一种带有均风装置的旋转多室式蓄热催化氧化装置的制作方法

本实用新型涉及VOCs治理设备领域，尤其涉及一种带有均风装置的旋转多室式蓄热催化氧化装置。

背景技术：

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是指参与大气光化学反应的有机化合物，或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。随着国家发布的VOCs排放法律法规及各省市VOCs排污费政策的实行，VOCs的治理技术越来越受到社会各行各业的广泛关注。

现有VOCs治理技术中，常用的技术为RTO，即蓄热焚烧炉。其工作原理是将VOCs废气通过已在上一循环吸热升温至较高温度的蓄热室，然后在氧化室依靠自身燃烧热或燃烧器助燃升温至760℃以上，使废气中的VOCs分解成CO₂和水。但是，RTO装置重量大，体积大，且要求尽可能连续操作，开机预热时间长，投资费用和运行费用都相对较高。

而旋转多室式RCO(Regenerative Catalytic Oxidation)装置首先利用立方体蜂窝蓄热催化一体化材料的蓄热和放热性能，加热未反应的有机废气，在立方体蜂窝蓄热催化一体化材料上发生催化氧化反应，气体中的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，并释放反应热，反应后的气体将热量传递给蓄热材料，以高于进口气体20～30℃的温度排放。RCO采用先进蓄热式催化燃烧工艺，净化效率高达98％以上；具有高效的热量回收率，热回收效率≥95％；且运行费用低，在VOCs达到一定浓度时，基本不需要再进行辅助加热，节省了能耗。

现有的旋转RCO设备炉膛内没有可以使气体均匀分布的装置，热气体进入蓄热室后分布不均，使蓄热室不能被均匀预热，进而导致废气分布不均；同时，使得VOCs在立方体陶瓷蓄热催化一体化材料上的催化氧化反应速率下降，进而导致RCO对废气的处理效率下降。

另外，旋转RCO设备炉膛内保温材料通常使用陶瓷纤维模块，该种材料在受热后会发生体收缩变形(沿X轴，Y轴和Z轴方向同时收缩)。立方体陶瓷蜂窝蓄热体，在常温下安装时，同陶瓷纤维模块间没有缝隙，但当温度升高后，两者间出现裂缝。该缝隙会导致未预热的废气直接逃逸至处理区，降低处理区温度，还会导致未处理干净的废气从处理区逃逸至RCO出口，大大减低处理效率。

现在的旋转RCO一般应用外形为圆柱体的炉膛结构，该结构中，横截面为圆形。同时旋转RCO为多室(一般取12室)共用炉膛的布置方式。这样一来每个区域均为扇形且两个区域间没有炉墙作为隔绝层，如何保证区域间的气密性就成为旋转RCO应用效果好坏的重点。

目前在应用中，每个扇形区域采用立方体陶瓷蜂窝蓄热体，这样就导致扇形区域不能被完全填充。两个区域间的密封采用陶瓷纤维半硬板作为隔离装置。上述工艺首先导致，废气预热效果较差，影响处理效率，其次，扇形区域间隔离效果差，使未处理的废气逃逸至RCO出口。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带有均风装置的旋转多室式蓄热催化氧化装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种带有均风装置的旋转多室式蓄热催化氧化装置，包括圆柱形蓄热室，所述圆柱形蓄热室划分为多个腔体，每个腔体的横截面均为扇形，且所有的扇形围成一个圆形，每个所述腔体的下部均填充有层状排列的立方体陶瓷蜂窝蓄热体，每个所述腔体的上部填充有层状排列的立方体陶瓷蜂窝状催化剂，每层所述立方体陶瓷蜂窝蓄热体和所述立方体陶瓷蜂窝状催化剂的下方均铺设有一定厚度的网状结构。

优选地，所述蓄热室的圆周内壁上设置有保温层，所述保温层与所述立方体陶瓷蜂窝蓄热体和所述立方体陶瓷蜂窝状催化剂之间设置有空隙，所述空隙的下部填充有球状陶瓷蓄热体，所述空隙的上部填充有球状陶瓷催化剂；两个相邻所述腔体之间的空隙下部填充有球状陶瓷蓄热体，上部填充有球状陶瓷催化剂。

优选地，所述空隙内填充物的填充高度大于所述腔体内填充物的填充高度。

优选地，所述立方体陶瓷蜂窝状催化剂包括立方体陶瓷蜂窝状载体和催化剂层，所述催化剂层涂覆在所述立方体陶瓷蜂窝状载体的表面；所述球状陶瓷催化剂包括球状陶瓷载体和催化剂层，所述催化剂层涂覆在所述球状陶瓷载体的表面。

优选地，所述网状结构为不锈钢丝网，所述不锈钢丝网的孔径大小为10×10mm-12×12mm。

优选地，所述球状陶瓷蓄热体和所述球状陶瓷催化剂的直径为12-15mm。

优选地，所述保温层由陶瓷纤维模块铺设而成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供的一种带有均风装置的旋转多室式蓄热催化氧化装置，通过在每层立方体陶瓷蜂窝蓄热体和立方体蜂窝状催化剂下方均铺设有一定厚度的网状结构，作为气体再分布器，使进入立方体陶瓷蜂窝蓄热体和立方体蜂窝状催化剂的废气能够进行再分布，有效克服了换向阀进气带来的气体分布不均的问题，同时保证了气体一定的湍流度，使得废气与蓄热体和催化剂之间能够充分碰撞，在提高热利用效率的同时，增大了对废气的处理效率；另外，通过在蓄热室圆周内壁的空隙处，填充球状陶瓷蓄热体和球状陶瓷催化剂，使其能够因自身重力因素对由于保温材料的热收缩产生的空隙进行自动填充，以及通过在两个相邻腔体之间的空隙处填充球状陶瓷蓄热体和球状陶瓷催化剂，保证装置的气密性，防止漏气而导致废气未经处理直接排出。

附图说明

图1是旋转多室式蓄热催化氧化装置；

图2是旋转多室式蓄热催化氧化装置的A-A剖视图。

图中，各符号的含义如下：

1-立方体陶瓷蜂窝蓄热体，2-立方体陶瓷蜂窝状催化剂，3-网状结构，4-保温层，5-球状陶瓷蓄热体，6-球状陶瓷催化剂。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-2所示，本实用新型实施例提供了一种带有均风装置的旋转多室式蓄热催化氧化装置，包括圆柱形蓄热室，所述圆柱形蓄热室划分为多个腔体，每个腔体的横截面均为扇形，且所有的扇形围成一个圆形，每个所述腔体的下部均填充有层状排列的立方体陶瓷蜂窝蓄热体1，每个所述腔体的上部填充有层状排列的立方体陶瓷蜂窝状催化剂2，每层立方体陶瓷蜂窝蓄热体1和立方体陶瓷蜂窝状催化剂2的下方均铺设有一定厚度的网状结构3。

上述结构的工作原理为：

废气进入蓄热室后，首先通过网状结构后，先进入腔体下部的立方体陶瓷蜂窝蓄热体，使得气体的温度升高，然后高温气体进入腔体上部的立方体陶瓷蜂窝状催化剂，在催化剂的作用下，废气进行燃烧，释放热量，进入相邻的蓄热室，对其中的蓄热体进行加热，然后分解的气体从蓄热室排出。

上述结构中，由于在每层立方体陶瓷蜂窝蓄热体和立方体蜂窝状催化剂下方均铺设有一定厚度的网状结构，所以，气体经过时，该网状结构可以作为气体再分布器，使进入立方体陶瓷蜂窝蓄热体和立方体蜂窝状催化剂的废气能够进行再分布，有效克服了现有技术中，从换向阀进气带来的气体分布不均的问题，同时保证了气体一定的湍流度，使得废气与蓄热体和催化剂之间能够充分碰撞，在提高热利用效率的同时，增大了对废气的处理效率。

本实施例中，所述蓄热室的圆周内壁上设置有保温层4，保温层4与立方体陶瓷蜂窝蓄热体1和立方体陶瓷蜂窝状催化剂2之间设置有空隙，空隙的下部填充有球状陶瓷蓄热体5，空隙的上部填充有球状陶瓷催化剂6；两个相邻所述腔体之间的空隙下部填充有球状陶瓷蓄热体5，上部填充有球状陶瓷催化剂6。

上述结构中，由于每个扇形腔体区域内均采用立方体陶瓷蜂窝蓄热体，从而导致扇形腔体区域不能被完全填充，本实施例中，对于相邻两个腔体之间未被填充的区域，采用球状陶瓷蓄热体和球状陶瓷催化剂进行填充，保证装置的气密性，防止漏气而导致废气未经处理直接排出。

其工作过程中，对于相邻两个腔体之间采用球状陶瓷蓄热体和球状陶瓷催化剂进行填充后，气体首先经过下部的球状陶瓷蓄热体，获得热量温度升高，然后经过球状陶瓷催化剂，在高温催化剂作用下，进行分解反应，从而使得废气得到有效的处理，而不会未经处理直接排出。

另外，由于蓄热室的圆周内壁上设置的保温层在受热后会发生收缩，导致保温层与立方体陶瓷蜂窝蓄热体和立方体陶瓷蜂窝状催化剂之间会出现空隙，如果对该空隙不进行处理，则会导致废气未经处理直接排出，降低废气的处理效率。本实施例中，在制造的时候，在保温层与立方体陶瓷蜂窝蓄热体和立方体陶瓷蜂窝状催化剂之间设置空隙，并在该空隙处填充球状陶瓷蓄热体和球状陶瓷催化剂，从而，当保温材料受热收缩产生空隙后，该球状陶瓷蓄热体和球状陶瓷催化剂可以在自身重力作用下自动下落，填充该空隙，从而避免废气直接从空隙排出。

在使用过程中，由于气体经过球状陶瓷蓄热体时受到的阻力远远大于立方体陶瓷蜂窝蓄热体，所以大部分气流会选择阻力小的地方通过，有机废气90％以上会从立方体陶瓷蜂窝蓄热体和立方体陶瓷蜂窝状催化剂通过，在蓄热体加热后，通过催化剂燃烧分解后进入处理区；少量气体从球状陶瓷蓄热体和球状陶瓷催化剂通过，在球状蓄热体加热后，通过球状催化剂燃烧分解后进入处理区。从而，保证了全部废气均能够加热燃烧分解后进入处理区，使处理区温度升高，提高了旋转多室式蓄热催化氧化装置的处理效率。

本实用新型的一个优选实施例中，所述空隙内填充物的填充高度大于所述腔体内填充物的填充高度。

在使用过程中，可以使得填充物的高度能够更高一些，进而保证当保温材料出现热收缩与立方体陶策蜂窝蓄热体之间产生间隙时，能够保证将该间隙填充后，球状蓄热体的高度与腔体的高度保持一致。

本实施例中，立方体陶瓷蜂窝状催化剂2包括立方体陶瓷蜂窝状载体和催化剂层，所述催化剂层涂覆在所述立方体陶瓷蜂窝状载体的表面；球状陶瓷催化剂6包括球状陶瓷载体和催化剂层，所述催化剂层涂覆在所述球状陶瓷载体的表面。

本实施例中，网状结构3可以为不锈钢丝网，所述不锈钢丝网的孔径大小可以为10×10mm-12×12mm。

本实施例中，球状陶瓷蓄热体5和球状陶瓷催化剂6的直径可以为12-15mm。

本实施例中，保温层4可以由陶瓷纤维模块铺设而成。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本实用新型实施例提供的一种带有均风装置的旋转多室式蓄热催化氧化装置，通过在每层立方体陶瓷蜂窝蓄热体和立方体蜂窝状催化剂下方均铺设有一定厚度的网状结构，作为气体再分布器，使进入立方体陶瓷蜂窝蓄热体和立方体蜂窝状催化剂的废气能够进行再分布，有效克服了换向阀进气带来的气体分布不均的问题，同时保证了气体一定的湍流度，使得废气与蓄热体和催化剂之间能够充分碰撞，在提高热利用效率的同时，增大了对废气的处理效率；另外，通过在蓄热室圆周内壁的空隙处，填充球状陶瓷蓄热体和球状陶瓷催化剂，使其能够因自身重力因素对由于保温材料的热收缩产生的空隙进行自动填充，以及通过在两个相邻腔体之间的空隙处填充球状陶瓷蓄热体和球状陶瓷催化剂，保证装置的气密性，防止漏气而导致废气未经处理直接排出。

本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。

本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。

上述实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，例如：个人计算机、服务器、网络设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，例如：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。