一种低温催化式燃气红外加热器及其催化剂的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种低温催化式燃气红外加热器，包括壳体、燃气导管、燃气均化组件、干式预热电热管及活性铝催化剂层，其中，上述壳体内部为空腔结构；上述燃气导管设置在壳体的空腔结构内；上述燃气均化组件设置在燃气导管的下部，以便将燃气导管释放的燃气均化；上述干式预热电热管设置在燃气均化组件内，以便预热催化剂层并激活催化剂层上的催化剂；上述活性铝催化剂层设置在燃气均化组件的下部，均化后的燃气在活性铝催化剂层中进行催化燃烧反应，在催化剂层的表面形成低能量基，生成振动激发态产物，并以红外辐射方式释放能量。本发明节能环保，低噪音，高效率。
【专利说明】一种低温催化式燃气红外加热器及其催化剂的制备工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及加热设备，特别指一种低温催化式燃气红外加热器及其催化剂的制备 工艺。
【背景技术】
[0002] 电红外技术问题：可以发射全波段的红外光谱，并得到广范应用。缺点是一次投资 和运营成本高，能源利用率低。
[0003] -般燃气红外技术问题：红外辐射加热仍采用气相燃烧，存在燃烧温度高、容易回 火、氮氧化合物NOX、C0和未完全燃烧的碳氢化合物UHC排放量高，对某些烘干物的品质有 影响，污染环境。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种节能环保，低噪 音，高效率的低温催化式燃气红外加热器及其催化剂的制备工艺。
[0005] 本发明采取的技术方案如下：
[0006] -种低温催化式燃气红外加热器，包括壳体、燃气导管、燃气均化组件、干式预热 电热管及活性铝催化剂层，其中，上述壳体内部为空腔结构；上述燃气导管设置在壳体的空 腔结构内；上述燃气均化组件设置在燃气导管的下部，以便将燃气导管释放的燃气均化； 上述干式预热电热管设置在燃气均化组件内，以便预热催化剂层并激活催化剂层上的催化 齐U;上述活性铝催化剂层设置在燃气均化组件的下部，均化后的燃气在活性铝催化剂层中 进行催化燃烧反应，在催化剂层的表面形成低能量基，生成振动激发态产物，并以红外辐射 方式释放能量。
[0007] 优选地，所述的壳体为矩形体，材料为不锈钢扳金；上述燃气导管设置在壳体上盖 的内壁下部。
[0008] 优选地，所述的燃气导管通过固定件固定在壳体的上盖内壁上，燃气导管上设有 进气管，进气管贯穿壳体的上盖并与燃气导管连通，以便将外部燃气导入燃气导管中。
[0009] 优选地，所述的燃气均化组件包括铝网孔板、第一纤维层及第二纤维层，其中，上 述铝网孔板设置在燃气导管的下部，第一纤维层设置在铝网孔板的下部；上述干式预热电 热管设置在第一纤维层的下部，第二纤维层设置在干式预热电热管的下部；燃气从燃气导 管中导出，依次穿过铝网孔板、第一纤维层及第二纤维层进行均化。
[0010] 优选地，所述的干式预热电热管通过连接件连接外设的电源；连接件连接在电气 接线盒内；电源提供电能给干式预热电热管，以便将电能转化为热能使催化剂层预热。
[0011] 优选地，所述的壳体的底部为开口，上述催化剂层设置在壳体的底部开口上方，催 化剂层的下部设有不锈钢护网，不锈钢护网的两端通过护网压条固定在壳体上。
[0012] 一种催化剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0013] 1)、取一定尺寸的伽玛三氧化铝甩丝毯秤重，得到重量A，并做吸水试验，吸水后得 到重量B，吸水量为B-A = C，
[0014] a、根据吸水试验结果，配制硝酸含量为10%的溶液，并放入超声水浴波清洗机中， 将步骤1中的伽玛三氧化铝甩丝毯放入硝酸溶液中清洗4小时，
[0015] b、将清洗好的伽玛三氧化二铝甩丝毯捞出，摊铺到不锈钢筛网片上晾4小时，再 放入电热恒温（鼓风）干燥箱，设定烘干温度120°C，直至烘干；
[0016] 2)、根据第一步骤秤得的伽玛三氧化二铝甩丝毯重量，配制负载量为0. 5%氯钼酸 与5%盐酸的水溶液，用量等于吸水试验结果即重量C，同时加入0. 1%的柠檬酸或丁酸等 并搅拌10分钟。
[0017] 3)、将经过酸洗烘干后的伽玛三氧化铝甩丝毯放入已配制好的氯钼酸催化剂溶液 中，浸渍12小时；取出放入电热恒温（鼓风）干燥箱，设定烘干温度120°C，直至烘干。
[0018] 4)、烘干好伽玛三氧化二铝甩丝毯进行还原反应，设定还原烘干温度420°C，还原 6小时即可使用。
[0019] 优选地，上述步骤1-3中的水溶剂为去离子水。
[0020] 本发明的有益效果在于：
[0021] 1、高效节能技术：
[0022] 该加热器采用高活性氧化铝的整体式燃烧催化剂，改变了燃烧反应能量释放方 式，燃烧能量完全以红外辐射方式释放，从而避免了由可见光造成的能量损失，使燃气燃烧 的能量得到最充分和最有效的利用。通过降低维持燃烧反应所需的反应温度，节省燃烧反 应本身对燃料燃烧能量的消耗。与普通催化燃气红外加热器对燃料燃烧能量相比较，低温 催化燃烧技术可节能20%以上。与相同功率电红外比，节能65%。另外本产品烘干过程中 为直接辐射，烘干时间是采用其他烘干方式1/3,从而提高了生产率，更减低了生产成本。
[0023] 2、低C0控制技术：
[0024] 活性氧化铝作为一种重要的特种氧化铝产品，它是一种多孔性、高分散度的固体 材料，有很大的表比面积，其微孔表面具备催化作用所要求的特性，储氧能力强。材料具有 在富氧条件下储存氧气、而在贫氧条件下释放氧气的双效功能。用其制作的氧化铝催化剂， 应用于催化燃烧加热器上，能为燃烧反应提供充分的表面吸附氧，以确保燃烧反应完全。在 反应完全进行的同时，通过催化剂的选择性来有效地抑制生成有毒有害物质的副反应发 生，基本上不产生或很少产生NO、C0和UHC等污染物。
[0025] 3、低Ν0Χ控制技术：
[0026] 采用了高选择性贵金属催化剂，使催化燃烧反应过程严格按照设计来进行。反应 物自由基在催化剂表面引发，使燃烧反应被控制在催化剂表面进行，燃气在活性氧化铝催 化层燃烧，燃烧温度在500-600°C，在催化剂作用下，燃气实现完全燃烧，由于催化燃烧温度 较低，催化式燃气红外加热器中基本上没有Ν0Χ生成，因此催化燃烧将烟气中的Ν0Χ排放量 减至最低。
[0027] 4、低噪音控制技术：
[0028] 高性能活性三氧化铝储氧材料和多孔性高分散度，有很大的表比面积的固体材 料。确保燃烧反应在催化剂表面进行，催化燃烧实现了真正意义上的红外辐射燃烧和无火 焰燃烧。避免了普通燃气红外加热器气相燃烧时的强气流噪声。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的结构示意图。
[0030] 图中：1、壳体；11、固定件；2、燃气导管；21、进气管；3、铝网孔板；4、第一纤维层； 5、干式预热电热管；51、连接件；6、电气接线盒；7、第二维层；8、催化剂层；9、不锈钢护网； 10、护网压条。
【具体实施方式】
[0031] 下面将结合附图对本发明作进一步描述：
[0032] 如图1所示，本发明采取的技术方案如下：一种低温催化式燃气红外加热器，包括 壳体1、燃气导管2、燃气均化组件、干式预热电热管5及活性铝催化剂层8,其中，上述壳体 1内部为空腔结构；上述燃气导管2设置在壳体1的空腔结构内；上述燃气均化组件设置在 燃气导管2的下部，以便将燃气导管2释放的燃气均化；上述干式预热电热管5设置在燃气 均化组件内，以便预热催化剂层8并激活催化剂层8上的催化剂；上述活性铝催化剂层8设 置在燃气均化组件的下部，均化后的燃气在活性铝催化剂层8中进行催化燃烧反应，在催 化剂层8的表面形成低能量基，生成振动激发态产物，并以红外辐射方式释放能量。
[0033] 壳体1为矩形体，材料为不锈钢扳金；上述燃气导管2设置在壳体1上盖的内壁下 部。
[0034] 燃气导管2通过固定件11固定在壳体1的上盖内壁上，燃气导管2上设有进气管 21，进气管21贯穿壳体1的上盖并与燃气导管2连通，以便将外部燃气导入燃气导管2中。
[0035] 燃气均化组件包括铝网孔板3、第一纤维层4及第二纤维层7,其中，上述铝网孔板 3设置在燃气导管2的下部，第一纤维层4设置在铝网孔板3的下部；上述干式预热电热管 5设置在第一纤维层4的下部，第二纤维层7设置在干式预热电热管5的下部；燃气从燃气 导管2中导出，依次穿过铝网孔板3、第一纤维层4及第二纤维层7进行均化。
[0036] 干式预热电热管5通过连接件51连接外设的电源；连接件51连接在电气接线盒 6内；电源提供电能给干式预热电热管5,以便将电能转化为热能使催化剂层预热。
[0037] 壳体1的底部为开口，上述催化剂层8设置在壳体1的底部开口上方，催化剂层8 的下部设有不锈钢护网9,不锈钢护网9的两端通过护网压条10固定在壳体1上。
[0038] 一种催化剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0039] 1)、取一定尺寸的伽玛三氧化铝甩丝毯秤重，得到重量A，并做吸水试验，吸水后得 到重量B，吸水量为B-A = C，
[0040] a、根据吸水试验结果，配制硝酸含量为10%的溶液，并放入超声水浴波清洗机中， 将步骤1中的伽玛三氧化铝甩丝毯放入硝酸溶液中清洗4小时，
[0041] b、将清洗好的伽玛三氧化二铝甩丝毯捞出，摊铺到不锈钢筛网片上晾4小时，再 放入电热恒温（鼓风）干燥箱，设定烘干温度120°C，直至烘干；
[0042] 2)、根据第一步骤秤得的伽玛三氧化二铝甩丝毯重量，配制负载量为0. 5%氯钼酸 与5%盐酸的水溶液，用量等于吸水试验结果即重量C，同时加入0. 1%的柠檬酸或丁酸等 并搅拌10分钟。
[0043] 3)、将经过酸洗烘干后的伽玛三氧化铝甩丝毯放入已配制好的氯钼酸催化剂溶液 中，浸渍12小时；取出放入电热恒温（鼓风）干燥箱，设定烘干温度120°C，直至烘干。
[0044] 4)、烘干好伽玛三氧化二铝甩丝毯进行还原反应，设定还原烘干温度420°C，还原 6小时即可使用。
[0045] 上述步骤1-3中的水溶剂为去离子水。
[0046] 进一步，本发明具有，1、高效节能技术：该加热器采用高活性氧化铝的整体式燃烧 催化剂，改变了燃烧反应能量释放方式，燃烧能量完全以红外辐射方式释放，从而避免了由 可见光造成的能量损失，使燃气燃烧的能量得到最充分和最有效的利用。通过降低维持燃 烧反应所需的反应温度，节省燃烧反应本身对燃料燃烧能量的消耗。与普通催化燃气红外 加热器对燃料燃烧能量相比较，低温催化燃烧技术可节能20 %以上。与相同功率电红外比， 节能65%。另外本产品烘干过程中为直接辐射，烘干时间是采用其他烘干方式1/3,从而提 高了生产率，更减低了生产成本。2、低C0控制技术：活性氧化铝作为一种重要的特种氧化 铝产品，它是一种多孔性、高分散度的固体材料，有很大的表比面积，其微孔表面具备催化 作用所要求的特性，储氧能力强。材料具有在富氧条件下储存氧气、而在贫氧条件下释放氧 气的双效功能。用其制作的氧化铝催化剂，应用于催化燃烧加热器上，能为燃烧反应提供充 分的表面吸附氧，以确保燃烧反应完全。在反应完全进行的同时，通过催化剂的选择性来有 效地抑制生成有毒有害物质的副反应发生，基本上不产生或很少产生NO、C0和UHC等污染 物。3、低Ν0Χ控制技术：采用了高选择性贵金属催化剂，使催化燃烧反应过程严格按照设计 来进行。反应物自由基在催化剂表面引发，使燃烧反应被控制在催化剂表面进行，燃气在活 性氧化铝催化层燃烧，燃烧温度在500-600°C，在催化剂作用下，燃气实现完全燃烧，由于催 化燃烧温度较低，催化式燃气红外加热器中基本上没有Ν0Χ生成，因此催化燃烧将烟气中 的Ν0Χ排放量减至最低。4、低噪音控制技术：高性能活性三氧化铝储氧材料和多孔性高分 散度，有很大的表比面积的固体材料。确保燃烧反应在催化剂表面进行，催化燃烧实现了真 正意义上的红外辐射燃烧和无火焰燃烧。避免了普通燃气红外加热器气相燃烧时的强气流 噪声。
[0047] 进一步，本发明低温催化式燃气红外加热器结构为；1、长方形的不锈钢扳金壳体， 2、不锈钢燃气导管，3、燃气均化铝网孔板，4、燃气均化第一纤维层，5、干式预热电热管，6、 电气接线盒，7、燃气均化第二纤维层，8、活性铝催化剂层，9、不锈钢护网，10、护网压条。低 温催化式燃气红外加热器工作原理；燃料气体从不锈钢燃气导管2导气口进入，透过燃气 均化铝网孔板3、透过燃气均化第一纤维层4、透过燃气均化第二纤维层7,与已经经5干式 预热电热管预热过的活性铝催化层8的催化剂表面进行完全反应。燃料气体在催化燃烧反 应过程中，反应物在催化剂表面形成低能量的表面自由基，生成振动激发态产物，并以红外 辐射方式释放出能量；在反应完全进行的同时，通过催化剂的选择性来有效地抑制生成有 毒有害物质的副反应发生，基本上不产生或很少产生NO、C0和HC等污染物。
[0048] 进一步，活性铝催化剂制备配方：1、载体：伽玛三氧化二铝甩丝毯；2、催化剂：氯 钼酸；3、水溶剂：去离子水（所有的水溶剂必须为去离子水）；4、化学溶试剂：硝酸、盐酸、 柠檬酸、丁酸。
[0049] 进一步，活性铝催化剂制备设备：
[0050] 1超声水浴波清洗机；
[0051] 2.电热恒温（鼓风）干燥箱。
[0052] 本发明的实施例只是介绍其【具体实施方式】，不在于限制其保护范围。本行业的技 术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，故凡依照本发明专利范围所做的等效变化 或修饰，均属于本发明专利权利要求范围内。
【权利要求】
1. 一种低温催化式燃气红外加热器，其特征在于：包括壳体（1)、燃气导管（2)、燃气均 化组件、干式预热电热管（5)及活性铝催化剂层（8)，其中，上述壳体（1)内部为空腔结构； 上述燃气导管（2)设置在壳体（1)的空腔结构内；上述燃气均化组件设置在燃气导管（2) 的下部，以便将燃气导管（2)释放的燃气均化；上述干式预热电热管（5)设置在燃气均化组 件内，以便预热催化剂层（8)并激活催化剂层（8)上的催化剂；上述活性铝催化剂层（8)设 置在燃气均化组件的下部，均化后的燃气在活性铝催化剂层（8)中进行催化燃烧反应，在 催化剂层（8)的表面形成低能量基，生成振动激发态产物，并以红外辐射方式释放能量。
2. 根据权利要求1所述的一种低温催化式燃气红外加热器，其特征在于：所述的壳体 (1) 为矩形体，材料为不锈钢扳金；上述燃气导管（2)设置在壳体（1)上盖的内壁下部。
3. 根据权利要求2所述的一种低温催化式燃气红外加热器，其特征在于：所述的燃气 导管（2)通过固定件（11)固定在壳体（1)的上盖内壁上，燃气导管（2)上设有进气管（21)， 进气管（21)贯穿壳体（1)的上盖并与燃气导管（2)连通，以便将外部燃气导入燃气导管 (2) 中。
4. 根据权利要求3所述的一种低温催化式燃气红外加热器，其特征在于：所述的燃气 均化组件包括铝网孔板（3)、第一纤维层（4)及第二纤维层（7)，其中，上述铝网孔板（3)设 置在燃气导管（2)的下部，第一纤维层（4)设置在铝网孔板（3)的下部；上述干式预热电热 管（5)设置在第一纤维层（4)的下部，第二纤维层（7)设置在干式预热电热管（5)的下部； 燃气从燃气导管（2)中导出，依次穿过铝网孔板（3)、第一纤维层（4)及第二纤维层（7)进 行均化。
5. 根据权利要求4所述的一种低温催化式燃气红外加热器，其特征在于：所述的干式 预热电热管（5)通过连接件（51)连接外设的电源；连接件（51)连接在电气接线盒（6)内； 电源提供电能给干式预热电热管（5)，以便将电能转化为热能使催化剂层（8)预热。
6. 根据权利要求5所述的一种低温催化式燃气红外加热器，其特征在于：所述的壳体 (1)的底部为开口，上述催化剂层（8)设置在壳体（1)的底部开口上方，催化剂层（8)的下 部设有不锈钢护网（9)，不锈钢护网（9)的两端通过护网压条（10)固定在壳体（1)上。
7. -种权利要求1所述的催化剂层中的催化剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步 骤： 1) 、取一定尺寸的伽玛三氧化铝甩丝毯秤重，得到重量A，并做吸水试验，吸水后得到重 量B，吸水量为B-A = C， a、 根据吸水试验结果，配制硝酸含量为10 %的溶液，并放入超声水浴波清洗机中，将步 骤1中的伽玛三氧化铝甩丝毯放入硝酸溶液中清洗4小时， b、 将清洗好的伽玛三氧化二铝甩丝毯捞出，摊铺到不锈钢筛网片上晾4小时，再放入 电热恒温（鼓风）干燥箱，设定烘干温度120°C，直至烘干； 2) 、根据第一步骤秤得的伽玛三氧化二铝甩丝毯重量，配制负载量为0. 5%氯钼酸与 5%盐酸的水溶液，用量等于吸水试验结果即重量C，同时加入0. 1%的柠檬酸或丁酸等并 搅拌10分钟。 3) 、将经过酸洗烘干后的伽玛三氧化铝甩丝毯放入已配制好的氯钼酸催化剂溶液中， 浸渍12小时；取出放入电热恒温（鼓风）干燥箱，设定烘干温度120°C，直至烘干。 4) 、烘干好伽玛三氧化二铝甩丝毯进行还原反应，设定还原烘干温度420°C，还原6小 时即可使用。
8.根据权利要求7所述的催化剂层中的催化剂的制备工艺，其特征在于：所述的步骤 1-3中的水溶剂为去离子水。
【文档编号】F23D14/18GK104100974SQ201410322633
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】王荣根, 聂荣英 申请人:王荣根