新型催化氧化板式反应器的制作方法

文档序号:15220388发布日期:2018-08-21 17:23阅读:260来源:国知局

本实用新型涉及一种新型催化氧化板式反应器。



背景技术:

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds简称VOCs)是指在常压下沸点在50~260℃的有机化合物,按其化学结构可以分为芳香烃(苯、甲苯、二甲苯)、酮类、醛类、胺类、卤代类、不饱和烃类等。VOCs对人的健康和生活环境有害,并且有恶臭,人如果长期吸入低浓度的有机废气,会引发咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿等慢性呼吸道疾病,是目前公认的强烈致癌物。2013年9月,国务院印发了《大气污染防治行动计划》,推进挥发性有机物污染治理。在油漆、涂料、胶粘剂、有机化工、包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治。根据《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)的规定,对VOC排放口的有机特种污染物浓度有明确要求,规定了33种大气污染物的排放限值。保护环境,防治污染,不仅是企业本身可持续发展战略的内在要求,也是企业应该承担的社会环保责任。实施VOC废气处理有着现实的、紧迫的必要性。

催化氧化又称为无火焰燃烧或催化燃烧,它在200℃-450℃,利用固体催化剂与氧气将有机物转化为二氧化碳和水。催化氧化比直接燃烧的温度低很多,过程安全、有机物去除率高、能耗低,不产生NOx二次污染物,目前工业挥发性有机废气大都采用催化氧化处理。。因催化剂颗粒小,反应过程压降大,能耗高,为了减小催化剂床层迎风面的气体流速,一般都将反应器做的矮胖或者又窄又高,造成反应器壳体材料用量大,反应器成本较高。

专利CN204134477U中公开了一种折流式催化氧化反应器,该反应器整体为中空的塔状结构,催化剂涂抹在折流板上,其能减小占地面积,节约催化剂用量,提高催化剂的利用率,但其还需要气体换热器,占地面积减小的不彻底。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中催化剂用量多、利用率低、投资和占地面积大的问题,提供一种新的新型催化氧化板式反应器,具有化剂用量少、利用率高、投资和占地面积小的优点。

为解决上述问题,本实用新型采用的技术方案如下:一种新型催化氧化板式反应器,所述反应器内设有至少3块传热板,组成至少两个相邻的物流流通通道,分别为冷侧和反应侧,所述反应侧的传热板面上涂有厚度为0.3~3mm的催化剂,反应侧和冷侧交替排布,每个冷侧接有气体入口管线,每个反应侧出口接有气体出口管线,冷侧出口与反应侧入口连通。

上述技术方案中,优选地,反应器内设有7块传热板。

上述技术方案中,优选地,冷侧物流流向与反应侧物流流向相反。

上述技术方案中,优选地,反应侧催化剂涂层厚度与反应侧两块传热板之间的距离之比为0.03~0.3。

上述技术方案中,优选地,冷侧的两块传热板之间的距离与反应侧两块传热板之间的距离之比为0.3~1。

上述技术方案中,优选地,每个冷侧通道的物流为串联或并联。

上述技术方案中,优选地,每个反应侧通道的物流为串联或并联。

本实用新型将催化氧化反应器与热交换器组合为在一个设备里面,与现有技术相比,本实用新型减小了设备个数,催化剂用量少,利用率高、减少了投资和占地面积,取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型的流程示意图。

图2为图1中A-B方向剖面图。

图1-图2中,1-废气进口2-废气出口3-换热器板片4-催化氧化催化剂。

下面通过实施例对本实用新型作进一步的阐述,但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

一种VOC处理的催化氧化板式反应器,见图1、图2,含VOCs废气进入催化氧化板式反应器冷侧进行预热,预热后的含VOCs废气进入催化氧化板式反应器反应侧,与催化剂接触反应催化氧化反应,催化氧化板式反应器出口气体达标排放;其中,所述催化氧化板式反应器内设置7块传热板,且所述催化剂涂抹于所述反应侧的传热板上,催化剂涂层厚度为0.3mm,反应侧和冷侧交替排布,冷侧物流流向与反应侧物流流向相反。反应侧催化剂涂层厚度与反应侧两块传热板之间的距离之比为0.03。冷侧的两块传热板之间的距离与反应侧两块传热板之间的距离之比为1。每个冷侧通道的物流为并联,废气平均分配为三股分别进入三个冷侧通道,每个反应侧通道的物流为并联,经过余热的废气平均分配进入三个反应侧通道。催化氧化反应催化剂为贵金属负载催化剂,载体为氧化铝,含有Ru、Rh、Pt贵金属,以质量百分含量计,Ru的含量0.2%,Rh的含量为0.7%,Pt的含量0.05%。

正常运行期间,50m3/h的VOCs废气,其中甲苯浓度3000mg/m3,温度60℃,压力为5kpa进入催化氧化板式反应器冷侧,尺寸为200mm*100mm*60mm,7块换热板,换热面积0.28m2,废气经过冷侧后,温度升值180℃,进入催化氧化反应侧,在板片上涂抹的催化剂催化下放热反应,反应热通过板片传递给冷侧,最终出口温度180℃,气体达标排放。

其中,催化剂用量为36ml,利用率高,投资约25000元,占地面积约0.02m2

【实施例2】

一种VOC处理的催化氧化板式反应器,见图1、图2,含VOCs废气进入催化氧化板式反应器冷侧进行预热,预热后的含VOCs废气进入催化氧化板式反应器反应侧,与催化剂接触反应催化氧化反应,催化氧化板式反应器出口气体达标排放;其中,所述催化氧化板式反应器内设置9块传热板,且所述催化剂涂抹于所述反应侧的传热板上,催化剂涂层厚度为3mm,反应侧和冷侧交替排布,冷侧物流流向与反应侧物流流向相反。反应侧催化剂涂层厚度与反应侧两块传热板之间的距离之比为0.3。冷侧的两块传热板之间的距离与反应侧两块传热板之间的距离之比为0.3。每个冷侧通道的物流为并联,废气平均分配为5股分别进入5个冷侧通道,每个反应侧通道的物流为并联,经过余热的废气平均分配进入4个反应侧通道。催化氧化反应催化剂为贵金属负载催化剂,载体为氧化铝,含有Ru、Rh、Pt贵金属,以质量百分含量计,Ru的含量0.2%,Rh的含量为0.7%,Pt的含量0.05%。

正常运行期间,50m3/h的VOCs废气,其中对二甲苯PX浓度4000mg/m3,温度30℃,压力为5kpa进入催化氧化板式反应器冷侧,尺寸为*200*100mm,65块换热板,换热面积0.32m2,废气经过冷侧后,温度升值210℃,进入催化氧化反应侧,在板片上涂抹的催化剂催化下放热反应,反应热通过板片传递给冷侧,最终出口温度190℃,气体达标排放。

其中,催化剂用量为48ml,利用率高,投资约30000元,占地面积约0.02m2

【实施例3】

一种VOC处理的催化氧化板式反应器,见图1、图2,含VOCs废气进入催化氧化板式反应器冷侧进行预热,预热后的含VOCs废气进入催化氧化板式反应器反应侧,与催化剂接触反应催化氧化反应,催化氧化板式反应器出口气体达标排放;其中,所述催化氧化板式反应器内设置4块传热板,且所述催化剂涂抹于所述反应侧的传热板上,催化剂涂层厚度为1mm,反应侧和冷侧交替排布,冷侧物流流向与反应侧物流流向相反。反应侧催化剂涂层厚度与反应侧两块传热板之间的距离之比为0.1。冷侧的两块传热板之间的距离与反应侧两块传热板之间的距离之比为1。每个冷侧通道的物流为并联,废气平均分配为2股分别进入2个冷侧通道,每个反应侧通道的物流为并联,经过余热的废气平均分配进入1个反应侧通道。催化氧化反应催化剂为贵金属负载催化剂,载体为氧化铝,以质量百分含量计,含有Ru、Rh、Pt贵金属,Ru的含量0.2%,Rh的含量为0.7%,Pt的含量0.05%。

正常运行期间,10m3/h的VOCs废气,其中环己酮浓度6000mg/m3,20℃,压力为3kpa进入催化氧化板式反应器冷侧,尺寸为1000*200*30mm,4块换热板,换热面积0.08m2,废气经过冷侧后,温度升值240℃,进入催化氧化反应侧,在板片上涂抹的催化剂催化下放热反应,反应热通过板片传递给冷侧,最终出口温度260℃,气体达标排放。

其中,催化剂用量为40ml,利用率高,投资约15000元,占地面积约0.2m2

【比较例1】

一种VOC处理的催化氧化反应装置,正常运行期间,50m3/h的VOCs废气,其中甲苯浓度3000mg/m3,温度60℃,压力为5kpa进入板式换热器,尺寸为200*100*60,7块换热板,换热面积0.28m2,与反应后的热废气进行换热,温度升值200℃,进入催化氧化反应器,反应后温度升值320℃,进入板式换热器与进来冷流体进行热交换,温度降至180℃,达标排放。

其中,催化剂用量为50ml,利用率高,投资约35000元,占地面积约1m2

由实施例1与比较例1对比可知,本实用新型装置与比较例1中目前普遍使用的装置相比,本实用新型将板式换热器和催化氧化反应器组合起来。本实用新型可明显降低装置的投资和占地面积,催化剂用量少,利用率高,具有较大的技术优势。

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