CN110686259B - 移动式热氧化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式热氧化器，属于环保设备技术领域，包括能够置于运输车上的底座，底座上设有风机、催化燃烧室、加热室和换热室，换热室内换热管进气口与废气管道连通、出气口朝向加热室，风机设于废气管道上；催化燃烧室与加热室、催化燃烧室与换热室之间通过内含催化剂的催化床隔开，催化床上设有透气孔，换热室顶部设有排放管。利用本发明能够灵活方便地运至任意地点；废气经风机输送至换热管预热，再进入加热室加热，高温废气经过催化床时与催化剂反应生成二氧化碳和水蒸汽，水蒸气与换热管内的废气进行热交换，达到余热充分利用的目的，最后经排放管排至大气中。

Description

移动式热氧化器

技术领域

本发明属于环保设备技术领域，尤其涉及一种移动式热氧化器。

背景技术

在各种化工工艺过程中，产生的废液废气排放到环境之前需要用热氧化器对其进行有效的摧毁处理，从而大大减少废液废气污染物的排放。为摧毁废液废气污染物中的有害成分，常采用热氧化器的“热氧化”原理进行处理。“热氧化”是一种燃烧工艺，在热氧化工艺过程中， 污染物与氧气在一定温度条件下发生氧化反应。这种化学反应的产物为无害的物质，生成的产物为二氧化碳、水蒸汽和热，实现安全排放。

现有技术中的热氧化器都采用固定式安装，并不能随生产地点的迁移而移动，当生产地点改变后需要拆除、重新安装，造成财力物力的重大浪费。鉴于石化、炼油、码头或储存罐等场合，会存在随机性排放有毒挥发性有机气体的状况，现有技术中的热氧化器并不能就地处理废气，而导致大气污染加重。

发明内容

本发明的目的是提供一种移动式热氧化器，旨在解决上述现有技术中固定式的热氧化器不能迁移，无法移动至临时废气排放场所就地处理废气的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种移动式热氧化器，包括能够置于运输车上的底座，所述底座上设有风机、催化燃烧室、加热室和换热室，所述加热室设有加热器；所述换热室内设有换热器，所述换热器的换热管进气口与废气管道连通，所述风机设置于废气管道上，所述换热器的换热管出气口朝向加热室；所述催化燃烧室与加热室、催化燃烧室与换热室之间通过内含催化剂的催化床隔开；所述催化床上设有透气孔，供加热后的废气从加热室进入催化燃烧室、从催化燃烧室进入换热室；所述换热室的顶部设有排放管。

优选的，所述催化燃烧室、加热室和换热室设置于箱体内，所述加热室设置于换热室的下方，所述换热室与加热室之间设有中间板，所述中间板的左侧与催化床相连、另三侧与箱体内壁相连；所述催化燃烧室设置于加热室和换热室的左侧，所述风机设置于箱体的右侧，所述换热管的进气口与箱体外部的废气管道连通。

优选的，所述换热室的中部设有隔板，所述隔板的前后侧与箱体内壁相连，所述隔板的右侧与箱体内壁间设有间隙，所述隔板的左侧通过倾斜过渡板与箱体顶部相连，所述过渡板的前后侧与箱体内壁相连，所述催化床的顶部与过渡板的下端相连；所述排放管的进口设置于换热管的左侧。

优选的，所述加热器为电加热器，所述电加热器设置于加热室的内部。

优选的，所述加热器为燃气加热器，所述燃气加热器包括燃气罐、燃气管、燃烧器和与燃烧器相连的助燃器，所述助燃器通过引风管与风机出口的废气管道连通，所述燃烧器的燃烧嘴设置于箱体内部，所述燃气罐和燃气管设置于箱体外部，所述燃气管连通燃气罐与燃烧嘴。

优选的，所述助燃器的引风管设置于箱体的外部。

优选的，所述箱体、风机及加热器的外部设有保护罩，所述保护罩的顶部设有吊耳。

优选的，所述保护罩的左侧壁上设有观察窗，所述观察窗朝向催化床。

优选的，所述排放管的侧面设有用于与活性炭罐进口相连的支管，所述风机进口与活性炭罐出口连通。

优选的，所述催化燃烧室与加热室间的催化床为内设蜂窝通道的蜂窝状结构，所述催化床朝向催化燃烧室及加热室的两侧铺设蓄热陶瓷蜂窝砖。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过载有风机、催化燃烧室、加热室和换热室的底座放置在运输车上，能够灵活方便地运至任意地点；对废气进行净化处理时，废气经风机抽送至换热室预热，再进入加热室利用加热器加热，高温废气经过催化床时与催化剂反应生成二氧化碳和水蒸汽，同时在换热室内与换热管内的废气进行热交换，达到余热充分利用的目的，最后经排放管排至大气中。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例提供的一种移动式热氧化器的内部结构图；

图2是图1中移动式热氧化器的外形图；

图3是图1中A处的局部放大图；

图4是本发明中废气及燃烧产物的流向示意图；

图5是本发明的一个实施例中助燃器的工作原理示意图；

图中：1-底座；2-风机；3-催化燃烧室；4-加热室；5-换热室；6-加热器，61-燃气罐，62-燃气管，63-燃烧器，64-助燃器，65-引风管，66-喉管，67-燃烧嘴；7-换热器；8-废气管道；9-催化床；10-排放管；11-箱体；12-中间板；13-隔板；14-过渡板；15-保护罩；16-吊耳；17-观察窗；18-支管。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、4所示的一种移动式热氧化器，包括能够置于运输车上的底座1，所述底座1上设有风机2、催化燃烧室3、加热室4和换热室5，所述加热室4设有加热器6；所述换热室5内设有换热器7，所述换热器7的换热管进气口与废气管道8连通，所述风机2设置于废气管道8上，所述换热器7的换热管出气口朝向加热室4；所述催化燃烧室3与加热室4、催化燃烧室3与换热室5之间通过内含催化剂的催化床9隔开；所述催化床9上设有透气孔，供加热后的废气从加热室4进入催化燃烧室3、从催化燃烧室3进入换热室5；所述换热室5的顶部设有排放管10。图4中箭头表示设备内的气流流向，废气经风机抽送至换热室预热，再进入加热室利用加热器加热，高温废气经过催化床时与催化剂反应生成二氧化碳和水蒸汽，在换热室内与换热管内的废气进行热交换，预热废气实现余热的充分利用，二氧化碳与水蒸气最后经排放管排至大气中。

在本发明的一个优选实施例中，如图1所示，所述催化燃烧室3、加热室4和换热室5设置于箱体11内，所述加热室4设置于换热室5的下方，所述换热室5与加热室4之间设有中间板12，所述中间板12的左侧与催化床9相连、另三侧与箱体11内壁相连；所述催化燃烧室3设置于加热室4和换热室5的左侧，所述风机2设置于箱体11的右侧，所述换热管的进气口与箱体11外部的废气管道8连通。采用该结构可使设备整体布局更紧凑，能够满足设备小型化的目的，方便吊装运输。其中，换热器选用组合式废气G-G热交换器。低温废气经换热器预热后进入下方加热室加热，再进入催化燃烧室进行热氧化。

如图1所示，所述催化燃烧室3与加热室4间的催化床9为内设蜂窝通道的蜂窝状结构，所述催化床9朝向催化燃烧室3及加热室4的两侧铺设蓄热陶瓷蜂窝砖。采用此结构可以保证废气均匀通过催化床；同时催化床两端铺设的蓄热陶瓷蜂窝砖能够对催化床进行保热，避免热量损失，保证废气与催化剂充分接触。废气经催化氧化或再经过催化燃烧室3与换热室5间的催化床9，能够使废气充分得到催化氧化，确保催化氧化效果。

另外，催化燃烧室3与换热室5间的催化床上端向换热室一侧倾斜，能够增加催化床的面积，进一步使废气充分得到催化氧化，提高催化氧化效果。

在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，所述换热室5的中部设有隔板13，所述隔板13的前后侧与箱体11内壁相连，所述隔板13的右侧与箱体11内壁间设有间隙，所述隔板13的左侧通过倾斜过渡板14与箱体11顶部相连，所述过渡板14的前后侧与箱体11内壁相连，所述催化床9的顶部与过渡板14的下端相连；所述排放管10的进口设置于换热管的左侧。利用过渡板和催化床将催化燃烧室与加热室、换热室分隔开，利用隔板将换热器的换热管上下分隔开，可使废气燃烧生成物在换热室内呈S形排出，与换热管内的废气进行两次热交换，可实现余热再利用、废气预热的目的。

在本发明的一个具体实施例中，所述加热器6为电加热器，所述电加热器设置于加热室4的内部。该技术方案利用电加热器对废气进行加热。

在本发明的另一个具体实施例中，如图1、3所示，所述加热器6为燃气加热器，所述燃气加热器包括燃气罐61、燃气管62、燃烧器63和与燃烧器63相连的助燃器64，所述助燃器64通过引风管65与风机2出口的废气管道8连通，所述燃烧器63的燃烧嘴设置于箱体11内部，所述燃气罐61和燃气管62设置于箱体11外部，所述燃气管62连通燃气罐61与燃烧嘴。其中，所述助燃器64的引风管65设置于箱体11的外部。其中，燃烧嘴进口端设有点火器，燃烧嘴采用抗扩散烧嘴，能够提供辅助保护；燃气罐内充有天然气或液化气。利用燃气燃烧产生的热量对废气进行加热，升温后的废气进入催化燃烧室与催化剂反应得到二氧化碳和水蒸气，实现废气达标排放的目的。

对于高浓度废气，利用加热器点燃废气后，利用废气在催化燃烧室的催化氧化产生的热量已经足够满足废气燃烧所需温度，即可关闭加热器，无需浪费电能或燃气。

助燃器的工作原理如图5所示，燃气管62的中部设有喉管66，引风管65的出口设置于喉管66侧壁，燃烧嘴67设置于燃气管62的末端，燃烧嘴67的内部设有螺旋状出气口。该结构采用文丘里管混合原理，当燃气高速经过喉管时，形成局部真空，可将引风管内气体引流入燃气管内，在燃烧嘴前腔室内混合后，经螺旋状出气口排出。利用该结构能够减少燃气及空气的消耗量，尤其是降低燃气的消耗量，进而降低运行成本。为了方便整体吊装，如图2所示，所述箱体11、风机2及加热器6的外部设有保护罩15，所述保护罩15的顶部设有吊耳16。采用该结构方便对设备进行整体移位、运输，方便快捷。

为了方便观察催化燃烧室内的工作状况，如图2所示，所述保护罩15的左侧壁上设有观察窗17，所述观察窗7朝向催化床9。通过观察窗7可以随时观察催化床9内部工作状态，可以及时发现尾气净化是否完全，催化剂有无堵塞，催化剂有无损坏等。

在本发明的一个具体实施例中，如图1、2所示，所述排放管10的侧面设有用于与活性炭罐进口相连的支管18，所述风机2进口与活性炭罐出口连通。其中，风机2选用高压真空鼓风机，提供抽取废气的动力；风机带有变频器，能够控制风机转速来减少电力的消耗。高温废气经催化燃烧后生成二氧化碳和水蒸气，高温蒸汽加热空气后再通过支管进入活性炭罐，可对饱和的活性炭进行脱附处理，实现活性炭的再生。经活性炭罐脱附出的高浓度有机废气再经风机抽送至热氧化器进行热氧化处理，将有机废气氧化成二氧化碳和水后排空，热量一部分维持自身热氧化，剩余部分用于加热空气进行脱附活性炭使用。最终达到活性炭的再生处理、热量循环利用、废气达标排放的目的。

另外，燃烧器配备管道阻火器和阻火器，提供对回火风险的双重保护，管道阻火器和阻火器可以根据客户对防爆要求的需求特殊定制。加热器可由具有人机操作界面的控制器控制，可直观地根据工况现场调节参数，具有数据记录和历史曲线功能，标准的数据通讯***可以直接向工厂DCS***上传数据，接受指令等。

本发明的工作原理如下：利用风机将含VOCs的废气经废气管道抽送至换热室进行预热进行一次升温，再进入加热室进一步将废气加热到催化燃烧所需要的起燃温度，经过加热达到起燃点的废气通过催化剂床层，在催化剂作用下使之发生催化氧化反应，将有机物最终分解为二氧化碳和水。在该处理方法中由于催化剂的作用，VOCs废气燃烧的起燃温度降低到180-300℃，大大低于直接燃烧法的燃烧温度670-800℃，因此催化氧化法的能耗远比直接燃烧法低。同时在催化剂的活性作用下，反应后产生的高温气体再次进入热交换器，与换热管内的低温废气进行热量转移交换，高温气体冷却降温，低温废气升温预热，最终洁净的尾气以较低的温度排入大气，实现节能和达标排放双目标。

综上所述，本发明是一种能够独立运行不需要任意现场安装的设备，方便用于处理炼油和化工厂的临时废气排放，尤其适用于石化、炼油、码头、储存罐等产生随机性排放挥发性有机气体的处理，实现就地处理产生的有害挥发性气体的目的。利用本发明可将抽出的废气通过高温热氧化，去除率达到99.99%，达到排放标准后排放到大气中。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。

Claims (7)

1.一种移动式热氧化器，其特征在于：包括能够置于运输车上的底座，所述底座上设有风机、催化燃烧室、加热室和换热室，所述加热室设有加热器；所述换热室内设有换热器，所述换热器的换热管进气口与废气管道连通，所述风机设置于废气管道上，所述换热器的换热管出气口朝向加热室；所述催化燃烧室与加热室、催化燃烧室与换热室之间通过内含催化剂的催化床隔开；所述催化床上设有透气孔，供加热后的废气从加热室进入催化燃烧室、从催化燃烧室进入换热室；所述换热室的顶部设有排放管；

所述催化燃烧室、加热室和换热室设置于箱体内，所述加热室设置于换热室的下方，所述换热室与加热室之间设有中间板，所述中间板的左侧与催化床相连、另三侧与箱体内壁相连；所述催化燃烧室设置于加热室和换热室的左侧，所述风机设置于箱体的右侧，所述换热管的进气口与箱体外部的废气管道连通；

所述换热室的中部设有隔板，所述隔板的前后侧与箱体内壁相连，所述隔板的右侧与箱体内壁间设有间隙，所述隔板的左侧通过倾斜过渡板与箱体顶部相连，所述过渡板的前后侧与箱体内壁相连，所述催化床的顶部与过渡板的下端相连；所述排放管的进口设置于换热管的左侧；过渡板左高右低，催化燃烧室与换热室间的催化床上部向换热室一侧倾斜；

所述加热器为燃气加热器，所述燃气加热器包括燃气罐、燃气管、燃烧器和与燃烧器相连的助燃器，所述助燃器通过引风管与风机出口的废气管道连通，所述燃烧器的燃烧嘴设置于箱体内部，所述燃气罐和燃气管设置于箱体外部，所述燃气管连通燃气罐与燃烧嘴；

燃气管的中部设有喉管，喉管两端通过锥管段与燃气管连通；引风管的出口设置于喉管侧壁，燃烧嘴设置于燃气管的末端，燃烧嘴的内部设有螺旋状出气口；采用文丘里管混合原理，当燃气高速经过喉管时，形成局部真空，将引风管内气体引流入燃气管内，在燃烧嘴前腔室内混合后，经螺旋状出气口排出。

2.根据权利要求1所述的移动式热氧化器，其特征在于：所述加热器为电加热器，所述电加热器设置于加热室的内部。

3.根据权利要求1所述的移动式热氧化器，其特征在于：所述助燃器的引风管设置于箱体的外部。

4.根据权利要求1所述的移动式热氧化器，其特征在于：所述箱体、风机及加热器的外部设有保护罩，所述保护罩的顶部设有吊耳。

5.根据权利要求4所述的移动式热氧化器，其特征在于：所述保护罩的左侧壁上设有观察窗，所述观察窗朝向催化床。

6.根据权利要求1-5任一项所述的移动式热氧化器，其特征在于：所述排放管的侧面设有用于与活性炭罐进口相连的支管，所述风机进口与活性炭罐出口连通。

7.根据权利要求6所述的移动式热氧化器，其特征在于：所述催化燃烧室与加热室间的催化床为内设蜂窝通道的蜂窝状结构，所述催化床朝向催化燃烧室及加热室的两侧铺设蓄热陶瓷蜂窝砖。

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