CN218726831U - 一种有机废气催化燃烧的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机废气催化燃烧的测试装置，包括二通阀、电动调节阀、电子流量计、保温箱、VOCs发生器、电子温度显示器、换热器、电加热器、电加热炉、风机、洗瓶、气相色谱仪及尾气吸收池，所述VOCs发生器包括壳体、进气管及出气管，所述VOCs发生器上流通有有机废气，所述进气管上安装有电子流量计，所述壳体内自进气管向出气管依次设置有连通的发生容器，所述发生容器与壳体的间隙内充满有加热液体并布置加热丝及第一温度传感器。本实用新型的有机废气催化燃烧的测试装置，VOCs发生器能恒温稳定输出一定浓度的VOCs废气，废气催化燃烧更稳定充分，净化率更高。

Description

一种有机废气催化燃烧的测试装置

技术领域

本实用新型属于有机废气处理技术领域，具体地说，涉及一种有机废气催化燃烧的测试装置。

背景技术

作为细颗粒物与臭氧的前体物，挥发性有机物(VOCs)的排放控制是当前大气污染防治工作的重点。国内的工业源有机废气组成复杂，所产生的VOCs在大气中在一定条件下与氮氧化物发生光化学反应，会引起地表臭氧浓度的增加，形成光化学烟雾，也可以与大气中的一些自由基反应，形成二次有机气溶胶。有的化合物则消耗平流层的臭氧，造成臭氧空洞，而有些则会在对流层生成过多臭氧。此外，随着工业化、城市化进程的加快，随之带来的则是大气的严重污染，由于 VOCs在环境中具有一定的积累性且稳定性极强，特别是含氯的挥发性有机物 (CVOCs)具有结构稳定、难于生物降解易在生物体内累积等特点，具有很强的致癌、致畸、致突变的“三致”作用，其净化已引起全社会的密切关注，因此基于这些物质对人体健康和生态环境的重要影响，越来越多的研究者和机构则开始关注其治理方法，只有将VOCs消除才可以在一定程度上缓解光化学烟雾所造成的环境污染，并提高城市的空气质量，减少对人体、生态环境的危害。

现有技术中对于含VOCs的有机废气进行净化的方式有很大一部分是利用催化燃烧的方式来进行处理的。例如CN208809744U的中国专利，其公开了一种用于VOCs处理的活性炭吸附系统，包括系统主体，系统主体的一侧设置有压缩机，压缩机的顶部连接有进气管，压缩机的一侧连接有连接管，系统主体的内部一侧位置设置有冷凝室，且连接管与冷凝室连通。在使用时，将进气管与VOCs管连接，然后打开压缩机，压缩机将VOCs压缩后通过连接管排入冷凝室内，VOCs经过冷凝后可以将VOCs中的有机物分离，冷凝后的有机物在重力作用下落在冷凝室的内部下方，当处理完成后打开电阀门，使有机物通过下料管落入有机物收集室内，以便收集。该专利存在的不足之处是：由于利用压缩机将VOCs压缩后通过连接管排入冷凝室内，VOCs经过冷凝后将VOCs中的有机物分离后进行催化燃烧，此操作能耗大、操作复杂，且容易导致有机废气不能稳定进入催化燃烧炉中，系统内的废气浓度值时而偏高偏低，最终使得系统装置的净化率不高。

例如公开号为CN110779031A的中国专利公开申请了一种高效废气催化燃烧工艺，通过引风机作用将废气送入净化装置，首先通过除尘阻火器系统，然后进入热交换器，再送入到加热室，通过电加热元件，使气体达到燃烧反应温度，再通过催化床的作用，使有机气体分解成二氧化碳和水，再进入热交换器与低温气体进行热交换，使进入的气体温度升高达到反应温度，使它完全燃烧。该专利存在的不足之处是：直接通过风机将废气送入净化装置，无缓冲装置及能够恒定输出气体的发生器导致进气浓度不稳定，尾气中有机废气浓度偏高。

又如公开号为CN210153831U的中国专利公开申请了一种有机废气催化燃烧一体化装置，该实用新型专利中的有机废气通过废气预处理系统过滤后，进入热交换器，和催化反应后的高温气体进行能量间接交换，此时废气的温度得到第一次提升；具有一定温度的有机废气进入加热室，将有机废气温度提高到催化反应的最佳温度；温度符合催化反应的温度要求，进入催化燃烧器，有机废气得到彻底分解，同时释放出大量的热量；净化后的气体通过热交换器将热能转换给预处理后的有机废气，降温后再排空。该专利的不足之处在于装置系统操作复杂、反应时间长，虽然有热能回收利用，但是无自动化控制，不能精准掌控各装置的状态，且加热装置多，系统的安全性一般。

上述专利中的系统及装置对于VOCs来说，难以以高净化率稳定地净化VOCs 废气，使尾气达标排放，且其能耗损失大、操作稍复杂、自动化控制程度低，安全性能相对较差，因此，有必要设计一种含有能稳定输出有机废气的VOCs发生器的催化燃烧装置。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种有机废气催化燃烧的测试装置,包括二通阀、电动调节阀、电子流量计、保温箱、VOCs发生器、电子温度显示器、换热器、电加热器、电加热炉、风机、洗瓶、气相色谱仪及尾气吸收池，所述VOCs发生器包括壳体、进气管及出气管，所述VOCs发生器上流通有有机废气，所述进气管上安装有电子流量计，所述壳体内自进气管向出气管依次设置有连通的发生容器，所述发生容器与壳体的间隙内充满有加热液体并布置加热丝及第一温度传感器，所述风机依次连接电动调节阀、洗瓶及换热器前端。

所述电加热炉包括第一连接管及第二连接管，所述电加热炉的内部设置有电热丝，所述电热丝通过电加热器进行加热，所述电加热炉的内部设置有保温层及催化剂床层，所述电加热炉上安装有多个用于内部稳定识别的第二温度传感器。

所述电加热炉由电加热器和第二温度传感器实现加热控温，所述电加热炉中设置有耐热方形石英管，所述反应过程用的催化剂设置在方形石英管中间，所述第二温度传感器能实时监测床层上中下三个位置的温度。

所述换热器通过管道将反应后气体的热量传递给第一连接管。

所述尾气吸收池为密封的容器，所述尾气吸收池内装满碱性或酸性液体。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型的有机废气催化燃烧的测试装置，VOCs发生器能恒温稳定输出一定浓度的VOCs废气，废气催化燃烧更稳定充分，净化率更高。

本实用新型的有机废气催化燃烧的测试装置，换热器将经过反应后气体的热量传递给进气管中的气体，起到一定的预热作用，减少电加热器的能耗，节能环保。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

在附图中：

图1为本实用新型的控制系统结构示意图；

图2为本实用新型VOCs发生器的内部结构示意图；

图3为本实用新型电加热炉的内部结构示意图。

图中：1、二通阀；2、电动调节阀；3、电子流量计；4、保温箱；5、VOCs 发生器；6、电子温度显示器；7、换热器；8、电加热器；9、第二温度传感器； 10、电加热炉；11、风机；12、洗瓶；13、气相色谱仪；14、尾气吸收池；21、进气管；22、加热丝；23、加热液体；24、第一温度传感器；25、出气管；26、有机废气；31、第一连接管；34、保温层；35、电热丝；36、催化剂床层；37、第二连接管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型。

如图1至图3所示，一种有机废气催化燃烧的测试装置，包括二通阀1、电动调节阀2、电子流量计3、保温箱4、VOCs发生器5、电子温度显示器6、换热器7、电加热器8、电加热炉10、风机11、洗瓶12、气相色谱仪13及尾气吸收池14，VOCs发生器5包括壳体、进气管21及出气管25，VOCs发生器5上流通有有机废气26，进气管21上安装有电子流量计3，壳体内自进气管21向出气管 25依次设置有连通的发生容器，发生容器与壳体的间隙内充满有加热液体23并布置加热丝22及第一温度传感器24，电动调节阀2、电子温度显示器6、电子流量计3、电加热器8、第二温度传感器9、第一温度传感器24、风机11的开关和参数等信号及反馈可通过PID控制系统调节控制，当第二温度传感器9检测到电加热器8达到设定温度后，电加热器8功率维持恒定，当电子流量计3检测到流量达到设定参数时，电动调节阀2开度恒定，当VOCs发生器5的第一温度传感器24检测到设定温度时，加热丝22功率恒定，因此能达到精准控温、节约能耗、反应高效运行的特点，VOCs发生器5能提供不同的温度，恒定输出不同的VOC，使有机废气26的催化燃烧更稳定充分，转化率更高。同时，风机11依次连接电动调节阀2、洗瓶12及换热器前端7。

电加热炉10包括第一连接管31及第二连接管37，电加热炉10的内部设置有电热丝35，电热丝35通过电加热器8进行加热，电加热炉10的内部设置有保温层34及催化剂床层36，电加热炉10上安装有多个用于内部稳定识别的第二温度传感器9。

电加热炉10由电加热器8和第二温度传感器9实现加热控温，电加热炉10 中设置有耐热方形石英管，反应过程用的催化剂设置在方形石英管中间，第二温度传感器9能实时监测床层上中下三个位置的温度。

换热器7通过管道将反应后气体的热量传递给第一连接管31。

尾气吸收池14为密封的容器，尾气吸收池14内装满碱性或酸性液体。

在电脑上启动PID控制系统，首先，为电子流量计3、电加热炉10设定参数，参数设定的过程中，将VOCs发生器5的温度为设为30℃，与VOCs发生器 5相连的电子流量计3设为120ml/min，与风机11相连的电子流量计3设为0.9 m³/h，电加热炉10的温度依次设置为250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、 500℃，每个温度点稳定1h；

然后，将通入的有机废气26进行输送，并通过风机11将干净的空气经过气体洗瓶12后吹入第一连接管31内与有机废气26混合，混合气体进入的达到设定温度的电加热炉10中，与电加热炉10中的能高效催化氧化含氯有机废气26 的催化剂发生催化燃烧反应，经过反应后的高温气体通过第二连接管37经过换热器7，通过换热器7吸收反应后气体的热量并将热量传送到第一连接管31，为后续进入电加热炉10的气体起到一定的预热作用，每个温度点的气体经过换热处理后通过气相色谱仪13进行检测，反应处理后的尾气通过尾气吸收池14进行吸收中和后排放；

1、最后，装置运行完毕需关闭时，需要对装置进行尾吹处理，在电脑上进入PID系统，分别关掉将电动调节阀2、电子流量计3、电加热器8，停止VOC 的输出及电加热炉10的加热，尾吹1h后，通过气相色谱仪13检测尾气中是否有含有二氯甲烷，若有，继续尾吹，直至检测不出二氯甲烷，在PID系统中关闭换热器7、气相色谱仪13，通过上步骤，对二氯甲烷进行催化燃烧处理，每个温度点稳定1h后连续间隔10分钟通过采样，通过气相色谱仪13检测，最终可知在350℃时，二氯甲烷的催化效率最高，达到99.0％。

Claims (5)

1.一种有机废气催化燃烧的测试装置，包括二通阀(1)、电动调节阀(2)、电子流量计(3)、保温箱(4)、VOCs发生器(5)、电子温度显示器(6)、换热器(7)、电加热器(8)、电加热炉(10)、风机(11)、洗瓶(12)、气相色谱仪(13)及尾气吸收池(14)，其特征在于，所述VOCs发生器(5)包括壳体、进气管(21)及出气管(25)，所述VOCs发生器(5)上流通有有机废气(26)，所述进气管(21)上安装有电子流量计(3)，所述壳体内自进气管(21)向出气管(25)依次设置有连通的发生容器，所述发生容器与壳体的间隙内充满有加热液体(23)并布置加热丝(22)及第一温度传感器(24)。

2.根据权利要求1所述的一种有机废气催化燃烧的测试装置，其特征在于，所述电加热炉(10)包括第一连接管(31)及第二连接管(37)，所述电加热炉(10)的内部设置有电热丝(35)，所述电热丝(35)通过电加热器(8)进行加热，所述电加热炉(10)的内部设置有保温层(34)及催化剂床层(36)，所述电加热炉(10)上安装有多个用于内部稳定识别的第二温度传感器(9)，所述换热器(7)通过管道将反应后气体的热量传递给第一连接管(31)。

3.根据权利要求2所述的一种有机废气催化燃烧的测试装置，其特征在于，所述电加热炉(10)由电加热器(8)和第二温度传感器(9)实现加热控温，所述电加热炉(10)中设置有耐热方形石英管，所述反应过程用的催化剂设置在方形石英管中间，所述第二温度传感器(9)能实时监测床层上中下三个位置的温度。

4.根据权利要求1所述的一种有机废气催化燃烧的测试装置，其特征在于，所述风机(11)依次连接电动调节阀(2)、洗瓶(12)及换热器(7)前端。

5.根据权利要求1所述的一种有机废气催化燃烧的测试装置，其特征在于，所述尾气吸收池(14)为密封的容器，所述尾气吸收池(14)内装满碱性或酸性液体。

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