专利名称：设有立式旋流式气体分离过滤一体机的rco反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，其可以在催化氧化之前对气体中的颗粒物等杂质进行有效的分离，主要可用于有机废气的催化氧化净化处理。
背景技术：
催化氧化处理是目前处理有机废气的一种重要方法，由于催化氧化处理通常需要在高温下进行，因此需要对待处理气体进行加热，但同时，体系的氧化反应还会产生一定的热能，由此人们可以通过蓄热材料将这些热量蓄积起来，用于对待处理气体的加热，由此形成了蓄热式催化氧化反应器(RC0)。另一方面，对于含有固体颗粒物或其他杂质的有机废气，由于这些杂质进入催化氧化反应器后会给催化反应材料和蓄热材料造成堵塞或粘结在这些材料的表面，影响处理效果和反应器的使用寿命，因此通常采用简单的、低成本的旋流分离方法和过滤方法进行两级净化处理，将其中的杂质去除出去，其中旋流分离适应于分离粒径相对较大的颗粒物，通常采用旋流分离器，所述旋流分离器的一体机壳体的侧臂上设有切向进风的旋流进风口，将待处理气流切向引入一体机壳体，在一体机壳体内形成由上向下的进气旋流，依靠离心作用将气体中的颗粒物甩到一体机壳体壁上进而沉降到一体机壳体底部，进气旋流达到一体机壳体底部后转向向上，形成出气旋流，通过一体机壳体横截面的中部区域流向设置在一体机壳体顶部的出气口 ；而过滤分离则往往是利用过滤材料的过滤作用除去粒径相对较小的颗粒物，例如可以采用过滤材料制成一端封死的过滤管， 将若干过滤管安装在过滤器的一体机壳体内，将待处理气体通过固过滤器的进气口引入其一体机壳体内，气体穿过过滤管的筒壁进入过滤管内，然后通过位于过滤管另一端的出口流出，在气体穿过过滤管筒壁时，其中含有的颗粒物被过滤材料阻挡或吸附，从而起到气体净化作用。由于现有技术下旋流分离和过滤分离是采用不同设备分别完成的，由此带来了两方面的缺陷一是系统的总体结构复杂，生产成本高，占地面积大，二是管道多，动力消耗大。
实用新型内容为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，这种设备占地面积小，蓄热效率高，气流组织合理，有利于提高净化效率，延长各部分设备的使用寿命。本实用新型所采用的技术方案是一种设有立式旋流式气体分离过滤一体机的 RCO反应装置，包括立式旋流式气体分离过滤一体机、立式蓄热式催化氧化反应器以及主工艺风机，所述立式蓄热式催化氧化反应器的进口通过连接管道连接所述立式旋流式气体分离过滤一体机的出气口，所述主工艺风机安装在所述连接管道上，所述立式旋流式气体分离过滤一体机立式的一体机壳体，所述一体机壳体上设有旋流进风口，所述一体机壳体内设有竖向的过滤管，所述过滤管位于所述一体机壳体横截面的中部，所述过滤管的下端封闭，所述一体机壳体内安装有隔板，所述隔板位于所述旋流进风口的上方，并设有与所述过滤管数量相等的通孔，所述过滤管的上端连接或穿过所述隔板上与其对应的通孔，并与所述通孔的孔壁之间密封，所述立式蓄热式催化氧化反应器设有立式的反应器壳体，所述反应器壳体内设有上下分布的催化反应层和蓄热层，所述催化反应层和蓄热层所在的区域被均勻地分隔为若干轴向气流通道，所述各轴向气流通道的下端设有旋转式气流分布器，所述旋转式气流分布器上设有若干相间的缺口，所述旋转式气流分布器下面是进气均压室， 所述进气均压室连通进气管口，所述反应层的上方设有连接反应器出口的出气均压室，所述反应器出口设置在所述反应器壳体的顶部，所述反应器进口设置在所述反应器壳体的侧面或底部。 本实用新型的工作原理和有益效果是本实用新型包括连接主要处理设备，一个是位于前面的立式旋流式气体分离过滤一体机，一个是位于后面的立式蓄热式催化氧化反应器，其中一体机通过旋风分离和过滤两次物理净化方式，用于去除待处理气体中的固体颗粒物和其他颗粒状杂质，以避免气体中杂质对后续催化反应设备的污染，延长催化反应器的使用寿命，保证反应效果；由于一体机壳体采用与旋流分离器壳体相同或相似的结构， 通过旋流进风口引入气流在一体机壳体内，在一体机壳体内近侧壁区域内形成向下的进气旋流，将粒径较大的颗粒物分离出去，由此实现了对颗粒物的旋流分离，当进气旋流达到一体机壳体底部后转向，从一体机壳体内近中轴区域内(即横截面的中部)形成向上的出气旋流，构成出气旋流的气体受隔板的阻挡，与过滤管相遇后穿过过滤管的筒壁后进入过滤管内，并从过滤管上端的开口流向一体机壳体顶部的出气口，由此实现了对气体的过滤，通过旋流分离和过滤两种物理方式进行去除，有效地保证其中杂质的去除效率，避免因单一除去方式造成的去除率低或者只除去部分颗粒的现象，同时旋流分离作为过滤的前处理，可以以较低的成本除去气体中的较大的颗粒物，由此降低了后续过滤处理的负荷，有利于减少过滤材料的更换或再生频率，降低处理成本；由于一体机在同一个壳体内实现了旋流分离和过滤，将原来的两个设备变为一个设备，由此简化了一体机的总体结构，减小了系统的占地面积、材料消耗以及生产成本；由于进气旋流和出气旋流分别占用一体机壳体内的不同空间，使得旋流分离和过滤互不妨碍，由此保证了净化效果；由于减少并简化了管道和设备内部的气流过程，由此减小了系统的阻力，降低了动力消耗；由于出气旋流具有一定的旋转性，并且旋转速度适宜，由此在保证过滤效果的同时，依靠旋流的冲击力，可以在一定程度上形成对过滤管的振打和气流冲刷，自动清除固结在过滤管上的颗粒物，实现了过滤管的自清洁，并且，还可以通过对过滤管上下两端的安装固定方式的优化，可以控制过滤管在出气旋流作用下的振动方式和幅度，在兼顾过滤效果和设备使用寿命的同时，改善自清洁效果；由于反应器设置了上下分布的反应层和蓄热层，并且在旋转式气流分布器的旋转过程中，与分布器上的缺口相对的通道接通，使气流通过该通道的反应层和蓄热层，而与分布器上的实体部分相对的通道被分布器封闭，由此实现了各通道的依次接通，在接通时，通入的气体经过蓄热层时吸收蓄热层的热能，温度升高到反应需要的温度，然后进入催化反应层，在催化剂的作用下发生氧化反应，生成二氧化碳和水，实现了对有机污染物的净化，而在通道封闭时，蓄热层重新获得体系的反应热而升温，形成对再次进气的加热能力，由此实现了反应器利用反应热的自加热，保证了反应温度和净化效果，而废气中各种聚合物冷凝在蓄热体上后，可以通过连续或周期性工作的蒸汽吹扫装置用喷射出来的蒸汽吹扫或气化掉，以避免堵塞；由于将主工艺风机设置在一体机和反应器之间的连接官道上，实现了主工艺风机进出风两端与一体机和反应器之间的压力平衡，使一体机运行在负压下，而反应器运行在正压下，不仅符合主工艺风机的动力特性，而且满足了一体机和反应器的动力要求和其他工况要求，有利于降低能耗和运行成本；由于这两种主要处理设备均采用立式结构， 有利于减少占地面积，合理组织各设备内部的气流，有利于减少设备阻力，并且还有利于系统的控制和操作。
图1为本实用新型的整体结构示意图；图2为本实用新型一体机在主视方向上的剖视结构示意图；图3为本实用新型一体机在主视方向上的外部结构示意图；图4为本实用新型一体机在俯视方向上的剖视结构示意图。
具体实施方式
参见图1-4，本实用新型提供了一种设有立式旋流式气体分离过滤一体机的 RCO反应装置，包括立式旋流式气体分离过滤一体机、立式蓄热式催化氧化反应器以及主工艺风机11，所述立式蓄热式催化氧化反应器的进口 12通过连接管道连接所述立式旋流式气体分离过滤一体机的出气口 1，所述主工艺风机安装在所述连接管道上。参见图2-4，所述一体机的壳体采用立式结构，壳体上设有旋流进风口，所述一体机壳体内设有竖向的过滤管5，所述过滤管位于所述一体机壳体横截面的中部，所述过滤管的下端封闭，所述一体机壳体内安装有隔板3，所述隔板位于所述旋流进风口的上方，并设有与所述过滤管数量相等的通孔，所述过滤管的上端连接或穿过所述隔板上与其对应的通孔，并与所述通孔的孔壁之间密封。所述立式的一体机壳体以及旋流进风口可以采用现有技术下的旋流分离器的相应结构或其他适宜结构，以便将待处理气体引入一体机壳体内形成所需的旋流进行旋流分离，由于旋流分离器中起旋流分离作用的主要是位于一体机壳体侧壁周围区域的进气旋流，而位于一体机壳体内中轴周围区域(即本说明书所称的横截面的中部)的出气旋流流速慢，基本上不起旋流分离作用，因此，将过滤管设置在这个区域，基本上不会干扰或降低旋流分离的效果。所述过滤管可以呈圆筒形，其数量可以为一个或多个，所述一个过滤管的轴线通常应与所述一体机壳体的中心线重叠，所述多个过滤管之间通常应留有间距，以保证各过滤管周边的均衡进气。所述多个过滤管的顶端可以位于同一水平面上，所述多个过滤管的底端可以位于同一水平面上，所述多个过滤管的底端也可以不位于同一水平面上，其中处于内侧的过滤管的底端位置低于处于外侧的过滤管的底端位置，通过这种高低不等的底端设置，可以更大程度地利用出气旋流的流程。所述一体机壳体内通常可设有用于固定所述过滤管下部的过滤管下支架，以便与隔板配合实现过滤管的安装固定。所述隔板以及过滤管下支架同过滤管的连接方式可以采用适宜的柔性固定连接，即在刚性的隔板和过滤管下支架与过滤管之间设置一定宽度的柔性材料填充，并可以通过这些柔性材料填充实现隔板的通孔侧壁同过滤管外壁之间的密封。由于设置了适当厚度的柔性材料填充，可以在保证过滤管固定安装的同时，允许过滤管在一定程度上的振动并可以控制振动频率和幅度，避开设备整体或设备部件的固有振动频率，由此在出气旋流的作用下，通过过滤管的振动将颗粒物或颗粒物的固结物震落下来，同时避免因多度振动或不适宜的振动频率对设备的损坏。所述隔板一般应安装在所述一体机壳体的主体4的上部，或者，也可以安装在所述一体机壳体的主体与所述上封头2的连接部位10，所述旋流进风口通常设置在所述一体机壳体的主体的侧壁上，数量可以为一个或多个，所述多个旋流进风口通常应对称分布在同一高度上，设置多个旋流进风口有利于一体机壳体内气流分布的均衡。所述旋流进风口通常可以位于所述一体机壳体的主体的中部或上部，由此在一体机壳体内形成进气旋流的有效行程。所述旋流进风口上通常设有切向进风管9。所述一体机壳体的主体通常呈筒形，顶部可以为呈锥台状的上封头2，底部可以为呈倒锥台状的下封头7，所述上封头的顶部通常可以设有出气口 1，所述下封头的底部通常可以设有出渣口或出渣管8。所述一体机壳体通常可以安装在一体机壳体支架6上，所述出渣口或出渣管的位置可以高于所述支架的底脚位置，以方便出渣。所述出渣口或出渣管上通常应设有出渣盖，以便在工作时封闭。所述一体机还具有下列优点(1)组成一体可以使旋分与过滤互补，同时可有效地利于节省材料、节省占地、节能；(2)可以避免卧式过过滤管顶部挂落灰尘而堵塞顶部滤孔的现象发生；(3)可以向上拓展，有利于节省空间；(4)螺旋式进入可以使气体自动分离出固体颗粒；(5)圆形结构有效地解决过滤器外壳的强度需求；(6)过滤管立式布置有利于灰尘向下散落。参见图1，所述蓄热式催化氧化反应器的壳体为立式，所述反应器壳体内设有上下分布的催化反应层和蓄热层16 (图4中未显示两者之间的距离)，所述催化反应层和蓄热层所在的区域被均勻地分隔为若干轴向气流通道，所述各轴向气流通道的下端设有旋转式气流分布器18，所述旋转式气流分布器上设有若干个相间的缺口，所述缺口的形状和分布方式与所述轴向气流通道相对应，也可以与所述轴向气流通道的形状不同，只要能够保证在旋转过程中依次接通各轴向气流通道即可，所述旋转式气流分布器下面是进气均压室17， 所述进气均压室连通反应器进口 12，所述蓄热层的下方设有若干蒸汽吹扫装置13，所述若干蒸汽吹扫装置位于所述旋转式气流分布器的上面。所述反应器壳体的横截面通常呈圆形，以便与所述旋转式气流分布器的形状和工作方式相适应。所述旋转式气流分布器呈园盘状，并可以设有框架及其他附件，其轴线同所述反应器壳体的轴线重叠，其下端通过转轴连接传动装置，所述传动装置设有驱动电机，以便带动旋转式气流分布器转动。所述蓄热层由若干蓄热块分层堆码而成，布满气流通道的整个截面，可以设有用于固定安放各层蓄热块的活动框架和用于支撑这些活动框架的固定支架，更换时只要抽出相应的框架进行更换即可。所述蓄热块采用高蓄热性能的材料制成，并设有供废气穿过的细孔，使废气经过该气流通道时必须穿过蓄热块上的细孔，与蓄热块充分接触并进行热交换，以到达升温的目的。所述催化反应层由若干催化块分层堆码而成，布满气流通道的整个截面，可以设有用于固定安放各层催化块的活动框架和用于支撑这些活动框架的固定支架，更换时只要抽出相应的框架进行更换即可。所述催化块设有供废气穿过的细孔，其内外表面均涂布有高性能的催化材料，使废气经过该气流通道时必须穿过催化块上的细孔，与催化块上的催化剂充分接触，以进行催化氧化反应。所述蒸汽吹扫装置均勻分布在各轴向气流通道中的蓄热层下方，包括若干蒸汽喷嘴和连接这些喷嘴的喷管，所述各喷嘴应基本均勻的分布在气流通道的截面上，不留死角， 所述喷管的结构可以根据需要设置，可以是一个喷管连接全部喷嘴，也可以是多个喷管，每个喷管各连接若干喷嘴。高压蒸汽流过喷管后经喷嘴喷出，将蓄热层上的有机聚合物气化或吹扫下来，由此保证了蓄热层气流通道的通畅。其吹扫周期可以同各轴向气流通道的工作周期一致，也可以是其工作周期的倍数，即经过几次通风后吹扫一次。所述各蒸汽吹扫装置的喷管固定安装在反应器壳体上，其外端连接蒸汽管道，以获得所需的蒸汽。所述反应器壳体内可以设有若干与轴线平行的隔板，通过隔板将反应器壳体内的相应空间分隔成所述的轴向气流通道。所述各隔板和所述各轴向气流通道以反应器壳体的轴线为对称轴沿园周均勻分布。所述各轴向气流通道的上端敞口，连接反应器壳体的上部空间，该空间构成出气均压室15，其侧壁上设有反应器出口 14。所述催化氧化层和蓄热层之间留有，该空间的侧壁上设有带盖的人孔11，以方便检修和维护。所述反应器进口前面连接有预过滤器，以便对待处理的废气进行过滤，防止堵塞。根据整体工程需要和维护需要，还可以在设备气流的不同部位设置附加的反应器出口和/或反应器进口，分别用于在相应部分引出或引入气流。通常，所述反应器壳体安装在反应器支架19上，以实现安装固定并保证反应器壳体的底部到地面之间有一段距离，方便操作。
权利要求1.一种设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，包括立式旋流式气体分离过滤一体机、立式蓄热式催化氧化反应器以及主工艺风机，所述立式蓄热式催化氧化反应器的进口通过连接管道连接所述立式旋流式气体分离过滤一体机的出气口，其特征在于所述主工艺风机安装在所述连接管道上，所述立式旋流式气体分离过滤一体机立式的一体机壳体，所述一体机壳体上设有旋流进风口，所述一体机壳体内设有竖向的过滤管，所述过滤管位于所述一体机壳体横截面的中部，所述过滤管的下端封闭，所述一体机壳体内安装有隔板，所述隔板位于所述旋流进风口的上方，并设有与所述过滤管数量相等的通孔，所述过滤管的上端连接或穿过所述隔板上与其对应的通孔，并与所述通孔的孔壁之间密封，所述立式蓄热式催化氧化反应器设有立式的反应器壳体，所述反应器壳体内设有上下分布的催化反应层和蓄热层，所述催化反应层和蓄热层所在的区域被均勻地分隔为若干轴向气流通道，所述各轴向气流通道的下端设有旋转式气流分布器，所述旋转式气流分布器上设有若干相间的缺口，所述旋转式气流分布器下面是进气均压室，所述进气均压室连通进气管口，所述反应层的上方设有连接反应器出口的出气均压室，所述反应器出口设置在所述反应器壳体的顶部，所述反应器进口设置在所述反应器壳体的侧面或底部。
2.如权利要求1所述的设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，其特征在于所述过滤管呈圆筒形，数量为一个或多个，所述一个过滤管的轴线与所述一体机壳体的中心线重叠，所述多个过滤管之间留有间距。
3.如权利要求2所述的设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，其特征在于所述多个过滤管的顶端位于同一水平面上，所述多个过滤管的底端位于同一水平面上，或者所述多个过滤管的底端不位于同一水平面上，其中处于内侧的过滤管的底端位置低于处于外侧的过滤管的底端位置。
4.如权利要求3所述的设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，其特征在于所述一体机壳体内设有用于固定所述过滤管下部的过滤管下支架。
5.如权利要求1、2、3或4所述的设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，其特征在于所述隔板安装在所述一体机壳体的主体的上部或者所述一体机壳体的主体与所述上封头的连接部位，所述旋流进风口设置在所述一体机壳体的主体的侧壁上，数量为一个或多个，所述多个旋流进风口对称分布在同一高度上。
6.如权利要求5所述的设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，其特征在于所述旋流进风口位于所述一体机壳体的主体的中部或上部。
7.如权利要求6所述的设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，其特征在于所述旋流进风口上设有切向进风管。
8.如权利要求7所述的设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，其特征在于所述一体机壳体的主体呈筒形，顶部为呈锥台状的上封头，底部为呈倒锥台状的下封头，所述上封头的顶部设有出气口，所述下封头的底部设有出渣口或出渣管。
9.如权利要求8所述的设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，其特征在于所述一体机壳体安装在一体机壳体支架上，所述出渣口或出渣管的位置高于所述支架的底脚位置。
10.如权利要求9所述的设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，其特征在于所述出渣口或出渣管上设有出渣盖。
专利摘要本实用新型涉及一种设有立式旋流式气体分离过滤一体机的RCO反应装置，包括立式旋流式气体分离过滤一体机、立式蓄热式催化氧化反应器以及主工艺风机，所述立式蓄热式催化氧化反应器的进口通过连接管道连接所述立式旋流式气体分离过滤一体机的出气口，所述主工艺风机安装在所述连接管道上，所述立式旋流式气体分离过滤一体机立式的一体机壳体，所述一体机壳体上设有旋流进风口，所述一体机壳体内设有位于壳体中部的竖向过滤管，所述立式蓄热式催化氧化反应器设有立式的反应器壳体，所述反应器壳体内设有上下分布的催化反应层和蓄热层。本实用新型的占地面积小，净化效率高，适宜于有机废气特别是含有固体颗粒物杂质的有机废气的催化氧化处理。
文档编号B01D53/88GK202036921SQ20112005155
公开日2011年11月16日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者关宇, 刘荣甫, 孙佳利, 白文辉 申请人:北京中电联环保工程有限公司