CN105202551A - 一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，包括废气储存罐、预处理单元、预热单元和催化燃烧单元，所述预热单元包括依次连接的换热器及预热器，所述换热器内包含低温管道和高温管道，所述催化燃烧单元包括固定床催化反应器A和固定床催化反应器B，所述固定床催化反应器A和固定床催化反应器B包括催化剂载体和活性组分，所述催化剂载体为陶瓷蜂窝结构，所述活性组分为稀土氧化物；本发明催化剂便宜易得，损耗速度低，耐用安全，节能环保，适合在有机废气处理中的推广使用。

Description

一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置

技术领域

本发明涉及一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，属于废气处理领域。

背景技术

催化燃烧是借助催化剂在低温下(200～400℃)下，实现对有机物的完全氧化，因此，能耗少，操作简便，安全，净化效率高，在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面，比如化工，喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广，由于目前有机物催化燃烧的催化剂多为贵金属(以铂、钯为主)催化剂。但由于贵金属催化剂价格昂贵，资源少，因此，更经济的新型催化剂的研究成为新的开发方向；此外，催化剂都有一个催化活性温度，对催化燃烧来说称催化剂起燃温度，必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧，因此，必须设置预热装置，而燃烧的同时也会释放大量热能，如果能将燃烧后热能的再利用，可使废气处理过程更加节能环保。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种催化剂便宜易得，低损耗，且高效节能的有机废气催化燃烧处理装置；更进一步地，提供一种对催化剂有保护作用且使用安全的有机废气催化燃烧处理装置。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，包括废气储存罐、预处理单元、预热单元和催化燃烧单元，所述预热单元包括依次连接的换热器及预热器，所述换热器内包含低温管道和高温管道，所述催化燃烧单元包括固定床催化反应器A和固定床催化反应器B，所述固定床催化反应器A和固定床催化反应器B包括催化剂载体和活性组分，所述催化剂载体为陶瓷蜂窝结构，所述活性组分为稀土氧化物；所述废弃储存罐与预处理单元相连，所述预处理单元与所述低温管道的进气口相连，所述低温管道的出气口与所述预热器相连，所述预热器的出气口与所述催化燃烧单元的进气口相连，所述固定床催化反应器A和固定床催化反应器B并联在所述催化燃烧单元中，所述固定床催化反应器A的前后串联有单向阀门一和单向阀门二，所述固定床催化反应器B的前后串联有单向阀门三和单向阀门四，所述催化燃烧单元的出气口与所述高温管道的进气口相连，所述高温管道的出气口与排风机相连。

所述预处理单元为气体过滤装置。

所述预热单元的进气口前串联有阻火器一，所述催化燃烧单元出气口后串联有阻火器二。

所述预热单元的进气口处安装有气体浓度监测装置，所述预热单元的进气口通过三通管连接有补冷风机。

所述废气储存罐的出气口连接有进风机，所述进风机的出气口连接所述预处理单元的进气口。

所述预热器为优质燃料烧嘴或高温电阻丝。

使用本发明进行废气处理的工艺流程为：

1.废气储存罐中的有机废气在进风机的抽吸下进入预处理单元，经预处理单元过滤后，去除其中的粉尘、液滴及催化剂毒物，以避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒；

2.过滤后的废气经过阻火器一，通过气体浓度监测装置，当有机废气浓度有可能超过控制值时,开启补冷风机将其冲淡到安全值；

3.经过浓度控制后的气体进入预热单元，经换热器低温管道进入预热器加热，加热后的气体进入催化燃烧单元；

4.此时如果待处理的废气浓度较高，则将单向阀门一、单向阀门二、单向阀门三和单向阀门四同时打开，则气体分为两路进入固定床催化反应器A和固定床催化反应器B同时进行催化燃烧反应，使反应较为完全，处理效果较好；如果待处理的废气浓度较低，则仅需开启单向阀门一和单向阀门二，或仅开启单向阀门三和单向阀门四，使气体进入固定床催化反应器A或固定床催化反应器B任一之中，在保证催化效果的同时，减少对催化剂的消耗；

5.燃烧后的气体经阻火器二再回到换热器的高温管道内，此时通过换热器可将高温管道内的气体温度传递给低温管道内的气体，从而使未处理的废气通过换热器被加热，无需再开启预热器；

6.高温管道内的气体经换热降温后，再由排风机排入大气。

因此，本发明的有益效果在于：

1.催化剂在长期高温环境中会逐渐老化，失去催化活性，如果废气浓度较低时，使用过量催化剂并不能提高反应速率，而是造成催化剂的加速老化，因此设置并联的固定床催化反应器A或固定床催化反应器B，可根据需处理的废气浓度选择同时使用或交替使用两个固定床催化反应器，在保证反应速率和处理效果的同时，减缓催化剂老化的速度。

2.使用的稀土氧化物作为催化剂，稀土在我国资源丰富，与贵金属催化剂相比具有价格便宜，资源易得的优势；

3.设置预处理单元，除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物，避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒；

4.安装阻火器，防止有机废气在催化剂床层上燃烧时的火焰蔓延，提高设备的安全性；

5.设置气体监测装置及补冷风机，由于有机废气的浓度必须控制在相应有机物爆炸极限的25%以下，当有机废气浓度有可能超过此值时，可将其冲淡到安全值，进一步提高设备的安全性；

6.设置换热器，在催化反应开始后，可以回收反应热来预热废气，节约能源。

本发明所提供的一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，采用稀土氧化物结合陶瓷蜂窝结构的载体作为固定床催化反应器，催化燃烧效果好，且材料便宜易得；并联的固定床催化反应器，可根据需要选择同时使用或仅适用一个，减缓催化剂老化速度；同时设置了预处理单元，以防止催化床层堵塞和催化剂中毒；并安装阻火器、气体监测装置和补冷风机，提高了设备的使用安全性；安装换热装置，提高反应热的利用率。本发明催化剂便宜易得，损耗速度低，耐用安全，节能环保，适合在有机废气处理中的推广使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示的一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，包括废气储存罐1、预处理单元2、预热单元和催化燃烧单元，所述预热单元包括依次连接的换热器3及预热器4，所述换热器3内包含低温管道和高温管道，所述催化燃烧单元包括固定床催化反应器A5和固定床催化反应器B6，所述固定床催化反应器A5和固定床催化反应器B6包括催化剂载体和活性组分，所述催化剂载体为陶瓷蜂窝结构，所述活性组分为稀土氧化物；所述废弃储存罐1与预处理单元2相连，所述预处理单元2与所述低温管道的进气口相连，所述低温管道的出气口与所述预热器4相连，所述预热器4的出气口与所述催化燃烧单元的进气口相连，所述固定床催化反应器A5和固定床催化反应器B6并联在所述催化燃烧单元中，所述固定床催化反应器A5的前后串联有单向阀门一7和单向阀门二8，所述固定床催化反应器B6的前后串联有单向阀门三9和单向阀门四10，所述催化燃烧单元的出气口与所述高温管道的进气口相连，所述高温管道的出气口与排风机11相连。

所述预处理单元2为气体过滤装置。

所述预热单元的进气口处安装有气体浓度监测装置，所述预热单元的进气口通过三通管连接有补冷风机12。

所述预热单元的进气口前串联有阻火器一13，所述催化燃烧单元出气口后串联有阻火器二14。

所述废气储存罐1的出气口连接有进风机，所述进风机的出气口连接所述预处理单元2的进气口。

所述预热器4为优质燃料烧嘴或高温电阻丝。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，其特征在于：包括废气储存罐、预处理单元、预热单元和催化燃烧单元，所述预热单元包括依次连接的换热器及预热器，所述换热器内包含低温管道和高温管道，所述催化燃烧单元包括固定床催化反应器A和固定床催化反应器B，所述固定床催化反应器A和固定床催化反应器B包括催化剂载体和活性组分，所述催化剂载体为陶瓷蜂窝结构，所述活性组分为稀土氧化物；所述废弃储存罐与预处理单元相连，所述预处理单元与所述低温管道的进气口相连，所述低温管道的出气口与所述预热器相连，所述预热器的出气口与所述催化燃烧单元的进气口相连，所述固定床催化反应器A和固定床催化反应器B并联在所述催化燃烧单元中，所述固定床催化反应器A的前后串联有单向阀门一和单向阀门二，所述固定床催化反应器B的前后串联有单向阀门三和单向阀门四，所述催化燃烧单元的出气口与所述高温管道的进气口相连，所述高温管道的出气口与排风机相连。

2.如权利要求1所述的一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，其特征在于：所述预处理单元为气体过滤装置。

3.如权利要求1所述的一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，其特征在于：所述预热单元的进气口前串联有阻火器一，所述催化燃烧单元出气口后串联有阻火器二。

4.如权利要求1所述的一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，其特征在于：所述预热单元的进气口处安装有气体浓度监测装置，所述预热单元的进气口前通过三通管连接有补冷风机。

5.如权利要求1所述的一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，其特征在于：所述废气储存罐的出气口连接有进风机，所述进风机的出气口连接所述预处理单元的进气口。

6.如权利要求1所述的一种低损耗有机废气催化燃烧处理装置，其特征在于：所述预热器为优质燃料烧嘴或高温电阻丝。