为耐火砖，并内衬硅酸铝板，大大减少了箱体间的传热。反应设备的预热由安装于壳体14上端的电加热器17a和17b提供，电加热器电源的启、闭由热电偶20a、20b和20c的温度反馈控制，气体流向的周期性切换和残余气体吹扫由三组阀3、6、12，5、8、10，7、4、11由自动控制系统实现控制和调节。
[0010]在反应开始阶段，首先开启空气阀9通入新鲜空气预热蓄热材料15a、15b、15c和催化剂床层温度到催化剂16a、16b、16c的起燃温度以上，当床层温度达到设定的温度时，经热电偶20a、20b和20c的温度反馈控制自动切断加热器17a和17b的电源，此时系统会自动开启废气进气总阀1、关闭空气阀9，废气进入反应系统进行催化反应。当床层中任意一点的温度高于设定的报警值时，系统会自动开启紧急排空阀2和空气阀9，以保护催化剂和保证装置安全运行，当床层温度低于报警值时，系统会自动恢复正常操作。[0011]切换阀和反应物流向由控制系统自动控制和调节，实现周期性切换。其过程如下:例如，当系统达到设定值时，阀3、6、12打开，同时阀7、4、11关闭，废气经阀3由A箱体流向B箱体，首先低温的废气经蓄热床15a预热后，进入催化剂床层16a和16b进行催化氧化反应，净化后的气体温度进一步升高，经蓄热材料15b后把热量传递给蓄热材料，气体温度降低，经阀6由风机22排出。净化后的部分气体经阀12进入C箱体吹扫上一周期的残余气体。
[0012]当系统运行到设定的切换周期后，阀5、8、10打开，同时阀3、6、12关闭，废气经阀5由B箱体流向C箱体,首先低温的废气经蓄热床15b预热后,进入催化剂床层16b和16c进行催化氧化反应，净化后的气体温度进一步升高，经蓄热材料15c后把热量传递给蓄热材料，气体温度降低，经阀8由风机22排出。净化后的部分气体经阀10进入A箱体吹扫上一周期的残余气体。
[0013]当系统运行到设定的切换周期后，阀7、4、11打开，同时阀5、8、10关闭，废气经阀7由C箱体流向A箱体,首先低温的废气经蓄热床15c预热后,进入催化剂床层16c和16a进行催化氧化反应，净化后的气体温度进一步升高，经蓄热材料15a后把热量传递给蓄热材料，气体温度降低，经阀4由风机22排出。净化后的部分气体经阀11进入B箱体吹扫上一周期的残余气体。
[0014]实施例:由本新型实用反应设备，采用贵金属有机废气净化催化剂，处理含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、乙酸乙酯、甲醛的废气，处理风量为5000Nm3 / h，废气进气温度为45°C，总挥发性有机物浓度范围为960~1420mg / Nm3,切换阀切换周期为2~5min，空速为125001!'有机物的转化率维持在95%以上，能满足国家环保法规规定的排放标准的要求，即使有机物总浓度低至960mg / Nm3时仍可不需要外部添加热量实现自热操作，实现环保节能的双重目的。
【权利要求】
1.一种整体式有机废气蓄热催化反应设备，包括整体式壳体及装填其内部的蓄热材料、隔热材料、催化剂、加热器和外部的人孔、风机、管道、切换阀和控制系统；其特征在于:设备主体为整体式方形壳体,壳体内部由隔热材料分成三个相同的箱体,每个箱体下部安装蓄热材料，上部装填催化剂；在壳体上端安装加热器和人孔，并且设有控制加热器启、闭的控制系统；进、出蓄热材料和催化剂的壳体壁上安装热电偶；切换阀分别与进气管、排气管和吹扫管相连，风机和排气管连接，残余气体吹扫管与风机出口管相连；切换阀的周期性启、闭及反应物流向的切换由控制系统自动控制和调节。
2.根据权利要求1所述的整体式有机废气蓄热催化反应设备，其特征是设备主体为整体式方形壳体，其内部下端被均匀分割成三个箱体。
3.根据权利要求1所述的整体式有机废气蓄热催化反应设备，其特征是相连两个箱体之间用隔热材料装填。
4.根据权利要求1所述的整体式有机废气蓄热催化反应设备，其特征是蓄热材料选用规整蜂窝陶瓷体，催化剂选用贵金属催化剂。
5.根据权利要求1所述的整体式有机废气蓄热催化反应设备，其特征是管道上安装残余气体自动吹扫系统。
6.根据权利要求1所述的整体式有机废气蓄热催化反应设备，其特征是设备上部安装人孔。
7.根据权利要求1所述的整体式有机废气蓄热催化反应设备，其特征是加热器选用电加热器，也可选用燃烧机。
【文档编号】F23G7/07GK203442846SQ201320315588
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2013年5月30日
【发明者】朱雪姣 申请人:杭州尹力环保科技有限公司