一种基于多孔介质的vocs催化燃烧器
技术领域
1.本实用新型涉及vocs环保治理技术领域，尤其涉及一种基于多孔介质的vocs催化燃烧器。
背景技术：
2.目前工业上根据处理方式的不同，vocs治理技术分为回收和销毁两大类。对于高浓度（大于5000mg/m3）或比较昂贵的vocs，普遍采用回收技术回收循环利用；而对于中等浓度或低浓度（小于1000mg/m3）的vocs，普遍采用降解或销毁技术。
3.销毁技术中，焚烧法以系统简单，占地面积小，控制方便，处理效率高，不产生二次污染，投资成本低等诸多优点，在vocs销毁处理方面得到了较快的发展，最早的焚烧方法是直燃式焚烧方法（thermal oxidizer，简称to）；因为工业废气中vocs的含量非常不稳定，to技术需要消耗大量的辅助燃料，确保燃烧室温度维持在760℃以上。
4.在to技术基础上进行了三种方向的技术演变：第一种是增强燃烧产物的换热能力，即对含vocs废气的焚烧产物热量进行回收，用于加热原始废气或助燃空气，该种技术称为蓄热式热氧化炉（regenerative thermal oxidizer，简称rto）；第二种是利用催化燃烧技术，降低燃烧温度，使燃烧设备的运行温度从760℃以上降低至300-400℃，该种技术称为催化剂焚烧炉（catalytic oxidation，简称co）可显著减少辅助能源消耗和散热损失。
5.然而rto和to技术一样，因为较高的焚烧温度，不可避免地消耗了辅助燃料维持较稳定的焚烧温度，同时引起了较多的nox的排放，在不同程度上存在稳定性低、运行成本高、二次污染严重、适应性差等问题；co技术将运行温度降低至300-400℃，仍然需要对废气加热从而耗费大量热能。
6.本实用新型在增强燃烧产物换热能力和利用催化燃烧技术之外，通过物理结构的优化创新，开发出一种基于多孔介质的vocs催化燃烧器，通过多孔介质燃烧，具有功率密度大，调节范围广，贫燃极限低、对低热值气体适应性强，强化燃烧速率；通过多孔催化剂将运行温度降低至300-400℃，减少副产物nox的排放。多孔介质、多孔催化剂串联组合多孔介质催化装置，实现结构紧凑的技术特点。
技术实现要素：
7.本实用新型的目的在于提出一种基于多孔介质的vocs催化燃烧器，通过多孔介质燃烧，具有功率密度大，调节范围广，贫燃极限低、对低热值气体适应性强，强化燃烧速率；通过多孔催化剂将运行温度降低至300-400℃，减少副产物nox的排放；多孔介质、多孔催化剂串联组合多孔介质催化装置，实现紧凑结构；回流气道连接至预混装置再次对焚烧产物热量进行回收，提升节能效率。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案。
9.一种基于多孔介质的vocs催化燃烧器，包括进口烟道和出口烟道、预混装置、多孔介质催化装置。
10.所述多孔介质催化装置内部并列布置若干多孔燃烧器单元，所述多孔燃烧器单元由平行直线或平行折线形状的多孔介质和多孔催化剂串联组成。
11.所述出口烟道由回流烟道和排放烟道组成，所述回流气道连接至预混装置。
12.优选的，所述预混装置内设有喷射装置，vocs废气经所述预混装置与所述回流气道的高温烟气混合，辅助燃料经所述喷射装置进一步混合。
13.优选的，所述喷射装置内设有点火装置。
14.优选的，所述预混装置和进口烟道的交接变径部分设置有导流板。
15.优选的，所述出口烟道设置有热回收装置。
16.优选的，所述多孔介质为蜂窝状陶瓷基体。
17.本实用新型的有益效果为。
18.1．通过多孔介质燃烧，具备功率密度大，调节范围广，贫燃极限低、对低热值气体适应性强等特点。
19.2．多孔催化剂催化燃烧将运行温度降低至300-400℃，减少副产物nox的排放，降低运行成本。
20.3．多孔介质、多孔催化剂串联组合多孔介质催化装置，实现紧凑结构，解决国内的传统催化燃烧装置存在分体式布置、占地面积大、运行成本较高等技术痛点。
21.4．回流气道连接至预混装置再次对焚烧产物热量进行回收，提升节能效率。
附图说明
22.图1为一种基于多孔介质的vocs催化燃烧器的整体结构图。
23.其中，预混装置1、喷射装置2、点火装置3、导流板4、进口烟道5、多孔介质催化装置6、出口烟道7、热回收装置8。
具体实施方式
24.下面结合附图及具体实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。
25.如图1所示：一种基于多孔介质的vocs催化燃烧器，包括进口烟道5和出口烟道7、预混装置1、多孔介质催化装置6。
26.所述多孔介质催化装置6内部并列布置若干多孔燃烧器单元，所述多孔燃烧器单元由平行直线或平行折线形状的多孔介质和多孔催化剂串联组成。
27.所述出口烟道7由回流烟道和排放烟道组成，所述回流气道连接至预混装置1。
28.多孔介质预混燃烧特点是燃烧设备的热效率较高，其原因有以下两个方面：燃气与空气预先充分混合, 在过剩空气很小的情况下也可达到完全燃烧；由于辐射作用, 多孔介质的高温后部对低温的前部进行加热, 从而达到对未反应的燃气混合物的预热作用, 加快了燃烧速度。
29.加入多孔介质的燃烧器由于对流，导热和辐射三种换热方式的存在，使燃烧区域温度趋于均匀，保持较平稳的温度梯度；在燃烧稳定的同时还具有较高的容积热强度；与自由空间燃烧相比，预混气体在多孔介质中的燃烧具有功率密度大，调节范围广，贫燃极限低、对低热值气体适应性强、nox污染物排放低和结构紧凑等优点。
30.多孔介质和催化燃烧技术耦合反应后，通过将催化剂和多孔介质串联布置，可以
进一步强化燃烧速率，实现紧凑结构。
31.所述出口烟道7分为回流烟道和排放烟道两路烟道，回流烟道连接预混装置1，致使vocs经过预混装置1与回流烟道的高温烟气进行混合。
32.优选的，所述预混装置1内设有喷射装置2，vocs废气经所述预混装置1与所述回流气道的高温烟气混合，辅助燃料经所述喷射装置2进一步混合。
33.优选的，所述喷射装置2内设有点火装置3。
34.优选的，所述预混装置1和进口烟道5的交接变径部分设置有导流板4。
35.喷射装置2置于预混装置1之中，点火装置3置于喷射装置2之中，辅助燃料（油、天然气）经过喷射装置2送入预混装置1与vocs、高温烟气进行预混后点火。
36.优选的，所述出口烟道7设置有热回收装置8。
37.优选的，所述多孔介质为蜂窝状陶瓷基体。
38.多孔介质为蜂窝状陶瓷基体。仅具备蓄热功能的为多孔介质，另外表面附着有催化活性物质的成为多孔催化剂。两者材料不同，在燃烧中的作用也不同。
39.用于燃烧器的蜂窝状陶瓷基体材料一般有：碳化硅、氮化硅、莫来石、堇青石、氧化镐以及氧化铣；粘结材料有镁土和钇等；常用的多孔催化剂多孔介质载体材料有γ-al2o3、sio2、分子筛、tio2、金属氧化物、黏土、钙钛矿、堇青石、碳载体等。
40.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。