一种风排瓦斯催化氧化的设备的制造方法_3

文档序号:10063741阅读:来源:国知局
温烟气加热第一蓄热陶瓷床层后通过第四通风蝶阀排出;
[0057]循环变换流向切换部分的阀门。
[0058]在利用上述设备催化氧化风排瓦斯的过程中,本申请首先将流向变换反应器预热至催化剂床层的指定温度。本申请首先打开第五通风蝶阀,启动预热风机与电加热器,将热风送至流向变换反应器内,热风经预热分布器后均匀地预热催化剂床层、第一蓄热陶瓷床和第二蓄热陶瓷床;催化剂床层预热至设定温度后,关闭预热风机、电加热器和第五通风蝶阀。上述过程中,催化剂床层的设定温度与催化剂的种类相关,即不同的催化加设定的温度是不同的。
[0059]在流向变换反应器的催化剂床层预热后,本申请则将风排瓦斯通入流向变换反应器,进行催化氧化反应。具体过程为:
[0060]开启第二通风蝶阀和第三通风蝶阀,关闭第一通风蝶阀和第四通风蝶阀,且关闭第一调节阀和第二调节阀;启动主风机,使风排瓦斯经过第二通风蝶阀,自右向左通入流向变换反应器,风排瓦斯经过第一封头和第一气体分布器后,均匀地进入第一蓄热陶瓷床层,在催化剂床层中持续加热,到达催化剂床层后,发生氧化反应,释放出热量,形成高温烟气。根据催化剂床层的温度,设定第二调节阀的开度,通过第二抽气装置将部分高温烟气排出反应器,剩余的高温烟气加热第二蓄热陶瓷床层。在此过程中,风排瓦斯进入流向变换反应器发生氧化反应,且实现部分高温烟气的排出,剩余部分烟气继续加热蓄热陶瓷床层,以维持反应所需的热量。流向变换反应器内的高温烟气加热蓄热陶瓷床层后则依次通过、第二气体分布器、第二封头和第三通风蝶阀排出。在设定第二调节阀开度的过程中,催化剂床层的温度也是与催化剂的种类相关的,即第二调节阀开启的时机与开度是与催化剂相对应的。
[0061]按照本实用新型,在上述反应进行之后,则根据催化剂床层的温度与第一蓄热陶瓷床层的温度,确定流向变换反应器流向切换的时间。需要切换流向时,开启第一通风蝶阀和第四通风蝶阀,关闭第二通风蝶阀和第三通风蝶阀,且关闭第一调节阀和第二调节阀;风排瓦斯经第一通风蝶阀,自左至右通入流向变换反应器;风排瓦斯经过第二封头和第二气体分布器,均匀地进入第二蓄热陶瓷床层,在床层中行持续加热;达到催化剂床层后,发生氧化反应,释放出热量,形成高温烟气。根据催化剂床层温度,设定第一调节阀的开度,通过第一抽气装置将部分高温排出反应器,剩余的高温烟气加热第一蓄热陶瓷床层,加热之后则依次通过第一气体分布器、第一封头和第四通风蝶阀将烟气排出。在设定第一调节阀开度的过程中,催化剂床层的温度是与催化剂的种类相关的,即第一调节阀开启的时机与开度是与催化剂相对应的。
[0062]此后则再经过一个切换周期,通过阀门改变反应器内气流的流动方向。由此,实现反应器的持续操作。
[0063]本申请所述催化剂床层采用的催化剂为整体式贵金属催化剂或非贵金属。
[0064]本申请设计了一种风排瓦斯高效催化氧化的设备,首先其采用外置电加热器预热催化剂床层,可以避免催化剂床层过热,影响催化剂的性能和寿命;预热分布器使热风均匀地预热催化剂床层,使其均匀预热,发挥最大效能;由于设置有合理的预热结构,催化剂床层可以快速、均匀地预热到设定的温度,既缩短了预热的时间,又节省大量能量。
[0065]反应器内合理设置气体分布器装置,反应器两端的封头和气体分布器使管线中的风排瓦斯在进入反应器后能沿反应器截面均匀分布,流速均匀,在催化剂床层均匀地发生氧化反应,避免床层风排瓦斯流速过高而出现局部过热,或甲烷没有完全摧毁的问题;设置气体分布器,使风排瓦斯中的甲烷能够在反应器内充分氧化,甲烷摧毁效率提高;且使反应器能充分氧化风排瓦斯中的甲烷,通过有效蓄积氧化释放的热量,可以在甲烷浓度低至0.15v%时维持自热运行。
[0066]流向变换反应器采用一段催化剂床层,使催化剂得到充分利用,提高甲烷摧毁效率;反应器采用从催化剂床层两端抽取高温烟气的方法获得甲烷氧化释放的热量,同时控制反应器内的温度;同时,设置合适的蓄热陶瓷床层和反应器壁面隔热材料厚度,使反应器消耗较少的甲烷,提供更多的可用热量。
[0067]为了进一步理解本实用新型,下面结合实施例对本实用新型提供的风排瓦斯催化氧化的设备和方法进行详细说明,本实用新型的保护范围不受以下实施例的限制。
[0068]实施例1
[0069]应用本实用新型所述的方法建立了一套处理量为1000m3/min的风排瓦斯催化氧化装置,如图2所示,图2为本实用新型高效催化氧化风排瓦斯的设备;图中1为主风机,2为通风蝶阀VI,3为通风蝶阀V2,4为通风蝶阀V3,5为通风蝶阀V4,6为预热风机,7为电加热器,8为通风蝶阀V5,9为第一封头,10为第一气体分布器,11为第一蓄热陶瓷床层,12为预热分布器,13为第一抽气装置,14为调节阀V6,15为催化剂床层,16为调节阀V7,17为第二抽气装置,18为第二蓄热陶瓷床层,19为第二气体分布器,20为第二封头。
[0070]该设备由主风机、流向切换部分、流向变换反应器、催化剂预热装置与高温烟气抽出装置组成;
[0071]所述流向切换装置包括:2第一通风蝶阀Vl、3第二通风蝶阀V2、4第三通风蝶阀V3和5第四通风蝶阀V4 ;
[0072]所述催化剂预热装置包括:预热风机6、电加热器7和8第五通风蝶阀;
[0073]所述流向变换反应器由依次设置的第一封头9、第一气体分布器10、第一蓄热陶瓷床层11、催化剂床层15、第二蓄热陶瓷床层18、第二气体分布器19和第二封头组成20 ;
[0074]所述高温烟气抽出装置包括:第一调节阀V6、第二调节阀V7、第一抽气装置13和第二抽气装置17 ;
[0075]所述预热风机6的出口与所述电加热器7的入口相连,所述电加热器7的出口与所述第五通风蝶阀8的入口相连,所述第五通风蝶阀8与所述流向变换反应器的一个入口相连;
[0076]所述主风机1的出口与所述第二通风蝶阀3的入口相连,所述第二通风蝶阀3的出口与所述流向变换反应器的第一封头9的入口相连,所述第二风头20的出口与所述第三蝶阀4的入口相连,所述第三蝶阀4的出口与排空管道的入口相连;
[0077]所述主风机1的另一出口与所述第一通风蝶阀2的入口相连,所述第一通风蝶阀2的出口与所述第二封头20的入口相连,所述第一封头9的出口与第四通风蝶阀5的入口相连,所述第四通风蝶阀5的出口与排空管道的入口相连;
[0078]所述第一蓄热陶瓷床层11与所述催化剂床层15之间还依次设置有预热分布器12与第一抽气装置13,所述第一抽气装置13的出口与所述第一调节阀16的入口相连,所述第一调节阀16的出口与烟气管道的入口相连;
[0079]所述第二蓄热陶瓷床层18与所述催化剂床层15之间还设置有第二抽气装置17,所述第二抽气装置17的出口与所述第二调节阀16的入口相连,所述第二调节阀16的出口与所述烟气管道的入口相连。
[0080]以下实施例中催化剂为负载0.5% Pd的整体式贵金属催化剂,载体为200目的堇青石蜂窝陶瓷;蓄热陶瓷为刚玉-莫来石蜂窝陶瓷;预热分布器采用总管-直管结构,并根据流动阻力特性,管子上适当开孔;气体分布器采用三段组合式筛板结构,开孔的数量、间距和大小按等阻力原则设计;抽气装置为配有导流结构的总管-直管结构,并根据流动阻力特性,管子上适当开孔;风
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