一种处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置的制作方法

本实用新型属于废气处理装置，具体涉及一种处理极低浓度石油炼制工业VOCS的非定态催化燃烧装置。

背景技术：

目前，有机废气排放通常直接排放或通过普通燃烧后排放，直接排放污染环境，普通燃烧存在燃烧成本高，装置结构复杂，燃烧温度高，且存在安全隐患。

技术实现要素：

为了解决背景技术中问题，本实用新型公开一种处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，利用流向变换催化燃烧，实现催化燃烧反应自维持，操作方便、节省成本、催化效率高。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，该装置包括绝热催化燃烧反应器，所述反应器为密封圆柱筒体18，在筒体18外设有密封夹套，在筒体18与夹套之间设有气凝胶毡填充层15，在筒体18的上、下两端均分别设有进气口和出气口，在进气口和出气口均对应设有电动阀，进气口电动阀和出气口电动阀之间通过线路连接，在线路上均对应设有时间继电器，上、下进气口分别通过进气管道与石油炼制工业VOCS气源1连接，上、下出气口分别通过出气管道与系统排气口13连接，在筒体18内部空腔中部设有催化剂床层12，在筒体18的上下端口与催化剂床层12之间的空腔内均分别设有气体分布器、蓄热层，在筒体18和气凝胶毡填充层15之间且与催化剂床层12相对应位置的环形区域内设有电加热器16。

所述装置还包括防飞温系统，防飞温系统包括第二空压机2B、温控阀8、温控仪9、热电偶17、空气进口10及相应的空气管道，空气进口10和热电偶17间隔设在筒体18上且与催化剂床层12相对应位置，空气进口10通过空气管道与第二空压机2B连接，在所述空气管道上依次设有稳压阀3和温控阀8，热电偶17通过线路与温控仪9输入端连接,温控仪9输出端与温控阀8连接，第二空压机2B通过空气管道和反应器上的空气进口10与催化剂床层12连接。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，在筒体18的上进气口、上出气口对应设有上进气口电动阀6B、上出气口电动阀19B，上进气口电动阀6B与上出气口电动阀19B之间通过线路Ｂ连接，在线路Ｂ上设有时间继电器B7B，在筒体18的下进气口、下出气口对应设有下进气口电动阀6A、下出气口电动阀19A，下进气口电动阀6A与下出气口电动阀19A之间通过线路Ａ连接，在线路Ａ上设有时间继电器A7A。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，上进气口电动阀6B、下进气口电动阀6A分别与筒体18的上、下进气口对应连接，上出气口电动阀19B、下出气口电动阀19A分别与筒体18的上、下出气口对应连接，电动阀门的启动和反应物的流向变换分别通过时间继电器A7A和时间继电器B7B控制调节，其中，时间继电器A7A调节下进气口电动阀6A和下出气口电动阀19A，时间继电器B7B调节上进气口电动阀6B和上出气口电动阀19B，时间继电器对应控制电动阀动作保证下进气口电动阀6A和上出气口电动阀19B同时开、关，上进气口电动阀6B和下出气口电动阀19A同时开、关，并且，位于同一端口的进气口电动阀开启时出气口电动阀关闭，同一端口的进气口电动阀关闭时出气口电动阀开启，低浓度石油炼制工业VOCS气体按照一定的流向变换周期交替进入绝热催化反应器。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，蓄热层包括上蓄热体11A、下蓄热体11B，上蓄热体11A和下蓄热体11B分别对应设置在筒体18的上、下端口与催化剂床层12之间的空腔内，蓄热层为整体式蜂窝状堇青石-莫来石蓄热体。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，气体分布器包括上气体分布器14A、下气体分布器14B，上气体分布器14A设置在筒体18的上端口与上蓄热体11A之间的空腔内，下气体分布器14B设置在筒体18的下端口与下蓄热体11B之间的空腔内。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，在石油炼制工业VOCS气源1与筒体18的上、下进气口连接的进气管道上依次设有第一空压机2A、稳压阀3、质量流量计4、压力表5。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，催化剂为整体式蜂窝状金属氧化物催化剂。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有下述有益效果：

1.本实用新型采用绝热反应器，并在反应器内设蓄热体，反应初期释放热量储存在蓄热体内，改变进气方向，利用储存热量加热后续进入反应器内的气体，使催化燃烧反应顺利进行，实现催化燃烧反应自维持；

2. 本实用新型采用防飞温系统，可以使系统有热点出现时迅速将整体温度降到安全的温度范围内，防止蓄热体内部温度过高而发生爆炸的风险；

3. 本实用新型采用气体分布器、整体式蓄热体和整体催化剂，使系统压力损失小，催化效率和蓄热性能良好。

附图说明

附图1为本实用新型剖视图；

附图2 本实用新型反应器F向截面图；

附图3含苯类石油炼制工业VOCS气催化燃烧转化率；

附图4气体流向从上向下时催化剂床层温度分布图；

附图5气体流向从下向上时催化剂床层温度分布图；

图中：1、石油炼制工业VOCS气源；2A、第一空压机；2B、第二空压机；3、稳压阀；4、质量流量计；5、压力表；6A、下进气口电动阀；6B、上进气口电动阀；7A、时间继电器A；7B、时间继电器B；8、温控阀；9、温控仪；10、空气进口；11A、上蓄热体；11B、下蓄热体；12、催化剂床层；13、系统排气口；14A、上气体分布器；14B、下气体分布器；15、气凝胶毡填充层；16、电加热器；17、热电偶；18、筒体；19A、下出气口电动阀；19B、上出气口电动阀。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。

结合附图1-2所述的一种处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，该装置包括绝热催化燃烧反应器，所述反应器为密封圆柱筒体18，在筒体18外设有密封夹套，在筒体18与夹套之间设有气凝胶毡填充层15，在筒体18的上、下两端均分别设有进气口和出气口，在进气口和出气口均对应设有电动阀，进气口电动阀和出气口电动阀之间通过线路连接，在所述线路上均对应设有时间继电器，上、下进气口均通过进气管道与石油炼制工业VOCS气源1连接，上、下出气口均通过出气管道与系统排气口13连接，在筒体18内部空腔中部设有催化剂床层12，在筒体18的上下端口与催化剂床层12之间的空腔内均分别设有气体分布器、蓄热层，在筒体18和气凝胶毡填充层15之间与催化剂床层12位置的对应环形区域内设有电加热器16。

所述装置还包括防飞温系统，防飞温系统包括第二空压机2B、温控阀8、温控仪9、热电偶17、空气进口10及相应的空气管道，空气进口10和热电偶17间隔设在筒体18上且与催化剂床层12相对应位置，空气进口10通过空气管道与第二空压机2B连接，在所述空气管道上依次设有稳压阀3和温控阀8，热电偶17通过线路与温控仪9输入端连接,温控仪9输出端与温控阀8连接，第二空压机2B通过空气管道和反应器上的空气进口10与催化剂床层12连接。

本实用新型设置防飞温系统，防止催化燃烧反应释放热量不稳定而使反应器产生飞温现象，当催化剂床层12温度超过设置的温度时，热电偶17传递信号给温控仪9，温控仪9输出端控制温控阀8自动开启,空气风机2B向反应器内通入低温空气使催化剂床层12降温，当催化剂床层12温度降下来后，温控阀8自动关闭，停止空气进入，重新开始催化燃烧反应。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，在筒体18的上进气口、上出气口对应设有上进气口电动阀6B、上出气口电动阀19B，上进气口电动阀6B与上出气口电动阀19B之间通过线路Ｂ连接，在线路Ｂ上设有时间继电器B7B，在筒体18的下进气口、下出气口对应设有下进气口电动阀6A、下出气口电动阀19A，下进气口电动阀6A与下出气口电动阀19A之间通过线路Ａ连接，在线路Ａ上设有时间继电器A7A。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，上进气口电动阀6B、下进气口电动阀6A与筒体18的上、下进气口对应连接，上出气口电动阀19B、下出气口电动阀19A与筒体18的上、下出气口对应连接，阀门的启动和反应物的流向变换分别通过时间继电器A7A、时间继电器B7B控制调节，其中，时间继电器A7A调节下进气口电动阀6A和下出气口电动阀19A，时间继电器B7B调节上进气口电动阀6B和上出气口电动阀19B，时间继电器对应控制电动阀动作保证下进气口电动阀6A和上出气口电动阀19B同时开、关，上进气口电动阀6B和下出气口电动阀19A同时开、关，并且，位于同一端口的进气口电动阀开启时出气口电动阀关闭，同一端口的进气口电动阀关闭时出气口电动阀开启，低浓度石油炼制工业VOCS气体按照一定的流向变换周期交替进入绝热催化反应器。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，蓄热层包括上蓄热体11A、下蓄热体11B，上蓄热体11A和下蓄热体11B分别对应设置在筒体18的上、下端口与催化剂床层12之间的空腔内，蓄热层为整体式蜂窝状堇青石-莫来石蓄热体。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，气体分布器包括上气体分布器14A、下气体分布器14B，上气体分布器14A设置在筒体18的上端口与上蓄热体11A之间，下气体分布器14B设置在筒体18的下端口与下蓄热体11B之间。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，在石油炼制工业VOCS气源1与筒体18的进气口连接的进气管道上依次设有第一空压机2A、稳压阀3、质量流量计4、压力表5。

所述处理低浓度石油炼制工业VOCS非定态催化燃烧装置，催化剂为整体式蜂窝状金属氧化物催化剂。

本实用新型工作过程如下：

结合附图1-2，当上进气口电动阀6B开启时，石油炼制工业VOCS气体从反应器上进气口进入反应器，依次通过上气体分布器14A、上蓄热体11A，并被并被蓄热体11A加热，经过催化剂床层12燃烧反应放热后，将反应放出热量传给下半段的蓄热体11B后依次经过下气体分布器14B、下出气口电动阀19A、系统排气口13排出系统；在下一个周期，下进气口电动阀6B开启时，石油炼制工业VOCS气体反向从反应器下进气口进入反应器，依次通过下气体分布器14B、下蓄热体11B，并被并被蓄热体11B加热，经过催化剂床层12燃烧反应放热后，将反应放出热量传给上11A后依次经过上气体分布器14A、上出气口电动阀19B、系统排气口13排出系统，结合附图4、附图5前半周期，气体流向从上向下，催化剂床层12的温度随着床层高度增加而升高，后半周期，气流流向从下向上，催化床床层温度随着床层高度增加而降低。

结合附图3,本实用新型处理能力为1000m³/h，浓度分别为500mg/m³、1500mg/m³、2500mg/m³、3500mg/m³、4500mg/m³的含苯类石油炼制工业VOCS气，气体经过风机2A输送经上进气口电动阀6B进入绝热催化燃烧反应器内，气体自上而下依次通过上气体分布器14A、上蓄热体11A，催化剂床层由电加热器16加热到250-280℃，达到该废气的起燃温度，催化燃烧反应开始，此时关闭电加热器16，随着反应的进行，由于反应放热而使反应尾气温度升高，该部分尾气进入下蓄热体11B内，热量被储存在下蓄热体11B内，尾气依次经过下气体分布器14B、下出气口电动阀19A、系统排气口13排出系统；在下一个周期，同样的过程，含苯类石油炼制工业VOCS气经风机2A进入系统内，下进气口电动阀6A开启，气体反向自下而上通过下气体分布器14B、下蓄热体11B，并被蓄热体11B内储存热量加热，被加热的气体经过催化床剂层12燃烧反应放热，尾气将热量传给上蓄热体11A后经上气体分布器14A、开启的上出气口电动阀19B和系统排气口13排出系统，浓度分别为500mg/m³、1500mg/m³、2500mg/m³、3500mg/m³、4500mg/m³的含苯类石油炼制工业VOCS气在本实用新型中经过催化燃烧后，转化率均达到９０％以上。

本实用新型未详述部分为现有技术。

为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。