[实用新型]一种用于VOCs去除的催化氧化装置

说明书

本实用新型专利公开一种用于VOCs去除的催化氧化装置。该装置具体包括进气系统、温控系统、管道系统、催化系统、出气系统和数采系统。通过该装置建立了甲苯在催化系统中转化的实验平台，得到催化作用和热力作用相互作用的关键因素并在不降低甲苯转化率的前提下大幅度降低反应器内温度和速度，减少催化剂的烧结。

技术领域

本实用新型涉及挥发性有机物的去除技术领域，尤其是涉及甲苯催化氧化的装置。

背景技术

随着经济的发展，各行各业向环境中排放了大量废气，比如燃烧行业在生物质和燃料燃烧的过程中会产生废气，船、车、飞机等交通工具在使用过程中会产生废气，石油化工行业产品加工会排放尾气，储存运输过程会排放尾气，漆涂、印刷、电镀、制药等等行业都会排放出大量的废气，挥发性有机物(VOCs)就存在于这些废气中，随之一起排入环境中。此外，VOCs不仅会对环境造成污染，同样还会对人体造成极大的危害。主要表现在以下方面：(1)致癌致毒性。许多有机溶剂，如二甲苯、甲苯、酮等都有很大的毒性，对人体器官及神经系统都会一定的损害，以甲苯为例，甲苯对皮肤、粘膜都有一定的刺激性，对中枢神经系统有麻醉作用。短时间内吸入较高浓度甲苯可造成急性中毒，轻者头晕恶心、意识模糊，重者抽搐昏迷。若是长时间接触还会引发神经衰弱，月经异常等症状； (2)光化学烟雾、有机气溶胶。VOCs在光的参与下，会和大气中的其他氧化物发生一系列复杂的化学反应，造成二次污染。VOCs还可以和大气中的臭氧、氢氧自由基等发生多途径反应，生成二次有机气溶胶。(3)臭氧层破坏。氟氯烃等卤代烃会导致臭氧层破坏，使得致癌率升高，对人类生存环境产生极大影响。(4) 气候改变。(5)易燃易爆。很多VOCs都易燃易爆，给人身安全造成隐患。并且，不同行业产生的VOCs含量不同，性质不同，因此保证处理无残余的前提下，要保证使用的技术能够完全适应一定浓度范围内的废气。

实际上，燃烧本身就是一种快速反应，在催化燃烧过程中，传热、传质、流动问题本身已经相当复杂，对于大多数有实际意义的传热、传质、流动问题，必须采用实验研究或者近似解法。针对热力燃烧前人已经做出很多贡献，例如分子形式最为简单的甲烷的热力燃烧和催化燃烧机理已经发展的很是完全，一些分子稍微复杂的例如甲苯，其热力燃烧每一步机理也都陆续有人发表完善，R. BOUNACEUR等人简化并优化了甲苯的燃烧反应机理，李书豪等人对1888个基元反应甲苯燃烧模型进行了简化，但是其催化燃烧机理很少甚至没有。在实际应用中，往往不是催化剂单独起作用，反应放出的热量不能够被及时利用，处理气量可波动范围太小是目前面临的主要问题。

综上，目前对于催化燃烧研究主要还有以下几点不足：一、在反应器4中如何才能将催化燃烧和热力燃烧更加充分的利用起来；二、如何才能在不损害催化剂的前提下得到更高的转化效率。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供去除以甲苯为代表的挥发性有机物的装置，通过明确在什么条件下催化燃烧和热力燃烧共同作用从而达到提高甲苯转化率。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：一种用于VOCs去除的催化氧化装置，包括进气系统、温控系统、管道系统、催化系统和数采系统，所述进气系统包括空气压缩机1、甲苯产生瓶2和混气罐3，所述管路系统包括进气管5以及下游管道、放空管道和转子流量计A、转子流量计B、质量流量计C，所述转子流量计A和转子流量计B分别设在空气压缩机1的出气管道和甲苯产生瓶2的进气管5道上，所述空气压缩机1和甲苯产生瓶2的出气口均与混气罐3进气管5相连通，混气罐3出气管与质量流量计入口相连通；所述催化系统包括反应器4、栅板6、多孔介质床层7、加热炉盘8和布热电偶9；所述反应器4中腔体前端添加栅板6和铁丝网，腔体中央设置负载催化剂的多孔介质床层7，多孔介质床层7和栅板6之间设置一个加热炉盘8，在多孔介质床层均匀分布热电偶9。