CN214345391U - 一种催化燃烧废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种催化燃烧废气处理装置，涉及废气处理技术领域。包括：包括吸附床，吸附床下方设置有余热回收装置和废气连接管道，吸附床上方设置有脱附风管和吸附风管，吸附风管的一端连接有排放装置，排放装置设置有除尘装置，废气连接管道设置有过滤装置，过滤装置的旁侧设置有冷却装置；其实用性和安全性更高，余热利用充分，节省了能源。

Description

一种催化燃烧废气处理装置

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，具体而言，涉及一种催化燃烧废气处理装置。

背景技术

挥发性有机化合物(VOCs)是一类毒性大、污染严重的化学物质。目前VOCs的污染问题日益受到各国的高度重视，我国颁布的《大气污染物综合排放标准》，规定了各类有机污染物在空气中严格的排放标准。国内外VOCs污染控制方法目前主要有吸附法、吸收法、生物处理技术、膜分离技术、直接燃烧法、催化燃烧法等。其中，催化燃烧法是一种高效清洁燃烧技术，主要利用催化剂使有机废气在较低的温度条件下充分燃烧。相对其他处理技术，催化燃烧具有显著的优点：起燃温度低能耗少，处理效率高，无二次污染等，使之成为目前前景广阔的VOCs有机废气治理方法之一。高效催化燃烧催化剂是催化燃烧技术的关键核心，以块状载体作为骨架基体的催化剂称为规整结构催化剂，也称为整体式催化剂。由于具有特殊孔道结构，这类催化剂改善了催化反应床层上的物质传递，提高了催化效率，降低了压力，减少了操作费用，在石油化工、精细化工等多相催化反应中得到越来越广泛的应用。RCO有机废气催化燃烧技术在日本、美国和西欧被广泛地应用于VOCs的治理，工艺设备非常成熟，相关的技术标准和使用规范已经非常完善，一些大公司都有自己的企业标准，对工艺设计、催化剂的性能要求、反应器制造和工程控制措施等都有详细的规定。不同的燃烧工艺组合，形成四种基本的燃烧工艺方式：催化燃烧(换热)，直接燃烧(换热)，回热催化燃烧(RCO)，回热燃烧(RTO)。在此基础上还形成了转轮富集燃烧，陶瓷过滤器等方式。RCO有机废气催化燃烧技术是指在催化剂的作用下，使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成水和二氧化碳，达到彻底治理的目的。

催化净化是典型的气固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化净化过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行；借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量热能，从而达到去除废气中的有害物的方法。在将废气进行催化净化的过程中，废气经管道由风机送入热交换器，将废气加热到催化燃烧所需要的起始温度。经过预热的废气，通过催化剂层使之燃烧。由于催化剂的作用，催化燃烧法废气燃烧的起始温度约为120℃-200℃，大大低于(RTO)直接燃烧法的燃烧温度650℃-800℃，安全系数大大提高，高温气体再次进入热交换器，经换热却,最终以较低的温度经风机排入大气。

但是催化燃烧废气处理装置任然具有一定的危险性，处理装置内有机废气或含粉尘浓度及温度达到一定限值时会发生***，造成人员财产损失，催化反应的过程中产生的热量大、降温慢、等待时间长，影响效率，且容易传递给吸附床外壁，造成烫伤；排除的处理后气体可能不达标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种催化燃烧废气处理装置，其实用性和安全性更高，余热利用充分，节省了能源。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种催化燃烧废气处理装置，其包括吸附床，上述吸附床下方设置有余热回收装置和废气连接管道，上述吸附床上方设置有脱附风管和吸附风管，上述吸附风管的一端连接有排放装置，上述排放装置设置有除尘装置，上述废气连接管道设置有过滤装置，上述过滤装置设置有冷却装置。

在本实用新型的一些实施例中，上述余热回收装置包括余热回收管道，上述余热回收管道连接于上述吸附床的下方，上述余热回收管道与上述吸附床的连接处设置有脱附阀门，上述余热回收管道的一端设置有燃烧催化炉，上述燃烧催化炉的旁侧连接有脱附风机，上述脱附风机与上述燃烧催化炉之间设置有阻火器。

在本实用新型的一些实施例中，上述脱附风机连接有混风箱，上述混风箱的下方连接有鲜风机。

在本实用新型的一些实施例中，上述排放装置包括排气风机和烟囱，上述烟囱设置于上述排气风机上，上述混风箱连接于上述烟囱，上述烟囱内设置有废气浓度检测装置。

在本实用新型的一些实施例中，上述过滤装置包括干式过滤器，上述干式过滤器设置于上述废气连接管道的一端，上述废气连接管道连接于上述吸附床的下方，上述废气连接管道与上述吸附床的连接处设置有废气阀门。

在本实用新型的一些实施例中，上述除尘装置包括除尘风机，上述除尘风机设置于上述烟囱的顶部。

在本实用新型的一些实施例中，上述脱附风管连接于上述吸附床的上方，上述脱附风管与上述吸附床的连接处设置有脱附阀门，上述脱附风管的一端与上述混风箱相连。

在本实用新型的一些实施例中，上述吸附风管连接于上述吸附床的上方，上述吸附风管与上述吸附床的连接处设置有废气阀门，上述吸附风管的一端连接于上述排气风机。

在本实用新型的一些实施例中，上述冷却装置包括制氮机组，上述制氮机组设置于上述干式过滤器外侧。

在本实用新型的一些实施例中，上述吸附床内设置有温度传感器，上述吸附床为双层结构，上述双层结构之间设置有隔热部。

相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：

其一，现有的大多数催化燃烧废气处理装置，催化反应的过程中产生的热量大、降温慢、等待时间长，影响效率。本实用新型通过冷却装置配合使用，用于催化脱附废气后迅速降温，提高设备安全性及使用效率。

其二，经催化处理后排出的气体可能不达标，本实用新型通过除尘装置，对经过处理的废气在排放之前进行除尘，使得排放达标。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例一种催化燃烧废气处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种催化燃烧废气处理装置的工作流程示意图；

图标：100-吸附床，101-废气连接管道，102-余热回收管道，103-吸附风管，104-脱附风管，105-废气阀门，106-脱附阀门，107-阻火器，110-干式过滤器，120-催化燃烧炉，130-脱附风机，140-鲜风机，150-混风箱，160-排放装置，161-排气风机，162-烟囱，163-除尘风机，200-制氮机组。

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，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图1，图1所示为一种催化燃烧废气处理装置的结构示意图，本申请实施例提供一种催化燃烧废气处理装置，其包括吸附床100，上述吸附床100下方设置有余热回收装置和废气连接管道101，上述吸附床100上方设置有脱附风管104和吸附风管103，上述吸附风管103的一端连接有排放装置160，上述排放装置160设置有除尘装置，上述废气连接管道101设置有过滤装置，上述过滤装置设置有冷却装置。

在本实用新型的一些实施例中，吸附床100即为现有常规的活性炭吸附床100，吸附床100的外壁为双层结构，双层结构之间填充有隔热材料，防止烫伤。废气连接管道101通过废气阀门105连接于吸附床100的下方，废气连接管道101一端接口处连接过滤装置进行过滤，在本实施例中，过滤装置为干式过滤器110，由于废气中含有粉尘及粘性物质，如果直接进入活性炭吸附***会堵塞活性炭的空隙，导致吸附效率降低甚至失效，同时，由于活性炭使用寿命比较长(在有解析设备的情况下)，为了确保活性炭的吸附效果，通常在废气进入活性炭吸附床100前采用干式过滤器110将粉尘及粘性物质去除。吸附床100内设有温度传感器(未在附图中示出)，用于控制吸附床100内温度。

吸附风管103通过废气阀门105连接于吸附床100的上方，吸附风管103接入排放装置160，排放装置160包括排气风机161和烟囱162，排气风机161设置于烟囱162的底部，从吸附风管103排出的气体由排气风机161经过处理后排放至烟囱162，烟囱162的顶部设置有除尘装置，在本实施例中，除尘装置为除尘风机163，除尘风机163能捕集的粉尘粒度范围广，对粗粒粉尘和呼吸性粉尘都有很高的捕尘效率，对经过处理的废气在排放之前进行除尘。在本实用新型的一些实施例中，烟囱162内设置有废气浓度检测装置(未在附图中示出)，可检测气体包括：挥发性有机化合物(VOCs)、碘甲烷、氨、苯、甲苯等，能有效保证工作人员的生命安全不受侵害，联动这种催化燃烧废气处理装置，确保废气排放达标。

脱附风管104通过脱附阀门106连接于吸附床100的上方，脱附风管104的一端接入混风箱150，混风箱150接入了一根管道至烟囱162，混风箱150主要用于冷热风或新旧风进行混合，混风箱150下方设置有鲜风机140，鲜风机140是一种有效的空气净化设备，能够使管内空气产生循环，一方面把管内污浊的空气排出，另一方面把管外新鲜空气经过杀菌、消毒、过滤等措施后，再输入到管内，让管内每时每刻都是新鲜干净的空气，该产品主要用于通风、降温、除尘、去异味，适应于各行各业废气处理。混风箱150旁侧连接有脱附风机130，脱附风机130连接有催化燃烧炉120，脱附风机130与催化燃烧炉120之间设置有阻火器107。阻火器107是用来阻止易燃气体和易燃液体蒸汽的火焰蔓延的安全装置，一般安装在输送易燃气体的管道上，假如易燃气体被引燃，气体火焰就会传播到整个管网。余热回收装置包括余热回收管道102，余热回收管道102通过脱附阀门106连接于吸附床100的下方。

结合图2，图2所示为一种催化燃烧废气处理装置的工作流程示意图，吸附(效率高)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计，采用双气路连续工作，一个催化燃烧炉120，多个吸附床100交替使用。先将有机废气用活性炭吸附，当快达到饱和时停止吸附，然后用热气流将有机物从活性炭上脱附下来使活性炭再生；脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送往催化燃烧炉120催化燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。当有机废气的浓度达到2000mg/m以上时，有机废气在催化燃烧炉120可维持自燃，不用外加热。这样可满足燃烧和吸附所需的热能，达到节能的目的。再生后的可进入下次吸附；在脱附时，净化操作可用另一个吸附床100进行，既适合于连续操作，也适合于间断操作。催化燃烧是借助催化剂在低温下(120℃-200℃)实现对有机物的完全氧化，因此，操作简单、安全、净化效率高，在有机废气特别是回收价值大的有机废气净化等领域应用广泛。不同的排放场合和不同的废气，有不同的催化燃烧废气处理工艺流程。但无论采取哪种工艺流程，都由如下工艺单元组成：废气预处理-预热装置-催化燃烧装置。

这种催化燃烧装置的工作原理是：

有机废气吸附净化流程：有机废气可能会含有少量的粉尘，在有机废气进入吸附床100需进行预处理，否则会堵塞活性炭微孔，影响吸附效果，预处理设备为干式过滤器110，分二级过滤(G4出效+F5中效)。废气首先经过干式过滤器110去除尘，而后均匀地通过活性炭吸附床100，废气中的污染物被吸附在活性炭的表面，经处理后的洁净气体经过排气风机161、烟囱162高空排放。

脱附再生及催化燃烧流程：当吸附达到饱合后，通过废气阀门105/脱附阀门106切换进行再生。热空气送入吸附床100，对活性炭进行加热。活性炭受热解析比较高浓度的有机气体，由脱附风机130引入燃烧床(即吸附床100)，废气经催化燃烧生成二氧化碳、水等无害气体和部分的热量。热量经过余热回收管道102回用于吸附床100内活性炭的解析再生。整套吸附和催化燃烧过程由PLC(可编程逻辑控制器)实现自动控制。

本实用新型配合冷却装置使用，在本实施例中，冷却装置为氮气机组，用于催化脱附废气后能迅速降温，提高设备安全性及使用效率。

综上，本实用新型的实施例提供一种催化燃烧废气处理装置至少具有以下优点和有益效果：

一种催化燃烧废气处理装置，其包括吸附床100，上述吸附床100下方设置有余热回收装置和废气连接管道101，上述吸附床100上方设置有脱附风管104和吸附风管103，上述吸附风管103的一端连接有排放装置160，上述排放装置160设置有除尘装置，上述废气连接管道101设置有过滤装置，上述过滤装置设置有冷却装置。首先，现有的大多数催化燃烧废气处理装置，催化反应的过程中产生的热量大、降温慢、等待时间长，影响效率。本实用新型通过冷却装置配合使用，用于催化脱附废气后迅速降温，提高设备安全性及使用效率。经催化处理后排出的气体可能不达标，本实用新型通过除尘装置，对经过处理的废气在排放之前进行除尘，使得排放达标。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种催化燃烧废气处理装置，其特征在于，包括吸附床，所述吸附床下方设置有余热回收装置和废气连接管道，所述吸附床上方设置有脱附风管和吸附风管，所述吸附风管的一端连接有排放装置，所述排放装置设置有除尘装置，所述废气连接管道设置有过滤装置，所述过滤装置设置有冷却装置。

2.根据权利要求1所述的催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述余热回收装置包括余热回收管道，所述余热回收管道连接于所述吸附床的下方，所述余热回收管道与所述吸附床的连接处设置有脱附阀门，所述余热回收管道的一端设置有燃烧催化炉，所述燃烧催化炉的旁侧连接有脱附风机，所述脱附风机与所述燃烧催化炉之间设置有阻火器。

3.根据权利要求2所述的催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述脱附风机连接有混风箱，所述混风箱的下方连接有鲜风机。

4.根据权利要求3所述的催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述排放装置包括排气风机和烟囱，所述烟囱设置于所述排气风机上，所述混风箱连接于所述烟囱，所述烟囱内设置有废气浓度检测装置。

5.根据权利要求4所述的催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述过滤装置包括干式过滤器，所述干式过滤器设置于所述废气连接管道的一端，所述废气连接管道连接于所述吸附床的下方，所述废气连接管道与所述吸附床的连接处设置有废气阀门。

6.根据权利要求5所述的催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述除尘装置包括除尘风机，所述除尘风机设置于所述烟囱的顶部。

7.根据权利要求6所述的催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述脱附风管连接于所述吸附床的上方，所述脱附风管与所述吸附床的连接处设置有脱附阀门，所述脱附风管的一端与所述混风箱相连。

8.根据权利要求7所述的催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述吸附风管连接于所述吸附床的上方，所述吸附风管与所述吸附床的连接处设置有废气阀门，所述吸附风管的一端连接于所述排气风机。

9.根据权利要求8所述的催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述冷却装置包括制氮机组，所述制氮机组设置于所述干式过滤器外侧。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的催化燃烧废气处理装置，其特征在于，所述吸附床内设置有温度传感器，所述吸附床为双层结构，所述双层结构之间设置有隔热部。

Images