专利名称：一种有机废气蓄热式催化燃烧设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有机废气蓄热式催化燃烧设备。它用在有机废气或臭气的催 化燃烧处理上，具有热回收效率高、净化效率高、设备安全性高，净化过程不产生N0X 二次污 染物，设备制作维护简单和运行稳定、节能的优点，属环保设备技术领域。
背景技术：
采用焚烧法处理有机废气或臭气是一种非常有效的处理手段，其原理是利用高热 直接把废气成分中的有机物氧化成C02和H20。为节约焚烧费用，多采用蓄热式焚烧法，如 中国专利CN 01207962. 6公开了一种有机废气蓄热式焚烧炉，其采用两蓄热床交替切换模 式运行，完成气体升温、净化和蓄热的过程，然而，双蓄热床式焚烧炉在蓄热床切换时，预热 的蓄热床中的欲处理气体会因未通过焚化而被排放，因此会产生有周期性未处理气体交差 污染排放的问题。为此，也有人提出三蓄热床焚烧炉，如中国专利CN 200320116750. 2公开 了一种废气焚烧炉，其采用三蓄热床结构，即在蓄热和预热步骤间多加入一个吹扫气流步 骤。然而，三蓄热床焚烧炉虽然解决了双蓄热床切换时产生气体交差污染排放的问题，但其 需要的切换阀门多，设备的体积庞大，制造成本高，控制复杂，操作的可靠性底，维修不易等 缺点。 此外，也有人提出采用旋转换向阀来解决切换阀门多、控制复杂的问题，如中国专 利CN 200620167491. X公开了一种多室蓄热式有机废气焚烧炉，其特征是将圆柱型的焚烧 炉体分隔成4 12个扇型蓄热室，各蓄热室通过旋转换向阀分别与进气管路、吹扫管路和 排气管路连接，通过旋转换向阀的旋转，完成蓄热、放热、净化、吹扫的连续进行，处理过程 连续稳定，很好地解决了阀门多、控制复杂和交差污染的问题。然而，这种圆柱型的焚烧炉， 把蓄热室分隔成扇型，对蓄热体的安装、更换均比较困难，扇型结构的蓄热室若装填颗粒状 的蓄热体容易，但更换就比较困难，且颗粒状的蓄热体对气体的阻力大，风机能耗大，目前 也多不采用；若装填蜂窝状的蓄热体，需要把蓄热体制作成相同直径的扇型或切割拼凑成 扇型，势必造成蓄热体的加工困难或造成蓄热材料的浪费。 另外，以上提及的气体焚烧炉有一共同特点是气体的净化温度都要求在760°C 以上，高温必然产生N0X 二次污染物，设备的安全性差，且焚烧温度高，需要的燃料费用大， 运行不经济。
实用新型内容为了改进上述现有技术上存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种净化温度 低，安全性高，净化过程连续稳定，不产生N0X等二次污染物，设备加工制作简单、维护容易、 阻力小、节能高效的有机废气蓄热式催化燃烧设备。 为实现上述实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案一种有机废气蓄热 式催化燃烧设备，由蓄热催化炉和旋转换向阀组成，其中蓄热催化炉是一方型腔体，外壳包 保温材料，内部分上下两部分，上部分是加热室，其内安装加热装置，加热装置可采用电加热或燃烧机，以达到需要的催化温度200 500°C ;下部分被隔板均匀分隔成4 16蓄热 催化室，蓄热催化室的数量优选3和4的倍数，即为4个、6个、8个、12个和16个。在各蓄 热催化室内焊接一个支撑网格，在网格上由下至上依次堆砌规整的蜂窝陶瓷蓄热体和蜂窝 陶瓷催化剂，以降低气体通过的阻力，堆砌的催化剂与蓄热体的体积比为1 : 2 6之间。 在各蓄热催化室底部焊接一个变径接头，由连接风管与旋转换向阀的进气区、排气区、吹扫 区和盲区连接。如把方型蓄热催化炉分隔成n个蓄热催化室，其中一个蓄热催化室连接在 旋转换向阀的吹扫区， 一个蓄热催化室连接在旋转换向阀的盲区，(n-2) /2个蓄热催化室连 接在旋转换向阀的进气区，(n-2)/2个蓄热催化室连接在旋转换向阀的排气区。例如把方 型蓄热催化炉分隔成8个蓄热催化室，其中一个蓄热催化室连接在旋转换向阀的吹扫区， 一个蓄热催化室连接在旋转换向阀的盲区，三个蓄热催化室连接在旋转换向阀的进气区， 三个蓄热催化室连接在旋转换向阀的排气区。 气体旋转换向阀的转子截面为圆形，内部被隔板分隔成与蓄热催化室相同数量的 腔室，并用连接风管与蓄热催化炉中的各蓄热催化室连接。转子腔室中一个是吹扫区，一个 是盲区，剩余的腔室中一半为进气区，一半为排气区；即转子腔数量为n个，其中一个是吹 扫区，一个是盲区，(n-2)/2个是进气区，(n-2)/2个是排气区。在转子的进气区和排气区之 间是吹扫区，在转子的排气区和进气区之间是盲区。吹扫区与吹扫进风口相通，进气区与进 风口相通，排气区与排气口相通。吹扫区的作用是防止进气区转入排气区时未通过蓄热催 化炉净化的气体从排气区排出，避免交差污染；盲区是不通气的，其作用是在排气区转入进 气区时，起到一个缓冲，防止气压的波动，同时也对进气区和排气区之间进行密封，防止气 体互串。转子采用减速马达启动，以每小时5 35转的速度缓慢旋转。 本实用新型的工作原理是待处理的有机废气由旋转换向阀的进气口送入，另外 一股干净的吹扫空气从吹扫风口送入旋转换向阀，气体分别从旋转换向阀的进气区和吹扫 区进入蓄热催化炉内的一部分蓄热催化室，有机气体被蓄热催化室内的蓄热体加热，气体 温度提高，蓄热体降温，然后通过催化层，在催化剂的作用下部分有机成分被氧化，再进入 加热室，在加热装置的作用下，气体温度提高到200 50(TC之间，通过另外一部分蓄热催 化室的催化层，在催化剂的作用下，有机气体完全氧化成C02和H20，并放出能量，气体得到 净化，温度进一步提高，该高温气体被蓄热催化室内的蓄热体吸收能量，蓄热体温度提高， 气体温度降低，降温后的气体通过旋转阀转子的排气区，从旋转换向阀的排气口排出。通过 减速电机带动旋转换向阀的转子旋转，气体依次进入蓄热催化炉内的各个蓄热催化室内， 各蓄热催化室依次作加热、净化、吹扫、蓄热过程，气体净化过程连续，不会引起波动，同时 也避免了净化前后的气体交差污染的问题。 本实用新型设备优点是在保证节能、净化效率高、净化过程连续、不发生交差污 染的同时，降低了气体的净化温度，使过程不会产生N0X 二次污染物，并提高了设备的安全 性。此外，通过设备外型结构的调整，使的设备制作、维护容易，是一种有良好发展前景的气 体净化设备。
附图1是本实用新型实施例一的正视图。 附图2是本实用新型实施例一的A-A剖视图。[0012] 附图3是本实用新型实施例一的旋转换向阀转子工作示意图。 附图4是本实用新型实施例二的正视图。 附图5是本实用新型实施例二的A-A剖视图。 附图6是本实用新型实施例二的旋转换向阀转子工作示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 实施例l 图1、2是本实用新型有机废气蓄热式催化燃烧设备的一种实施方式结构图，如图 所示，把方型的蓄热催化炉1分上下两部分，上部分为加热室16，内设加热装置2，下部分被 隔板4均匀分隔成四个(a、b、c、d)蓄热催化室17，在每个蓄热催化室17内焊接一个支撑 网架8，在网架上，从下至上，依次堆砌有蜂窝陶瓷蓄热体7和蜂窝陶瓷催化剂6，每个蓄热 催化室17底部各焊接一个变径接头9，各变径接头9通过连接风管10与旋转换向阀13连 接。为减少蓄热催化炉1的散热损失，在蓄热催化炉1外壳包保温材料3，同时为控制蓄热 催化炉1的净化温度，在其上设有温度传感器5。 图3是本实用新型相配的旋转换向阀转子示意图，如图所示，把截面为圆形的转 子22被隔板23分成四个区进气区18、吹扫区19、排气区20和盲区21。每个区通过连接 风管10与蓄热催化室17对应连接。转子的工作为4个阶段一个循环周期，在一个循环周 期内各个蓄热催化室的换向是逐步完成的。 如图1、2、3所示，转子在第一阶段时进气区18与蓄热催化室a连接，吹扫区19与 蓄热催化室b连接，排气区20与蓄热催化室c连接，盲区21与蓄热催化室d连接。待处理 的有机废气从的进气口 11送入，经转子22的进气区18送到蓄热催化室a，气体被蓄热催 化室内的蓄热体预热，然后经过催化层，气体发生部分氧化后上升到加热室16，被加热装置 2提升到设定的催化温度后经过蓄热催化室c的催化层，有机物在催化剂的作用下完全氧 化，气体得到净化，净化后的气体再穿过蓄热层，气体温度被蓄热体吸收，蓄热体温度提高， 气体温度降低，降温后的气体排入到转子的排气区20，从旋转换向阀13的排气口 14排出。 在此阶段中，一股吹扫空气从旋转换向阀13的吹扫空气入口 12送入，经转子的吹扫区b进 入蓄热催化室b，对蓄热催化室b进行吹扫，而蓄热催化室d此阶段因和转子的盲区21连 接，因此，蓄热催化室d是不通气的，起到对进气和排气之间的密封作用。转子由减速电机 15带动旋转，一定时间后，转子转入第二阶段，此时，进气区18与蓄热催化室b连接，吹扫 区19与蓄热催化室c连接，排气区20与蓄热催化室d连接，盲区21与蓄热催化室a连接。 待净化的气体从蓄热催化室b进入，完成预热、催化净化、蓄热降温后从蓄热催化室d排出， 吹扫风对蓄热催化室c吹扫，蓄热催化室a成盲区。再过一定时间后，再次换向，直到四个
工作阶段后完成一个循环周期。 实施例2 图4、5是本实用新型有机废气蓄热式催化燃烧设备的另一种实施方式结构图，如 图所示，把方型的蓄热催化炉1分上下两部分，上部分为加热室16，内设加热装置2，下部分 被隔板4均匀分隔成八个(a、b、c、d、e、f、g、h)蓄热催化室17，在每个蓄热催化室17内焊 接一个支撑网架8，在网架上，从下至上，依次堆砌有蜂窝陶瓷蓄热体7和蜂窝陶瓷催化剂
56，每个蓄热催化室17底部各焊接一个变径接头9，各变径接头9通过连接风管10与旋转换 向阀13连接。为减少蓄热催化炉1的散热损失，在蓄热催化炉1外壳包保温材料3，同时为 控制蓄热催化炉1的净化温度，在其上设有温度传感器5。 图6是本实用新型相配的旋转换向阀转子示意图，如图所示，把截面为圆形的转 子26被隔板27分成八个区进气区(18、19、20)三个、吹扫区21—个、排气区(22、23、24) 三个和盲区25—个。每个区通过连接风管10与蓄热催化室17对应连接。转子的工作为 8个阶段一个循环周期，在一个循环周期内各个蓄热催化室的换向是逐步完成的。 如图4、5、6所示，转子在第一阶段时进气区(18、19、20)与蓄热催化室a、 b、 c连 接，吹扫区21与蓄热催化室d连接，排气区(22、23、24)与蓄热催化室e、f 、g连接，盲区25 与蓄热催化室h连接。待处理的有机废气从的进气口 11送入，经转子26的进气区(18、19、 20)送到蓄热催化室a、b、 c，气体被蓄热催化室内的蓄热体预热，然后经过催化层，气体发 生部分氧化后上升到加热室16，被加热装置2提升到设定的催化温度后经过蓄热催化室e、 f、 g的催化层，有机物在催化剂的作用下完全氧化，气体得到净化，净化后的气体再穿过蓄 热层，气体温度被蓄热体吸收，蓄热体温度提高，气体温度降低，降温后的气体排入到转子 的排气区(22、23、24)，从旋转换向阀13的排气口 14排出。在此阶段中， 一股吹扫空气从旋 转换向阀13的吹扫空气入口 12送入，经转子的吹扫区22进入蓄热催化室d，对蓄热催化室 d进行吹扫，而蓄热催化室h此阶段因和转子的盲区25连接，因此，蓄热催化室h是不通气 的，起到对进气和排气之间的密封作用。转子由减速电机15带动旋转，一定时间后，转子转 入第二阶段，此时，进气区(18、19、20)与蓄热催化室b、c、d连接，吹扫区21与蓄热催化室 e连接，排气区(22、23、24)与蓄热催化室f 、g、h连接，盲区21与蓄热催化室a连接。待净 化的气体从蓄热催化室b、 c、 d进入，完成预热、催化净化、蓄热降温后从蓄热催化室f 、 g、 h 排出，吹扫风对蓄热催化室e吹扫，蓄热催化室a是盲区。再过一定时间后，再次换向，直到 八个工作阶段后完成一个循环周期。
权利要求一种有机废气蓄热式催化燃烧设备，其特征是设备由蓄热催化炉和旋转换向阀组成；蓄热催化炉是一方型腔体，外壳包保温材料；内部分上下两部分，上部是加热室，其内安装加热器装置，下部被隔板均匀分隔成4～16个蓄热催化室，在蓄热催化室内，由下至上依次堆砌蓄热体和催化剂；在蓄热催化室底部各焊接一个变径接头，由连接风管与旋转换向阀的进气区、排气区、吹扫区和盲区连接。
2. 根据权利要求1所述的有机废气蓄热式催化燃烧设备，其特征是方型蓄热催化炉下 部被隔板均匀分隔蓄热催化室的数量为4 16个，优选3和4的倍数，即为4个、6个、8个、 12个和16个。
3. 根据权利要求1所述的有机废气蓄热式催化燃烧设备，其特征是蓄热催化室内的蜂 窝陶瓷蓄热体上方有蜂窝陶瓷催化剂，催化剂与蓄热体的体积比为1 : 2 6。
4. 根据权利要求1所述的有机废气蓄热式催化燃烧设备，其特征是方型蓄热催化炉分 隔成n个蓄热催化室，其中一个蓄热催化室连接在旋转换向阀的吹扫区，一个蓄热催化室 连接在旋转换向阀的盲区，(n-2)/2个蓄热催化室连接在旋转换向阀的进气区，(n-2)/2个 蓄热催化室连接在旋转换向阀的排气区。
5. 根据权利要求1所述的有机废气蓄热式催化燃烧设备，其特征是气体旋转换向阀的 进气区和排气区之间设有吹扫区，在排气区与进气区之间设有盲区；旋转换向阀采用减速 马达启动，转速为5 35转/小时。
6. 根据权利要求1所述的有机废气蓄热式催化燃烧设备，其特征是气体的净化温度在 200 500。C之间。
7. 根据权利要求1所述的有机废气蓄热式催化燃烧设备，其特征是加热装置可用电加 热管或燃烧机。
专利摘要本实用新型公开了一种有机废气蓄热式催化燃烧设备，属环保设备技术领域。其特征是设备由蓄热催化炉和旋转换向阀组成；蓄热催化炉是一方型腔体，外壳包保温材料；内部分上下两部分，上部是加热室，其内安装加热器装置，下部被隔板均匀分隔成4～16个蓄热催化室，在蓄热催化室内，由下至上依次堆砌蓄热体和催化剂；在蓄热催化室底部各焊接一个变径接头，由连接风管与旋转换向阀的进气区、排气区、吹扫区和盲区连接。本实用新型设备具有安全性高、净化效率高、制造维护简单、运行节能和不产生NOX二次污染物的优点，是一种有良好发展前景的有机气体净化设备。
文档编号F23G7/07GK201448854SQ20092005380
公开日2010年5月5日 申请日期2009年4月1日 优先权日2009年4月1日
发明者曾荣辉 申请人:曾荣辉