一种用于尾气催化净化系统的监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及人造板尾气净化技术领域，具体涉及一种用于尾气催化净化系统的监测系统。


背景技术：

2.人造板在高温净化舱内被净化后产生的尾气中主要含有甲醛等有害物质，采用催化燃烧(co)工艺进行处理。首先需将尾气通过管道输送至尾气处理系统接入点，由于有机尾气浓度较低；故可将气体直接进入催化燃烧处理装置。(co)催化燃烧后，反应生成无害的水和二氧化碳，生成的高温净化气再次进入热交单系统内，对低温的新鲜尾气进行体温，使之温度尽可能的提升至设计温度，降低热能的损耗。热交换单元是升温的关键点，而风速与热交换单元的热交换效率成反比，风速与压强成反比，为了尽可能提高热交换效率，使得热交换单元输送到预热单元的尾气温度尽可能达到理论最大值，就需要实时监测系统中热交换单元进气、出气端的风速、温度，并对风速进行适当调整，以此改变热交换效率，目前整个系统是封闭的，初始时净化舱出来的尾气温度、风速是已知的，但是经过催化氧化后，整个系统中气体的风速、温度、就无法得知，这样就不利于提高热交换效率，造成预热单元热能消耗较大。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种用于尾气催化净化系统的监测系统，用于监测系统内部关键点的温度、风速，并将监测数据反馈到控制器，通过控制器对风速进行相应调节，以提高热交换效率，减少热能的消耗。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：
5.一种用于尾气催化净化系统的监测系统，包括净化舱、热交换单元、预热单元、催化氧化单元、热交换单元，净化舱的出气端设有引风装置，热交换单元进气端分别与引风装置、催化氧化单元的出气端接通，热交换单元出气端分别与预热单元、净化舱的进气端接通，所述热交换单元的进气气路上分别设有用于监测新鲜尾气、净化气温度及流速的第一传感装置，热交换单元与预热单元之间的气路上设有用于监测升温尾气温度及流速的第二传感装置，第一传感装置、第二传感装置与外部的控制器导线连接。
6.可选的，所述热交换单元设有第一进气口、第二进气口、第一出气口，第二出气口，第一进气口与第一出气口之间、第二进气口与第二出气口之间分别形成有流道，第一传感装置设置于第一进气口、第二进气口处，第二传感装置设置于第一出气口处。
7.可选的，所述第一传感装置、第二传感装置分别包括温度传感器和风速传感器。
8.可选的，所述第二出气口处设有与控制器导线连接的温度传感器。
9.可选的，所述预热单元与催化氧化单元之间的气路上设有与控制器导线连接的温度传感器、风速传感器。
10.可选的，所述热交换单元为管式热换器或者逆流板式热换器。
11.可选的，所述预热单元为电阻丝加热或者ptc加热器或者硅碳棒加热或者天然气加热。
12.可选的，所述催化氧化单元包括第一级催化反应室、第二级催化反应室，第一催化反应室内设有蜂窝陶瓷作为载体的zvpt-15型号催化剂，第二催化反应室内设有蜂窝陶瓷作为载体的tfjf型号催化剂。
13.可选的，所述引风装置为负压风机。
14.可选的，所述引风装置前端设有除尘器，引风装置后端设有阻火器。
15.本实用新型具有的有益效果：
16.1、本实用新型中，在热交换单元的两个进气口、热交换单元与预热单元之间的气路上均安装有温度传感器、风速传感，同时在热交换单元与催化氧化单元之间的气路上也安装有温度传感器和风速传感器，各点将实时监测系统内部的风速、温度数据，并将各数据传输至控制器，控制器根据温度数据与设计理论值进行对比，进而对负压风机进行调节，从而改变系统内的风速及温度，风速的改变便会改变热交换单元的热交换效率，使得热交换单元与预热单元之间气路上的尾气能靠近理论的最大值，减少预热单元热能的消耗，让催化氧化单元在尾气最接近设计温度前提下进行催化氧化反应。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.附图标记：1-净化舱，2-引风装置，3-除尘器，4-阻火器，5-热交换单元，501-第一进气口，502-第一出气口，503-第二进气口，504-第二出气口，6-预热单元，7-催化氧化单元，701-第一级催化反应室，702-第二级催化反应室，8-蜂窝陶瓷。
具体实施方式
19.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
20.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
21.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.实施例1
23.如图1所示，一种用于尾气催化净化系统的监测系统，包括净化舱1、热交换单元5、预热单元6、催化氧化单元7、热交换单元5，净化舱1的出气端设有引风装置2，热交换单元5进气端分别与引风装置2、催化氧化单元7的出气端接通，热交换单元5出气端分别与预热单
元6、净化舱1的进气端接通，所述热交换单元5的进气气路上分别设有用于监测新鲜尾气、净化气温度及流速的第一传感装置，热交换单元5与预热单元6之间的气路上设有用于监测升温尾气温度及流速的第二传感装置，第一传感装置、第二传感装置与外部的控制器导线连接。
24.本实施例中，本监测系统是在净化舱1、热交换单元5、预热单元6、催化氧化单元、热交换单元5的基础上实施的，净化舱1的出气端连接有引风装置2，用于将净化舱1内的尾气抽出到热交换单元5内，热交换单元5具有两个进气端、两个出气端，两个进气端分别管路接通引风装置2的出气端、催化氧化单元的出气端，两个出气端分别管路接通预热单元6、净化舱1的进气端，然后在热交换单元5的两个进气端均安装第一传感装置，分别检测引风装置2出来的尾气温度(约90℃左右)和风速(尾气的流动速度)、检测催化氧化单元7出来的净化气温度(约250℃左右)和风速，热交换单元5的与预热单元6之间的管路上安装第二传感装置，用于监测第一次升温后的尾气温度和风速，此处尾气温度应当最大限度的靠近催化氧化单元的设计温度值250℃左右，两个传感装置将各温度、风速数据传输为外部的控制器(采用plc或者单片机)，控制器将第二传感装置的温度数据与设定的温度值250℃比较，若低于设定阈值，本实施例中该阈值设为50℃，即在200℃以下，那么就认定热交换单元5的热交换效率较低，而风速与热交换效率成反比的，那么风速越小，热交换效率就越高，降低风速也是在一定范围内，要保证尾气以一定速度流动的，这样控制器便控制引风机转速减小，降低系统内部的风速，从而热交换单元5的效率越高，新鲜的尾气温度被提升的温度值就越高，越接近催化反应单元的理论设计温度，从而进入预热单元6内的尾气温度就更接近理论设计温度，那么预热单元6将升温后的尾气进行第二次升温所需的热能就越少，本方案用于监测系统内部关键点的温度、风速，并将监测数据反馈到控制器，通过控制器对尾气的风速进行相应调节，以提高热交换效率，减少热能的消耗，让催化氧化单元在尾气最接近设计温度的前提下进行催化氧化反应。
25.进一步的，所述热交换单元5设有第一进气口501、第二进气口503、第一出气口502，第二出气口504，第一进气口501与第一出气口502之间、第二进气口503与第二出气口504之间分别形成有流道，第一传感装置设置于第一进气口501、第二进气口503处，第二传感装置设置于第一出气口502处。具体的，热交换单元5实际就是目前的热交换器，自身具有两个进气口、两个出气口，其中第一进气口501与第一出气口502之间的气路是接通，形成用于新鲜低温尾气通过流道，第二进气口503与第二出气口504之间的气路是接通的，形成用于高温净化气通过的流道，第一进气口501、第一出气口502之间的气流方向与第二进气口503、第二出气口504之间的气流方向是相反的，新鲜的尾气由第一进气口501进入热交换单元5，高温净化气由第二进气口503进入热交换单元5，两股气流在热交换单元5内换热后，新鲜尾气被升温后由第一出气口502进入到预热单元6，第二换热后的净化气由第二出气口504进入到净化舱1内作为热源对人造板进行高温净化。第一传感装置用于监测来自净化舱1的尾气温度(约90℃)及风速、催化氧化单元出来的高温净化气温度，第二传感装置用于监测热交换后的尾气温度及风速，并将数据反馈给控制器，控制器根据各点的风速及温度数据，适宜调节引风装置2的转速，从而改变系统内部的风速，进而达到改变热交换效率的目的，最后实现初次升温的尾气能最大限度的接近理论值，减少预热单元6的热能消耗。
26.进一步的，所述第一传感装置、第二传感装置分别包括温度传感器和风速传感器。
具体的，两个传感装置都是相同的温度传感器和风速传感器，温度传感器采用西门子型号为qam2112.040的传感器，风速传感器采用485型传感器，通过螺钉固定在预热单元6的第一进气口501、第二进气口503、第一出气口502的气路上，用于监测来自净化舱1的尾气温度及风速、催化氧化单元出来的高温净化气温度及风速、热交换后的尾气温度及风速，并将数据反馈给控制器，控制器根据各点的风速及温度数据，适宜调节引风装置2的转速，从而改变系统内部的风速，进而达到改变热交换效率的目的，最后实现初次升温的尾气能最大限度的接近理论值250℃，减少预热单元6的热能消耗。
27.进一步的，所述第二出气口504处设有与控制器导线连接的温度传感器。具体的，此处的温度传感器通过螺栓安装在第二出气口504与净化舱1之间的管路上，温度传感器用于监测热交换后的净化气体的温度值，并将数据反馈给控制器，热交换后的净化气温度理论上为150℃左右。
28.进一步的，所述预热单元6与催化氧化单元之间的气路上设有与控制器导线连接的温度传感器、风速传感器。具体的，此处的温度传感和风速传感器通过螺栓固定在预热单元6出气端的管路上，且用于监测二次升温后的尾气的温度及风速，观察是否达到设计的理论值250℃左右。
29.进一步的，所述热交换单元5为管式热换器或者逆流板式热换器。具体的，本实施例中若采用逆流板式换热器，其为现有产品，型号为kxm15，内部尾气与高温净化气的流动方向是相反的，新鲜尾气-高温净化气直接通过平板进行热交换的能量回收器；若采用管式换热器，则型号为glc1，也是现有产品，高温净化气走管程，新鲜尾气走壳程，热交换单元5将有机尾气分解后的高温净化气和新鲜尾气进行热交换，提高新鲜尾气的温度。当尾气浓度达到一定值时，通过热交换单元5的作用，可以保证设备在无热量消耗的状态下正常运转，是净化系统中对尾气源进行第一次温度提升的装置，也是设备中节能设施之一。通过热交换单元5内部对气流的合理控制，使热交换器的效率保证在60％以上。结构采用管式/板式换热器，合理的布置，使冷热气流全面接触进行热量置换。
30.进一步的，所述预热单元6为电阻丝加热或者ptc加热器或者硅碳棒加热或者天然气加热。具体的，预热单元6本身也是一个加热舱，主要是对内部的新鲜尾气进行加热，使得其达到设定温度，然后让尾气进入催化氧化单元7，在这个加热舱内设有加热装置，可以采用电阻丝加热、ptc加热器(热敏电阻加热)、天然气加热(家用热水器的原理)或者硅碳棒加热，这些加热装置都是常用的加热器，本实施例中采用电阻丝加热，电阻丝两端加上适合的电压让电阻丝通电，电阻丝中电阻的存在使得电压变成电阻丝中的电流i，根据q(热量)＝i(电流)*t(时间)，通电时间越长，流过电阻丝的电量越大，电量转化为热能，进而对加热舱内的尾气进行升温，使得尾气达到设定温度后进入催化氧化单元7进行催化净化，设定温度设定为250℃-300℃，优选为250℃。
31.进一步的，所述催化氧化单元7包括第一级催化反应室701、第二级催化反应室702，第一催化反应室内设有蜂窝陶瓷8作为载体的zvpt-15型号催化剂，第二催化反应室内设有蜂窝陶瓷8作为载体的tfjf型号催化剂。具体的，催化氧化单元实际就是一个催化反应室，催化反应室内部从进气端沿出气端的方向依次设有第一级催化反应室701和第二级催化反应室702，第一级催化反应室701采用抽屉式结构，内装有型号zvpt-15的催化剂，该型号催化剂具有良好低温起燃性能的贵金属催化剂，是一种具有高比表面、高耐温、高储氧量
的复合氧化铝-氧化铈-氧化锆催化材料，具有良好耐高温，耐热冲击的蜂窝陶瓷8载体，最终形成对苯、甲苯、二甲苯、酮类和酯类等具有良好转化效率的整体式催化剂。催化剂外形尺寸为150
×
150
×
150mm，空速高、耐温效果好，可长期在250-550℃下工作。第二级催化反应室702内的催化剂采用tfjf型催化剂蜂窝陶瓷8做载体，催化剂外形尺寸同样为150
×
150
×
150mm，内浸渍贵金属铂和钯，使得催化剂具有高活性、高净化效率、耐高温及长使用寿命等特点，采用贵金属钯、铂镀在蜂窝陶瓷8载体上作催化剂，净化效率高，催化剂使用寿命长，气流通畅，阻力小，用低压风机就可以正常运转，不但耗电少而且噪音低。两个催化反应室内对应的两个蜂窝陶瓷8之间可以通过软连接的方式在两者之间形成风道，在该风道内可以设置相应的传感器监测催化反应情况。两种型号的催化剂为市面售卖商品催化剂，可保证工程应用的供给和品质的稳定，本型号催化剂为市售的商品催化剂，可保证工程应用的供给和品质的稳定。
32.本实施例中，催化反应室的空速范围为5000-30000h-1，按照6000h-1的空速设计，处理约6000m3/h-1的尾气需要催化剂1m3，根据单块催化剂为150mm
×
150mm
×
150mm的规格，结合净化舱1顶部空间情况，催化反应室为450mm
×
1000mm
×
2230mm，设计反应温度250-300℃。催化反应室外部采用80kg/m3岩棉保温，保温层厚度为100mm。
33.进一步的，所述引风装置2为负压风机。具体的，负压风机用于将净化舱1内的尾气抽出并输送至后端的热交换单元5中，负压风机的负荷为6000nm3/h，采用型号为lr-850g的负压风机，负压风机与外部的控制器连接，控制器便于控制负压风机的转速，进而控制系统内部气体的风速，达到改变热交换效率的目的。
34.进一步的，所述引风装置2前端设有除尘器3，引风装置2后端设有阻火器4。具体的，在引风装置2净化舱1之间接通的气路管道上设有除尘器3，除尘器3可以有效去除尾气中的灰尘，避免发生粉尘爆炸的风险，除尘器3是现有产品，采用电袋复合除尘器3。阻火器4安装在热交换单元5的进气管道上，阻火器4是现有产品，采用zhq-i型号的阻火器4，由于尾气中可能还存在未被除去的粉尘，当发生粉尘爆炸燃烧时，阻火器4可以有效的阻止火焰的传播，降低风险。
35.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。