一种高效废气低温催化氧化设备的制作方法

文档序号:14398775

本实用新型涉及环境废气治理技术领域,特别涉及一种专注于工业有机废气的净化处理设备。



背景技术:

在人类日常生活或生产过程中,伴随着有害或有味气体的产生,对环境造成不利的影响。废气治理的技术发展,实现绿色生活和生产,对地球的生态环境的保护至关重要。

废气成份按照大类主要为有机废气和无机废气;在处理时要分别处理。

有机废气是石油化工、喷漆、制药、印刷所排放的最常见的污染物。挥发性有机废气是指沸点在50~260℃、室温下饱和蒸气压超过133.3Pa的易挥发性有机化合物。这些有机废气会造成空气污染,危害人类健康,其中大部分都是对人体健康和环境的毒害。一些有机物质被列为致癌物,如苯,多环芳烃,氯乙烯,乙腈等。由于挥发性有机气体的风险,大多数企业在其生产活动过程中都不免产生一定量的废气,这些产生的废气直接排放到大气中就不可避免地对空气造成污染,当前的事实是工业生产所产生的废气种类繁多,随着各个国家对环境保护的意识加强,废气治理技术也得以快速地发展,目前针对同一种废气存在着多种治理技术,不同治理技术的性能也会千差万别的。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型提供了一种高效废气低温催化氧化设备,对热量进行了回收,耗能低,净化效率高。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

一种高效废气低温催化氧化设备,其特征在于,包括换热器、蓄热层和催化氧化室;

所述换热器内设置有进风通道和出风通道;

所述进风通道的出口通过所述蓄热层连通于所述催化氧化室的进口,所述催化氧化室的出口通过所述蓄热层连通于所述出风通道的进口。

优选的,所述进风通道和所述出风通道的流向相反。

优选的,所述换热器为板式换热器。

优选的,所述进风通道和/或所述出风通道的数量为多个。

优选的,所述换热器内还设置有使得气体往复运动的导向条。

优选的,所述蓄热层采用镁铁砂为主晶相蓄热材料。

优选的,所述催化氧化室内还设置有废气预热组件。

优选的,所述废气预热组件为电加热管式或燃气式。

优选的,所述催化氧化室内还设置有测温装置,所述测温装置通讯连接于所述废气预热组件的控制系统。

从上述的技术方案可以看出,本实用新型提供的高效废气低温催化氧化设备,先对待处理废气进行高效板式换热,再通过蓄热层吸收热量预热,最后进入预热及催化氧化一体室进行预热及催化氧化反应,在高效净化催化剂表面完成低温催化氧化,氧化之后成分以二氧化碳和水蒸气为主,洁净无二次污染。低温催化氧化可以使废气在较低温度下进行氧化反应,不影响燃烧效率的同时降低燃烧温度,大大降低热量损耗。该设备可以与其他处理方法配合使用,实现对废气中的有机物和无机物的综合治理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的高效废气低温催化氧化设备的结构简图;

其中,1-换热器;2-蓄热层;3-催化氧化室。

图2为本实用新型实施例提供的换热器的进风示意图;

图3为本实用新型实施例提供的换热器的出风示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种高效废气低温催化氧化设备,利用新型高效废气净化催化剂,使有机废气在较低温度进行催化氧化反应;反应之后产生二氧化碳和水蒸气,无二次污染;另外,设有热量蓄热层,对氧化后的气体热量进行蓄热,利用蓄热层的热量再预热待氧化废气,提高热量利用率,避免热量损耗;待反应废气和已反应洁净废气经过多通道板式换热器,实现热量的再次利用,高效节能。整个设备包括废气高效换热器、蓄热层、废气预热及低温催化氧化一体室、以及PLC控制操作系统。整套设备具有:采用电加热或燃气辅助预热,耗能低无污染,热量回收效率高、反应温度低、净化效率高、整机运行费用低等特点,同时,PLC控制系统实现整机实时监测、控制,操作简单方便。

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的高效废气低温催化氧化设备,其核心改进点在于,包括换热器1、蓄热层2和催化氧化室3,其结构可以参照图1所示;

其中,换热器1内设置有进风通道和出风通道;

换热器1进风通道的出口通过蓄热层2连通于催化氧化室3的进口,催化氧化室3的出口通过蓄热层2连通于换热器1出风通道的进口。

工作流程如下:

待处理废气经过进风口进入换热器1,在其内部进行热交换,经过一级预热之后得到一定升温,然后再进入蓄热层2,在其内吸收洁净气体排放时被吸收的热量,对待处理废气进行二级预热,再次提升待处理废气的温度,经过两级预热后的废气,进入催化氧化室3,反应之后的洁净气体再通过蓄热层2,大部分热量被蓄热层2吸收之后,再通过换热器1内出风通道排出;在换热器2内出风通道与进风通道经过换热回收热量,最后通过管道排放。

从上述的技术方案可以看出,本实用新型实施例提供的高效废气低温催化氧化设备,通过换热器1和蓄热层2的先后两级换热,回收反应后洁净气体的热量对待处理废气进行预热,降低了设备的能耗,整机运行费用低。

作为优选,进风通道和出风通道内气体的流向正好相反,形成热量的梯度换热,有利于热量的回收。

具体的,换热器1为板式换热器,包括进风换热板框和出风换热板框,具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、使用寿命长等特点。

在本实施例中,换热器1的进风通道和/或出风通道的数量为多个。进风换热板框和出风换热板框组成多个独立通道,相互独立,多组并排增大换热面积。这里采用多通道板式高效换热器1,使待反应废气和已反应洁净废气在各自多通道相互流动,多通道大大增加换热面积,提高换热效率。

为了进一步优化上述的技术方案,换热器1内还设置有使得气体往复运动的导向条。通过添加导向条,使得气体在换热板内往复运动,增加换热时间,提高换热效率。

作为优选,蓄热层2采用镁铁砂为主晶相蓄热材料,具有蓄热量大,放热时间长,耐腐蚀,强度大等优点。当反应后洁净气体排放时,蓄热层2吸收洁净气体热量,利用吸收的热量预热待反应废气,从而提高设备的热量回收率。

催化氧化室3的结构可以参照图1所示,其内中间设置有多层催化氧化床,气体进口设置在催化氧化床的四周底部。待处理废气由下至上进入催化氧化室3后,再由四周向中间流动,并由上至下依次穿过多层催化氧化床,与其充分接触保证反应有效进行。

在本实施例中,催化氧化室3内还设置有废气预热组件,形成废气预热及催化氧化一体室,以保证足够的反应温度。

具体的,废气预热组件为电加热管式或燃气式。

为了进一步优化上述的技术方案,催化氧化室3内还设置有测温装置,测温装置通讯连接于废气预热组件的控制系统;该控制系统能够根据测温装置的监测结构实时调整废气预热组件的辅热大小。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍:

本专利实施例提供了一种高效废气低温催化氧化设备,包括:废气高效换热器1、蓄热层2、废气预热及催化氧化一体室以及PLC控制操作系统等。

废气高效换热器1是由相互独立的多通道进出风口换热板组成,进风换热板和出风换热板内气体的流向正好相反,形成热量的梯度换热,且通过添加导向条,使得气体在换热板内往复运动,增加换热时间,提高换热效率;

进风口换热板框和出风口换热板框组成多个独立通道,相互独立,多组并排增大换热面积,即图2和图3所示;

蓄热层2采用新型镁铁砂为主晶相蓄热材料,当反应后洁净气体排放时,蓄热层吸收洁净气体热量,利用吸收的热量预热待反应废气,从而提高设备的热量回收率;

废气预热及催化氧化一体室,设有多层催化氧化床,选用新型废气净化催化剂,催化温度低,治理效果好,反应彻底;同时整合有废气预热组件,可采用电加热管式预热方式,也可选用燃气作为预热燃料辅助预热;内部设有多个测温点,实时监测反应室温度,并结合PLC控制系统在线监控控制温度变化;

PLC控制操作系统,采用PID控制,动态调整预热功率或燃气注入量,变频控制离心风机的实时风量,保证催化氧化温度的同时,严格控制能耗,保证系统平稳、可靠的运行。

按照废气处理方法分类,目前主要包括:吸附法、吸收法、生物法、氧化法、燃烧法。本方案采用复合技术,先对废气中的有机物进行浓缩,使低浓度大风量的废气转换为高浓度小风量的废气,浓缩之后的高浓度废气可以在催化剂的作用下进行无火焰燃烧,同时自身燃烧产生的温度可以满足燃烧温度,无需再外部预热,催化燃烧生成CO2和H2O,化学方程式如下:

具体工作流程如下:

待处理工业废气经过高效板式换热器进风口通道进入高效板式换热器1,在换热器1内部进行热交换预热,使常温气体经过一级预热之后得到一定升温,然后再进入蓄热层2,在蓄热层2内,吸收洁净气体排放时被吸收的热量,对待处理废气进行二级预热,再次提升待处理废气的温度,经过两级预热后的废气,进入废气预热及催化氧化一体室,废气预热及催化氧化一体3内设有多层新型净化催化氧化床,同时整合有废气预热组件,废气预热组件采用电加热管式预热方式,也可选用燃气作为预热燃料辅助预热;另外,废气预热及催化氧化一体室内部设有多个测温点,实时监测反应室腔室各个点温度,结合PLC控制系统在线监控控制温度变化;废气在废气预热及催化氧化一体室内的净化催化氧化床上进行低温催化氧化反应,反应温度较其他催化氧化反应低,反应平稳可靠,反应之后的洁净气体(二氧化碳和水蒸气)再通过蓄热层2,大部分热量被蓄热层2吸收之后,再通过高效板式换热器1内的出风口通道排出;在高效板式换热器2内出风口通道与进风口通道经过充分换热,最大程度回收热量,最后通过管道排放。

另外,本专利提供的高效废气低温催化氧化设备,不仅可以单独处理工业有机废气,也可通过与其他无机废气治理工艺相结合,实现工业废气的一体化治理。

整个设备主要特点是将废气热量交换回收再利用、废气预热辅热以及废气低温催化氧化整合一体,实现一体化在线治理工艺,其主要包括:废气高效换热器、蓄热层、废气预热及催化氧化一体室、在线监测装置以及PLC自动化控制操作系统等。其核心是利用新型废气蓄热材料对热量进行回收和再利用,并结合高效板式换热技术,最大限度回收再利用反应热量;另外,新型废气净化催化剂明显降低废气氧化温度,配合多个温度检测实时调整预热辅热大小和风机的风量,使催化氧化室稳定在最佳的反应温度范围内。主要创新点有:

1、高效板式换热器采用多通道独立进出口设计方式,将进风口通道和出风口通道依次并排组装,增大进出风通道的接触面积,增加热量回收率,提高换热效率;

2、蓄热层选用新型镁铁砂为主晶相蓄热材料,具有蓄热量大,放热时间长,耐腐蚀,强度大等优点,充分回收洁净气体热量,增大热量回收;

3、废气预热及催化氧化一体室选用多种废气预热补充方式,既可电加热方式补充预热废气,也可通过燃气作为预热燃料预热废气,预热方式安全可靠,无二次污染;

4、废气净化催化氧化床选用新型废气净化催化剂,反应温度低,可在260℃-350℃进行反应,反应彻底稳定;

5、高效废气低温催化氧化设备将高效板式换热器、蓄热层、预热组件、以及废气净化催化氧化床整合在一起,整个设备集成度高,保证每个流程紧密衔接,无繁琐管道;

6、整机再用动态监测,实时控制风机风量、预热功率等参数,精确控制反应室温度,避免反应室温度过低或过高导致反应不完全;自动化控制系统保证系统安全可靠运行。

综上所述,本实用新型实施例公开了一种高效废气低温催化氧化设备,利用新型高效废气净化催化剂,降低废气氧化温度,提高废气净化效率;设有热量蓄热层,对氧化后的气体热量进行蓄热,利用蓄热层的热量再预热待氧化废气,提高热量利用率,避免热量损耗;待反应废气和已反应洁净废气经过多通道板式换热器,实现热量的再此利用,高效节能。整个设备包括废气高效换热器、蓄热层、废气预热及低温催化氧化一体室、以及PLC控制操作系统。整套设备具有:采用电加热或燃气辅助预热,耗能低无污染,热量回收效率高、反应温度低、净化效率高、整机运行费用低等特点;同时,PLC控制系统实现整机实时监测、控制,操作简单方便。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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