一种应用于催化脱脂炉的气体净化分离装置的制作方法

本发明涉及一种催化脱脂炉的尾气处理设备，特别是一种应用于催化脱脂炉的气体净化分离装置。

背景技术：

催化脱脂的工艺原理是利用固态的聚甲醛（POM）在一定温度（约100℃）的酸性气氛下快速裂解成气态的甲醛分子的特性，其中酸作为一种催化剂而存在。其裂解式如下：

(CH₂O)_n(酸性溶液)——→nCH₂O

目前，催化脱脂过程中常用的催化剂是硝酸（HNO₃），强氧化性的硝酸（HNO₃）能快速的催化裂解POM而被工业生产广泛采用。但是硝酸的危险性极高，能灼伤人的皮肤，能损害人体内部的粘膜和呼吸道，与蛋白质接触，会生成一种鲜明的黄蛋白酸黄色物质,使人窒息，严重者死亡；对环境的污染也很大，是酸雨的形成原因之一。在硝酸无法被取代的前提下，应该减少其使用量。如使排放尾气中的硝酸重新利用，就可以使硝酸的使用量减少，降低对环境的污染，其他方面都可以得到优化。

传统的气体净化装置大多使用吸附、酸碱中和、置换等方式去除杂质，但是在粉末冶金金属注射成型技术中，需要保留酸性气体，即为保护酸性气体，保证其能二次利用，故传统的气体净化装置不宜在这技术领域里使用。其次，传统的气体净化装置从废气进入设备后，要先经过过滤器过滤掉颗粒物，然后再进入吸附区吸附净化。但是杂质中的石蜡、PE等的粘性太高，不易流动，容易堵住过滤器；吸附区往往会加一些具有中和特性的物质，会中和酸性气体，不宜使用。之后净化的气体由通风机排入大气或者进入其他仪器二次利用。

现有技术存在以下方面的缺陷：

1、酸性气体被碱中和：

HNO₃在传统的气体净化装置中发生中和反应：

H⁺+OH^-=H₂O

硝酸（HNO₃）被碱中和后不能回收利用，或者再次经过复杂的化学处理可以重新得到硝酸（HNO₃），但是这样会浪费时间，增加企业的经济负担。

2、过滤器容易被堵：

尾气的排放中，有HNO₃、N₂、石蜡、PE、PP等，经冷却后，石蜡、PE、PP等会黏贴在过滤器上，因为石蜡、PE、PP等的粘性高，不易被清理，容易堵住过滤器，需要经常拆卸清理，影响生产，很不方便。

3、传统的气体净化装置要经常拆卸出过滤器和碳纤维清洗和再生：

硝酸的危险性太高，而且杂质中石蜡、（CH₂O）、PE、PP等生成太多，传统的气体净化装置无法持续作用，经常拆卸清洗维修，增加危险性，也影响生产。

4、传统的气体净化装置不适于金属冶金注射成型技术领域生产

现有的气体净化装置系统在酸性环境下运作复杂，难以操作，而且设备占用空间大，会给一些小型企业带来一定的经济负担。

综上所述，现有技术存在气氛杂质影响产生、生产成本高、安全性能不足、对环境污染大、后期维护困难等技术缺陷。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的技术方案以解决现存的技术缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种应用于催化脱脂炉的气体净化分离装置，解决了现有技术存在的影响产品良品率、产品的生产效率低下、生产成本高、生产安全性不足、后期维护复杂等技术缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种应用于催化脱脂炉的气体净化分离装置，包括外箱体，所述外箱体内部设有内箱体，所述外箱体与内箱体之间设置有若干加热套，所述内箱体内部设置有冷却箱，所述冷却箱外侧壁与内箱体内侧壁相互隔离，所述内箱体分别在其上部和下部设置有进气通道和出气通道，所述冷却箱设置有与其内部空间连通的水管和气管。

作为上述技术方案的改进，所述冷却箱为水箱，所述水管包括长水管和短水管，所述长水管的下端口设置在水箱的内部底部，所述短水管的下端口设置在水箱内部顶部，所述气管为高压气管，气管的下端口连通到水箱内部顶部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述冷却箱下部悬空在内箱体内部，所述冷却箱上部通过冷却箱法兰固定在内箱体的上部上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述冷却箱在其周沿向外延伸有多片呈长薄片状的冷凝片。

作为上述技术方案的进一步改进，所述气体净化分离装置在其底部设置有杂质收集口，所述杂质收集口连通到内箱体的底部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内箱体在其内部底部位置设置有热电偶，所述热电偶下方设置有位于内箱体内部的加热丝。

作为上述技术方案的进一步改进，所述出气通道上设置有抽风机。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种应用于催化脱脂炉的气体净化分离装置，该种气体净化分离装置具有以下几个方面的优点：

1、本发明提供了气体净化分离装置，可让脱脂炉里排出的尾气的HNO₃、N₂能实现净化后被循环利用，使其进入脱脂炉里继续分解POM，节省生产原料，降低生产成本；

2、催化脱脂炉产生的尾气进入气体净化分离装置后，在高温区加热，在低温区冷却，冷却后的杂质（有石蜡、（CH₂O）、PE、PP等）附着在水箱和冷凝片上，硝酸（HNO₃）承液态流到内箱底部被加热丝加热气化，与N₂一起流入出气口，将可利用的物质循环利用，节约生产成本；

3、本发明提供的气体净化分离装置可以实现完全密封作业，确保脱脂炉里的POM能顺利催化脱脂，提升催化脱脂炉内部的良品率；

4、本发明提供了的气体净化分离装置的气体在输送全过程加热，净化后的HNO₃、N₂的温度不变，不影响脱脂炉的催化裂解过程；

5、采用本发明提供的气体净化分离装置后，催化脱脂炉可减少硝酸的使用量，减少尾气中硝酸产生的氮氧化物排放，减少污染，对环境有更好的保护。

该种应用于催化脱脂炉的气体净化分离装置解决了现有技术存在的影响产品良品率、产品的生产效率低下、生产成本高、生产安全性不足、后期维护复杂等技术缺陷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的原理示意图；

图2是本发明中冷却箱的水平截面示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合，参照图1、图2。

想要分离出HNO₃和N₂，就要先把杂质去除。这里分离杂质的原理就是固态，液态，气态的过滤。先把气态杂质液化、凝固，使其成为液体或固体，然后过滤，既可以实现HNO₃和N₂的分离。

为此，本发明提供一种应用于催化脱脂炉的气体净化分离装置，包括外箱体1，所述外箱体1内部设有内箱体2，所述外箱体1与内箱体2之间设置有若干加热套3，所述内箱体2内部设置有冷却箱4，所述冷却箱4外侧壁与内箱体2内侧壁相互隔离，所述冷却箱4下部悬空在内箱体2内部，所述冷却箱4上部通过冷却箱法兰固定在内箱体2的上部上，所述冷却箱4在其外表面向外延伸有多片呈长薄片状的冷凝片41，所述内箱体2分别在其上部和下部设置有进气通道22和出气通道23，所述出气通道23上设置有抽风机24，所述冷却箱4设置有与其内部空间连通的水管和气管51，所述冷却箱4为水箱，所述水管包括长水管52和短水管53，所述长水管52的下端口设置在水箱的内部底部，所述短水管53的下端口设置在水箱内部顶部，所述气管51为高压气管，气管51的下端口连通到水箱内部顶部，所述气体净化分离装置在其底部设置有杂质收集口6，所述杂质收集口6连通到内箱体2的底部，所述内箱体2在其内部底部位置设置有热电偶7，所述热电偶7下方设置有位于内箱体2内部的加热丝8。

当设备开始工作时，先在冷却箱4里注入冷却水，冷却水要从长水管52流进，从短水管53流出，这样可以确保冷却箱4能注满水，同时也能加快冷却作用；同时加热套3也开始加热。这时，尾气通过进气通道22进入气体净化分离装置，所述加热套3开始加热工作，保证其附近都是高温，所述内箱体2同时被加热，内箱体2附近升温，形成高温区；冷却水持续从长水管42注入冷却箱4，保证冷却箱4附近都是低温，形成低温区。尾气在高温区被加热，在低温区被冷却，循环不息，使尾气中的石蜡、PE、HNO3、（CHO）n（n≤10）等凝固，并附着在冷却箱4的外壁面和冷凝片41的表面上。

因为液化后的HNO3的粘性相对其它杂质较低，容易流动，会流到内箱体2底部，并由加热丝8加热气化后，在抽风机24的作用下，通过出气通道23流出。而石蜡、PE、（CHO）n（n≤10）等的粘性高，不易流动，会继续粘冷却箱4外壁面和冷凝片41的表面上。

当设备停止工作时，为确保脱脂炉里的尾气能被完全排出，N2在这个过程要一直保持通气。同时，当要清除净化装置里的杂质时，冷却水要停止注入，这时应该通过气管51通入压缩空气进入冷却箱4，使冷却水从长水管52流出去，这样可确保冷却箱4里剩余少量水或无水。这时，加热套3继续加热，使石蜡、PE、（CHO）_n（n≤10）等成为液体流入到底部，进入杂质收集口6流出。有必要时，可以把冷却箱4从箱体里取出清洗。

本发明中各部件的功能如下：所述外箱体1的作用是保护加热套3，并固定，具有保温作用；所述冷却箱4的作用是流入冷却水以降低尾气温度，使其中杂质冷却成固体或液态，方便分离，并提供其附着点；所述内箱体2的作用是让加热套3附着在其外表面固定，保护加热套3，并传递热量；所述加热套3的作用是保持内腔温度，保证气体能从高温往低温流动；所述冷凝片41的作用是提供冷却后的杂质的附着点，即增大冷却附着点面积；所述热电偶7的作用是探测出气通道23处，气体流出去时的温度，也是检测加热丝8加热时的温度；所述加热丝8的作用是当流出去的气体温度低时，也是其附近有附着硝酸液体时，通过加热丝8的加热，使硝酸气化成气体流出去；所述抽风机24的作用是抽出净化后的气体，加快气体的流动性。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。