CN105202552A - 温度可控有机废气催化燃烧处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度可控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、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和温度检测装置，所述温度检测装置安装于所述催化燃烧单元的进气口，所述固定床催化反应器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；本发明反应温度可控，催化剂便宜易得，耐用安全，节能环保，适合在有机废气处理中的推广使用。

Description

温度可控有机废气催化燃烧处理装置

技术领域

本发明涉及一种温度可控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，过低的温度也会使催化反应速率过低，因此温度控制是催化反应中需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种反应温度可控，催化剂便宜易得，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：一种温度可控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、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和温度检测装置，所述温度检测装置安装于所述催化燃烧单元的进气口，所述固定床催化反应器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，加热后的气体经温度检测装置检测后，如果温度过低，则信号反馈至预热器，将预热温度升高，如果温度过高，则信号反馈至预热器，使预热温度降低，如果预热器不工作时，温度仍旧过高，则开启补冷风机，使气体混合温度降低；

4.经过浓度、温度控制后的气体进入催化燃烧单元，在固定床催化反应器内进行催化燃烧，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；

5.高温管道内的气体经换热降温后，再由排风机排入大气。

本发明的有益效果在于：

1.由于催化剂的工作温度对催化剂的老化影响很大，温度选择和控制不好，会使催化剂半熔或烧结，从而导致催化剂表面积的下降而降低活性。工作温度越高，老化速度越快。因此，在催化剂的活性温度范围内选择合适的反应温度将有助于延长催化剂的寿命，但是，过低的反应温度也是不可取的，会降低反应速率。因此在气体进入催化床之前进行温度检测，调节使气体温度处于催化剂最佳反应温度范围内，能够使提高反应效率，降低催化剂老化速度。

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温度可控有机废气催化燃烧处理装置，设置温度检测装置，保证催化反应速率降低高温对催化剂的损耗；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；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。本发明反应温度可控，催化剂便宜易得，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所示的一种温度可控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5和温度检测装置6，所述温度检测装置6安装于所述催化燃烧单元的进气口，所述固定床催化反应器5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7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8。

所述预热单元的进气口前串联有阻火器一9，所述催化燃烧单元出气口后串联有阻火器二10。

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)

1.一种温度可控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、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和温度检测装置，所述温度检测装置安装于所述催化燃烧单元的进气口，所述固定床催化反应器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所述的温度可控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所述的温度可控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所述的温度可控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所述的温度可控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所述的温度可控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。