一种多段催化燃烧装置的制作方法

本实用新型属于废气治理领域，涉及一种催化燃烧装置，尤其涉及一种多段催化燃烧装置。

背景技术：

催化燃烧法作为主流的挥发性有机废气处理工艺，广泛应用于工业有机废气的处理。目前，使用常规的工业废气净化催化剂，当催化净化效率≥97％时，起燃温度需达到220-300℃，废气浓度需在2-3g/m³，且处理浓度越低(风量大)，所需的废气温度就越高，能耗越大。而且，当常规催化燃烧设备处理较高浓度、大风量废气时，由于废气停留时间较短，催化反应产生的热量，在设备出口处才能完全释放，造成了部分能量浪费。另外，常规催化燃烧设备未设置催化剂的保护装置，若废气中混有少量卤素、重金属等易使催化剂中毒的成分时，只能更换催化剂。

技术实现要素：

本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，以克服现有技术的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，包括催化燃烧器，催化燃烧器具有催化燃烧室；催化燃烧室具有燃烧室入口、预催化区、缓冲区、主催化区和燃烧室出口；预催化区内填充有预催化剂；主催化区内填充有主催化剂；缓冲区设于预催化区和主催化区之间，燃烧室入口设于预催化区的一侧，燃烧室出口设于主催化区的一侧，废气由燃烧室入口进入催化燃烧室，依次经过预催化区、缓冲区和主催化区，由燃烧室出口排出。

进一步，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，还可以具有这样的特征：其中，缓冲区内设有若干个缓冲区加热件。

进一步，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，还可以具有这样的特征：其中，预催化区的体积小于缓冲区的体积，缓冲区的体积小于主催化区的体积。

进一步，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，还可以具有这样的特征：其中，预催化剂为纳米铂。

进一步，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，还可以具有这样的特征：其中，催化燃烧器内设有若干个燃烧器加热件，位于催化燃烧室外；催化燃烧器具有燃烧器入口，废气由燃烧器入口进入催化燃烧器，经过若干个燃烧器加热件，由燃烧室入口进入催化燃烧室。

进一步，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，还可以具有这样的特征：还包括换热器；换热器具有换热隔板，换热隔板的一侧为冷气通道，另一侧为热气通道；冷气通道的一端为冷气入口，另一端为冷气出口，冷气出口与催化燃烧器的燃烧器入口连通；热气通道的一端为热气入口，另一端为热气出口，热气入口与催化燃烧室的燃烧室出口连通。

进一步，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，还可以具有这样的特征：还包括壳体；壳体具有隔板，隔板水平地固定在壳体内，隔板的上侧为催化燃烧器，隔板的下侧为换热器；

进一步，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，还可以具有这样的特征：其中，催化燃烧室固定在隔板上；燃烧室入口设于催化燃烧室的顶端；燃烧室出口位于催化燃烧室的底端、设于隔板上；换热隔板竖直地固定在隔板的下侧；冷气入口设于壳体的侧面底端；冷气出口设于隔板上、相对于催化燃烧室外的部分，燃烧器入口与冷气出口重合；热气入口与燃烧室出口重合；热气出口设于壳体的侧面底端。

进一步，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，还可以具有这样的特征：其中，冷气通道和热气通道内固定有若干个导流板，导流板水平设置、交错排列；冷气通道和热气通道内还固定有引流板，分别倾斜设于冷气出口和热气入口。

进一步，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，还可以具有这样的特征：其中，催化燃烧器还具有若干个温控探头；温控探头为杆状，由催化燃烧器外插入催化燃烧器内，部分温度探头插入催化燃烧室内。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，包括催化燃烧器和换热器，待处理的废气经换热器换热，进行第一次加热后进入催化燃烧器，再经催化燃烧器内的燃烧器加热件进行第二次加热后进入催化燃烧室，催化燃烧室具有预催化区、缓冲区和主催化区，预催化区内具有纳米铂预催化剂，可以在180℃左右的较低温度下催化氧化有机废气，产生的热量在缓冲区直接加热废气，提高能源的利用，降低了设备的总体能耗。此外，纳米铂预催化剂对甲醇、乙醇具有高效的催化效能，在180℃左右时，能使其完全分解，并且能将部分复杂的有机物的苯环、C＝C双键等高能键打开，提高后续主催化区的催化效能。同时，纳米铂预催化剂对卤素以及重金属更为敏感，当废气中混有少量可致使催化剂中毒的成分时，预催化区会先中毒失效，以保护后续主催化区，此时，缓冲区加热件可提升废气温度，以保证废气处理的正常运行。本实用新型具有废气处理效果好、效率高、耗能低等优点。

附图说明

图1是多段催化燃烧装置的结构示意图；

图2是图1的A-A侧视剖面图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和2所示，本实用新型提供一种多段催化燃烧装置，包括壳体100、催化燃烧器200和换热器300。其中，催化燃烧器200和换热器300分别位于壳体100内部的上方和下方。

壳体100具有隔板110，隔板110水平地固定在壳体100内，隔板100的上侧为催化燃烧器200，隔板110的下侧为换热器300。

壳体100还具有四个支架120，分别固定在壳体100底部的四个顶角上，用于支撑整个装置。壳体100还具有卸爆口130，设于壳体100的顶端，以保障装置运行安全。

催化燃烧器200具有催化燃烧室210、若干个燃烧器加热件220、若干个温控探头230和燃烧器入口240。

催化燃烧室210固定在隔板110上。催化燃烧室210具有燃烧室入口211、预催化区212、缓冲区213、主催化区214和燃烧室出口215。

缓冲区213设于预催化区212和主催化区214之间，预催化区212、缓冲区213和主催化区214由上至下设于催化燃烧室210内。

预催化区212内填充有预催化剂。本实施例中，预催化剂为纳米铂。主催化区214内填充有主催化剂，主催化剂可以为任意的常规工业有机废气催化剂。其中，预催化剂和主催化剂均通过负载于催化剂载体的形式置于各区内，催化剂载体可以为蜂窝陶瓷或分子筛等。

缓冲区213内设有若干个均匀分布的缓冲区加热件2131。

其中，预催化区212的体积小于缓冲区213的体积，缓冲区213的体积小于主催化区214的体积。

燃烧室入口211设于催化燃烧室210的顶端，位于预催化区212的上侧。燃烧室出口215位于催化燃烧室210的底端、主催化区214的下侧、设于隔板110上，即位于催化燃烧室210下侧的部分隔板110具有开口。

若干个燃烧器加热件220固定在催化燃烧器200内，且位于催化燃烧室210外，均匀分布。

燃烧器入口240位于催化燃烧器200的底端、催化燃烧室210外，设于隔板110上，即相对于催化燃烧室210外的部分隔板110具有开口。

温控探头230为杆状。若干个温控探头230由催化燃烧器200外插入催化燃烧器200内，且部分温控探头230插入催化燃烧室210内，即若干个温控探头230分布在催化燃烧室210的内外，监测催化燃烧器200和其催化燃烧室210内各处的温度。

换热器300具有换热隔板310、冷气通道320和热气通道330。

换热隔板310竖直地固定在隔板110的下侧。换热隔板310的一侧为冷气通道320，另一侧为热气通道330，如图2所示。图1中，冷气通道320位于换热隔板310的后侧。

冷气通道320的一端为冷气入口321，设于壳体100的侧面底端。冷气通道320的另一端为冷气出口322，设于隔板110上、相对于催化燃烧室210外的部分，与燃烧器入口240重合，即冷气出口322与催化燃烧器200的燃烧器入口240连通。

热气通道330的一端为热气入口331，设于隔板110上，与燃烧室出口215重合，即热气入口331与催化燃烧室210的燃烧室出口215连通。热气通道330的另一端为热气出口332，设于壳体100的侧面底端。热气出口332宽于壳体100的侧面。

其中，冷气通道320和热气通道330内固定有若干个导流板323，导流板323水平设置、交错排列，使气体弯曲流动，增加冷热气体热交换面积。

冷气通道320和热气通道330内还固定有引流板324，分别倾斜地设于冷气出口322和热气入口331处，用于引导气体，避免气体停留在换热器300顶部的死角处。

使用时，如图中虚线所示，待处理的废气由冷气入口321进入换热器300的冷气通道320，在冷气通道320内与隔壁热气通道330内的热气换热，进行第一次加热，再由冷气出口322(即燃烧器入口240)进入催化燃烧器200。然后经过燃烧器加热件220进行第二次加热，由燃烧室入口211进入催化燃烧室210。首先进入预催化区212，在纳米铂预催化剂的作用下，降解部分有机废气，并对难降解物质进行预催化；然后进入缓冲区213，之前部分有机废气燃烧降解产生的热量在本区域进行释放，并继续进行第三次加热；完全加热后，最后进入主催化区214，与常规工业有机废气催化剂充分反应后，由燃烧室出口215(热气入口331)进入换热器300的热气通道330，如图中实线箭头所示。处理后的废气在热气通道330内与隔壁冷气通道320的冷气换热，进行降温后，由热气出口332排出装置。