[发明专利]气流往复式蓄热催化、热力氧化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种低浓度可燃有机废气的净化处理装置。

背景技术

诸如风排瓦斯、老龄化垃圾填埋场的垃圾填埋气、污水处理厂臭气以及其他生产过程中均会产生排放低浓度有机废气，这类气体的共同特点是可以进行热力燃烧或催化燃烧释放热量，但由于其中可燃气体浓度低，采取常规方法难以维持热力燃烧或催化燃烧的自发进行。此外从污染控制角度讲，这些气体对环境的影响较大需要予以消除或削减排放量。比如风排瓦斯中的甲烷含量低于1％，由于燃烧热量很少，难以加以利用，但从温室气体减排要求需要将其予以消除。目前市场上还没有一种针对低浓度可燃有机废气净化效果好，成本低的设备。

发明内容

本发明的目的则是针对目前低浓度可燃有机废气在净化过程中需要辅助能耗高的问题，提供一种气流往复式蓄热、热力氧化器，它可利用低浓度可燃有机废气在催化燃烧或热力燃烧所产生的热量来维持对有机废气自发燃烧过程。

本发明的目的可以通过以下措施来实现：

一种气流往复式蓄热催化、热力氧化器，其特征是它包括有呈管式或隧道式结构的空腔体，在空腔体中部设有燃烧炉，在空腔体内燃烧炉的两侧对称设有蓄热段或是在燃烧炉的两侧同时安装蓄热段和催化段，蓄热段位于空腔体的两端靠进出口处。

所述空腔体两端进出口分别连接到关联在进气管和出气管之间的两根管道上，每根管道上设有两只阀门，空腔体两端进出口与这两根管道的连接点位于两根管道上对应的两只阀门之间。阀门采用电磁阀、气动阀或电动阀均可。

所述蓄热段为堇青石蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷或金属相变材料。

所述催化段采用堇青石蜂窝陶瓷、金属蜂窝或金属网作为催化剂载体，催化剂采用氧化型催化剂。

所述燃烧炉为电加热炉或燃气炉。

本发明对低浓度可燃有机废气的净化效果好，净化成本低，解决了目前低浓度可燃有机废气净化过程中需要辅助能耗偏高的问题，结构简单实用，经济可行性高。

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地说明：

本发明包括有为管式或隧道式结构的空腔体1，空腔体1的两端口根据运行模式的变化交替作为低浓度可燃有机废气的进气口和出气口。如图1所示，空腔体1的中部安装有燃烧炉2，可采用电加热炉或燃气炉，用于系统启动时的预加热，加热温度最高可达到1000℃，当系统正常动行后燃烧炉停止运行。空腔体1内燃烧炉2的两侧装有蓄热段3，或是同时安装蓄热段3和催化段4，此时蓄热段3靠近空腔体1的两侧端口处，催化段4位于蓄热段3和燃烧炉2之间。蓄热段3采用堇青石蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷或金属相变材料，具有大的热容量和换热面积，并具备多孔流道便于气体流动，蓄热段的气流空速在200-2000h^-1之间。催化段4采用堇青石蜂窝陶瓷、金属蜂窝或金属网作为催化剂载体，催化剂采用氧化型催化剂，催化段的气流空速在1000-10000h^-1之间。本发明如果不在空腔体1中安装催化段4，整个装置就作为热力氧化器；安装催化段4后，则成为催化氧化器。本发明催化段4中的氧化型催化剂可以是以Pt、Pd、Rh为主活性成分的贵金属型催化剂，也可以贵金属(Pt、Pd、Rh)与稀土元素(Ce、La)氧化物相掺混的复合型催化剂，也可以是金属元素为Cu、Ba、Mg、Mn、Ni的钙钛矿型催化剂，这些催化剂物质负载在活性氧化铝涂层上，并一同被涂覆在堇青石蜂窝陶瓷、金属蜂窝或金属网等催化剂载体的内表面上。

本发明通过在管式或隧道式结构的空腔体1两端口安装阀门控制装置来实现将空腔体1的两端口交替变换成低浓度可燃有机废气的进、出气口。图1中给出了一种具体的阀门控制装置结构，它包括有四个阀门，分别为阀门7、阀门8、阀门9和阀门10，它们可以是电磁阀、气动阀或电动阀。阀门7与阀门9串联在一根管道上，阀门8与阀门10串联在另一根管道上，这两根管道以并联连接方式连接在进气管5和出气管6之间。空腔体1两侧端口分别到上述的两根管道上，并且它们与管道的连接点处于每个管道上对应的两只阀门之间，即空腔体1的一侧进出气端口连接到阀门7和阀门9之间，另一侧进出气口则连接到阀门8和阀门10之间。本发明图1中的四只阀门控制模式有两种，分别是模式a(阀门7和阀门10开启，阀门8和阀门9并闭)及模式b(阀门7和阀门10并闭，阀门8和阀门9开启)，通过这两种模式不断切换，可实现将空腔体1的两侧端口交替变成可燃有机废气的进、出气口，而低浓度可燃有机废气的进出气管则可以保持原来的进出气方向。

本发明的具体工作过程如下：

启动阶段时，燃烧炉运行加热装置中的气体，此地阀门控制装置的切换时间为10—60S，燃烧炉燃烧加热至600℃-1000℃，气体在燃烧炉中的反应时间为1-3s，使两侧催化段的温度达到450℃-700℃，关闭燃烧炉，系统进入正常工况阶段。正常工况阶段阀门的切换时间为2—10S，低浓度可燃气体在催化段中的反应时间在0.3-1s，由于蓄热段将低浓度可燃有机刻废气的催化反应产生的热量尽量地保存下来在系统装置中，其燃烧产生的热量可以抵消系统被烟气带走散失的热量，使催化段中的温度始终保持在450℃-700℃之间，保证进入的低浓度可燃有机废气能正常反应，维持其自身燃烧。