一种用于VOCs废气治理催化剂及VOCs废气治理装置的制作方法

本发明涉及废气治理
技术领域：
，尤其涉及一种用于vocs废气治理催化剂。还涉及一种vocs废气治理装置。
背景技术：
：vocs种类繁多，成分复杂，常见的有烃类、醇类、醚类、酯类等。加油站、装修、餐饮、干洗、喷涂、化工等生产或使用有机溶剂的行业都会产生vocs排放。vocs处理方法有数十种，其原理主要有回收有价值溶剂的回收技术和分解vocs分子的破坏技术两大类，实际应用中更多是采用组合式技术。比如：采用浓缩和燃烧结合的技术治理低浓度大风量废气，减少装置投资；采用催化燃烧(co)或蓄热式燃烧(rto)技术实现低能耗下vocs的彻底处理；根据vocs自身溶解度、沸点等特性选择变温吸附或变压吸附进行溶剂的回收，具体如何选择取决于企业生产线的工况。在现有vocs废气处理技术里，催化填料塔（催化氧化塔）使用的催化剂堆积方式都是平铺在孔板上，后续优化设计后变为腰孔孔板，但散状态堆积的方式依旧会造成比较大的压降。在喷淋环境内会在一定程度上形成水膜，堵塞孔板的腰孔，进一步加大催化剂压降。且随着使用时间加长，循环液中带有的少量钙镁离子会在催化剂表面形成阻断垢，造成催化剂板结或催化剂失效的现象。此外，现有技术中的催化剂一般会选择块状催化剂，块催化剂包括金属壳体和位于壳体内的催化剂载体，催化剂载体内部设有若干竖向的催化通道，催化通道的内壁上涂覆有催化剂。在块催化剂的实际应用中，块催化剂一般需要安装于支撑件上，由于现有块催化剂的金属壳体底部通常设计成与催化通道底部平齐的结构，当块催化剂置于支撑件上后，与支撑件接触的部分催化通道会被堵掉，导致废气无法通过该部分催化通道，会造成块催化剂的浪费，降低块催化剂的利用效率和整个催化装置对vocs废气的处理效率。技术实现要素：为克服现有技术中存在的设计缺陷导致的催化填料塔内压差异常现象的问题，本发明提供了一种新型的催化剂堆填方式：将催化剂堆填放入卡扣式多面球中，降低整体压降但不影响整体接触效果。本发明采用的技术方案为：一种用于vocs废气治理催化剂，所述催化剂以多孔金属作为载体，其创新点在于：所述载体采用丝径0.1-1mm的金属丝，进行立体编制卡扣式多面球，所述催化剂堆填式放入卡扣式多面球中；所述卡扣式多面球包括多面上半球、多面下半球以及卡扣；所述多面上半球底部设置有第一扣合面，所述多面下半球底部设置有第二扣合面；所述多面上半球的第一扣合面与多面下半球的第二扣合面通过卡扣扣合固定。在一些实施方式中，所述多面球尺寸20-80mm。在一些实施方式中，所述多面球孔隙率以展开面积表示1:0.8。在一些实施方式中，所述多面球孔隙大小为3-8mm。在一些实施方式中，所述催化剂装填量为0.0042-0.268l。在一些实施方式中，所述多面球堆放厚度为0.4m。本发明的另一个目的是提供一种利用vocs废气治理催化剂处理的废气处理装置，其创新点在于：包括催化氧化塔、设于所述催化氧化塔上的进气口和排气口、设于所述催化氧化塔内且沿所述进气口至所述排气口方向依次间隔设置的第一喷淋装置、第一填料层、第二喷淋装置和第二填料层、与所述催化氧化塔底部连通且用于向所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置输送喷淋液的循环泵，其中所述第一填料层和所述第二填料层采用催化剂作为填料。在一些实施方式中，所述第一喷淋装置和第二喷淋装置喷淋压降为600-800pa。在一些实施方式中，所述喷淋的汽水比：1m³：1.5-2l。在一些实施方式中，所述循环泵的空速设置＜0.5m/s。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了氧化塔内压差异常的问题；此外，使用本发明的催化剂以后，更改后塔内压降从单层催化剂2000pa下降至800pa；催化剂结盐情况大有改善；以及清洗和更换催化剂的工作量极大减少；本发明的新型堆积方式保证催化剂的流动性大大增加；解决了目前多相氧化塔内因催化剂堆填问题导致的液泛现象。附图说明图1是本发明废气处理装置的整体结构示意图图2是本发明卡扣式多面球的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明披露了一种用于vocs废气治理催化剂，所述催化剂以多孔金属作为载体，其创新点在于：所述载体采用丝径0.1-1mm的金属丝，进行立体编制卡扣式多面球，所述催化剂堆填式放入卡扣式多面球中形成本发明催化剂；如图2所示：本发明所述卡扣式多面球包括多面上半球30、多面下半球31以及卡扣32；所述多面上半球30底部设置有第一扣合面301，所述多面下半球31底部设置有第二扣合面310；所述多面上半球30的第一扣合面301与多面下半球31的第二扣合面311通过卡扣32扣合固定。本发明催化剂由下列重量百分比的组分制作而成，碳粉45~50wt%；石墨粉20~25wt%；氢氧化钠2~5wt%；混合溶剂5~15wt%；ph值调节剂3~4wt%；氧化剂7~10wt%；其余为水。在本实施方式中，混合溶剂为丙酮和磷酸的混合物，所述丙酮和磷酸的比例为1:2。所述氢氧化钠与水形成溶液，所述水与氢氧化钠的比例为1:0.5。所述ph值调节剂采用碳酸氢钠或磷酸氢二钠中的一种。所述氧化剂采用过氧化氢和臭氧。所述过氧化氢与水形成溶液，所述水与过氧化氢的比例为1:0.2~0.3。上述催化剂的制配方法，包括以下步骤：步骤一：将碳粉和石墨粉经过捏合后形成无定型片状混合物；步骤二：将捏合后的无定型片状混合物放入120~140℃烘干房中烘干脱水，使得脱水后的混合物减重20%~30%；步骤三：将烘干后混合物投入丙酮和磷酸的混合溶剂中搅拌，搅拌后浸渍在丙酮和磷酸溶液中，浸渍1~2小时；步骤四：用滤网过滤出浸渍后碳粉和石墨粉，将过滤后的混合物投入低温炉初步活化，将低温炉温度设置为400~450℃；步骤五：低温炉降温至60~80℃，取出碳化碳粉和石墨粉，投入20%~30%氧化剂中催化；步骤六：加入ph值调节剂，将氢氧化钠溶液的ph值调为碱性，将催化后碳化碳粉和石墨粉浸入到ph=9的氢氧化钠溶液中；步骤七：将中性的碳化碳粉和石墨粉投入高温炉中，将炉内温度设置为800~1000℃；步骤八：通入雾化水，急速冷却至常温；步骤九：形成粉末状催化剂。作为进一步优选的，本发明此实施方式中，所述多面球尺寸20-80mm。所述多面球孔隙率以展开面积表示1:0.8。所述多面球孔隙大小为3~8mm。所述催化剂装填量为0.0042-0.268l。优选的，所述多面球堆放厚度为0.4m。在本发明中，将催化剂堆放入卡扣式多面球中，能够很好的降低整体压降但不影响整体接触效果。本发明的另一个目的是提供一种利用vocs废气治理催化剂处理的废气处理装置，具体的，如图1所示：包括催化氧化塔11、设于所述催化氧化塔11上的进气口111和排气口112、设于所述催化氧化塔11内且沿所述进气口111至所述排气口112方向依次间隔设置的第一喷淋装置14、第一填料层15、第二喷淋装置12和第二填料层13、与所述催化氧化塔11底部连通且用于向所述第一喷淋装置14和所述第二喷淋装置12输送喷淋液17的循环泵16，其中所述第一填料层15和所述第二填料层13采用本发明的催化剂作为填料。作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，所述第一喷淋装置14和第二喷淋装置12喷淋压降设为600-800pa。在本实施方式中，所述喷淋的汽水比1m³：1.5-2l。作为进一步优选的，在本实施方式中，所述循环泵16的空速设置＜0.5m/s。本发明解决了催化氧化塔内压差异常的问题；此外，使用本发明的催化剂以后，更改后塔内压降从单层催化剂2000pa下降至800pa；催化剂结盐情况大有改善；以及清洗和更换催化剂的工作量极大减少；本发明的新型堆积方式保证催化剂的流动性大大增加；解决了目前多相氧化塔内因催化剂堆填问题导致的液泛现象。实施例1一种用于vocs废气治理催化剂，所述催化剂以多孔金属作为载体，其创新点在于：所述载体采用丝径0.1mm的金属丝，进行立体编制卡扣式多面球，所述催化剂堆填式放入卡扣式多面球中形成本发明催化剂；所述卡扣式多面球包括多面上半球、多面下半球以及卡扣；所述多面上半球底部设置有第一扣合面，所述多面下半球底部设置有第二扣合面；所述多面上半球的第一扣合面与多面下半球的第二扣合面通过卡扣扣合固定。设置多面球尺寸20mm。设置多面球孔隙率以展开面积表示1:0.8。所述多面球孔隙大小为3mm。所述催化剂装填量为0.0042l。优选的，所述多面球堆放厚度为0.4m。上述利用vocs废气治理催化剂处理的废气处理装置，包括催化氧化塔、设于所述催化氧化塔上的进气口和排气口、设于所述催化氧化塔内且沿所述进气口至所述排气口方向依次间隔设置的第一喷淋装置、第一填料层、第二喷淋装置和第二填料层、与所述催化氧化塔底部连通且用于向所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置输送喷淋液的循环泵，其中所述第一填料层和所述第二填料层采用本发明的催化剂作为填料。设定第一喷淋装置和第二喷淋装置喷淋压降为600pa。在本实施方式中，所述喷淋的汽水比1m³：1.5l。作为进一步优选的，在本实施方式中，所述循环泵的空速设置0.48m/s。实施例2一种用于vocs废气治理催化剂，所述催化剂以多孔金属作为载体，其创新点在于：所述载体采用丝0.1-1mm的金属丝，进行立体编制卡扣式多面球，所述催化剂堆填式放入卡扣式多面球中形成本发明催化剂；所述卡扣式多面球包括多面上半球、多面下半球以及卡扣；所述多面上半球底部设置有第一扣合面，所述多面下半球底部设置有第二扣合面；所述多面上半球的第一扣合面与多面下半球的第二扣合面通过卡扣扣合固定。所述多面球尺寸80mm。所述多面球孔隙率以展开面积表示1:0.8。所述多面球孔隙大小为8mm。所述催化剂装填量为0.268l。优选的，所述多面球堆放厚度为0.4m。上述利用vocs废气治理催化剂处理的废气处理装置，包括催化氧化塔、设于所述催化氧化塔上的进气口和排气口、设于所述催化氧化塔内且沿所述进气口至所述排气口方向依次间隔设置的第一喷淋装置、第一填料层、第二喷淋装置和第二填料层、与所述催化氧化塔底部连通且用于向所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置输送喷淋液的循环泵，其中所述第一填料层和所述第二填料层采用本发明的催化剂作为填料。设定第一喷淋装置和第二喷淋装置喷淋压降为800pa。在本实施方式中，所述喷淋的汽水比1m³：2l。作为进一步优选的，在本实施方式中，所述循环泵的空速设置0.45m/s。实施例3一种用于vocs废气治理催化剂，所述催化剂以多孔金属作为载体，其创新点在于：所述载体采用丝径0.5mm的金属丝，进行立体编制卡扣式多面球，所述催化剂堆填式放入卡扣式多面球中形成本发明催化剂；所述卡扣式多面球包括多面上半球、多面下半球以及卡扣；所述多面上半球底部设置有第一扣合面，所述多面下半球底部设置有第二扣合面；所述多面上半球的第一扣合面与多面下半球的第二扣合面通过卡扣扣合固定。所述多面球尺寸50mm。所述多面球孔隙率以展开面积表示1:0.8。所述多面球孔隙大小为3-8mm。所述催化剂装填量为0.134l。优选的，所述多面球堆放厚度为0.4m。一种利用vocs废气治理催化剂处理的废气处理装置，包括催化氧化塔、设于所述催化氧化塔上的进气口和排气口、设于所述催化氧化塔内且沿所述进气口至所述排气口方向依次间隔设置的第一喷淋装置、第一填料层、第二喷淋装置和第二填料层、与所述催化氧化塔底部连通且用于向所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置输送喷淋液的循环泵，其中所述第一填料层和所述第二填料层采用本发明的催化剂作为填料。设定第一喷淋装置和第二喷淋装置喷淋压降为700pa。在本实施方式中，所述喷淋的汽水比1m³：1.7l。作为进一步优选的，在本实施方式中，所述循环泵的空速设置0.4m/s。实施例4一种用于vocs废气治理催化剂，所述催化剂以多孔金属作为载体，其创新点在于：所述载体采用丝径0.5mm的金属丝，进行立体编制卡扣式多面球，所述催化剂堆填式放入卡扣式多面球中形成本发明催化剂；所述卡扣式多面球包括多面上半球、多面下半球以及卡扣；所述多面上半球底部设置有第一扣合面，所述多面下半球底部设置有第二扣合面；所述多面上半球的第一扣合面与多面下半球的第二扣合面通过卡扣扣合固定。所述多面球尺寸65mm。所述多面球孔隙率以展开面积表示1:0.8。所述多面球孔隙大小为5.5mm。所述催化剂装填量为0.200l。优选的，所述多面球堆放厚度为0.4m。一种利用vocs废气治理催化剂处理的废气处理装置，包括催化氧化塔、设于所述催化氧化塔上的进气口和排气口、设于所述催化氧化塔内且沿所述进气口至所述排气口方向依次间隔设置的第一喷淋装置、第一填料层、第二喷淋装置和第二填料层、与所述催化氧化塔底部连通且用于向所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置输送喷淋液的循环泵，其中所述第一填料层和所述第二填料层采用本发明的催化剂作为填料。设定第一喷淋装置和第二喷淋装置喷淋压降为750pa。在本实施方式中，所述喷淋的汽水比1m³：1.5l。作为进一步优选的，在本实施方式中，所述循环泵的空速设置0.3m/s。实施例5一种用于vocs废气治理催化剂，所述催化剂以多孔金属作为载体，其创新点在于：所述载体采用丝径0.5mm的金属丝，进行立体编制卡扣式多面球，所述催化剂堆填式放入卡扣式多面球中形成本发明催化剂；所述卡扣式多面球包括多面上半球、多面下半球以及卡扣；所述多面上半球底部设置有第一扣合面，所述多面下半球底部设置有第二扣合面；所述多面上半球的第一扣合面与多面下半球的第二扣合面通过卡扣扣合固定。所述多面球尺寸50mm。所述多面球孔隙率以展开面积表示1:0.8。所述多面球孔隙大小为5.5mm。所述催化剂装填量为0.134l。优选的，所述多面球堆放厚度为0.4m。一种利用vocs废气治理催化剂处理的废气处理装置，包括催化氧化塔、设于所述催化氧化塔上的进气口和排气口、设于所述催化氧化塔内且沿所述进气口至所述排气口方向依次间隔设置的第一喷淋装置、第一填料层、第二喷淋装置和第二填料层、与所述催化氧化塔底部连通且用于向所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置输送喷淋液的循环泵，其中所述第一填料层和所述第二填料层采用本发明的催化剂作为填料。设定第一喷淋装置和第二喷淋装置喷淋压降为800pa。在本实施方式中，所述喷淋的汽水比1m³：2l。作为进一步优选的，在本实施方式中，所述循环泵的空速设置0.3m/s。实施例6一种用于vocs废气治理催化剂，所述催化剂以多孔金属作为载体，其创新点在于：所述载体采用丝径0.5mm的金属丝，进行立体编制卡扣式多面球，所述催化剂堆填式放入卡扣式多面球中形成本发明催化剂；所述卡扣式多面球包括多面上半球、多面下半球以及卡扣；所述多面上半球底部设置有第一扣合面，所述多面下半球底部设置有第二扣合面；所述多面上半球的第一扣合面与多面下半球的第二扣合面通过卡扣扣合固定。所述多面球尺寸50mm。所述多面球孔隙率以展开面积表示1:0.8。所述多面球孔隙大小为5.5mm。所述催化剂装填量为0.134l。优选的，所述多面球堆放厚度为0.4m。一种利用vocs废气治理催化剂处理的废气处理装置，包括催化氧化塔、设于所述催化氧化塔上的进气口和排气口、设于所述催化氧化塔内且沿所述进气口至所述排气口方向依次间隔设置的第一喷淋装置、第一填料层、第二喷淋装置和第二填料层、与所述催化氧化塔底部连通且用于向所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置输送喷淋液的循环泵，其中所述第一填料层和所述第二填料层采用本发明的催化剂作为填料。设定第一喷淋装置和第二喷淋装置喷淋压降为800pa。在本实施方式中，所述喷淋的汽水比1m³：2l。作为进一步优选的，在本实施方式中，所述循环泵的空速设置0.4m/s。上述实施例1-6的vocs废气治理效果如下表所示：实施例vocs种类vocs含量（mg/m3）出口vocs浓度（mg/m3）转化率(%)1甲苯、乙醛2000、20002099.52甲苯50001599.63正己烷30002299.574正己烷、甲苯、乙醇2000、1000、100023.599.655正己烷、甲苯、乙醇1000、1000、20002599.76乙醛400019.599.71本发明更改后塔内压降从单层催化剂2000pa下降至800pa；使得催化剂结盐情况大有改善；本发明改进后的堆积方式，使得催化剂的流动性大大增加；因此，使得实施例1-6的废气处理效果得到明显提高。此外，清洗和更换催化剂的工作量极大减少，也解决了目前多相氧化塔内因催化剂堆填问题导致的液泛现象；一举多得。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。当前第1页12