[发明专利]一种基于电磁感应加热泡沫金属催化剂的催化燃烧装置及方法

说明书

本申请公开了一种基于电磁感应加热泡沫金属催化剂的催化燃烧装置及方法，本申请装置包括催化燃烧器，催化燃烧器的进气口管路连接有第一预热器和第二预热器；催化燃烧器内填充有泡沫金属催化剂床层，催化燃烧器外缠绕有电磁线圈，电磁线圈连接有电磁加热电源，电磁加热电源连接有温控仪和温度传感器，温度传感器的测温端穿入催化燃烧器内用以测量泡沫金属催化剂床层的温度，泡沫金属催化剂能够在电磁线圈的电磁感应作用下促使其表面温度升高。本发明将电磁感应加热与泡沫金属催化剂结合应用于高浓度有机废气催化燃烧中，装置内的泡沫金属催化剂较传统催化剂机械强度更高，催化剂性质更稳定，不易结焦，床层温度更加稳定，催化效率更高。

技术领域

本发明属于工业废气处理技术领域，特别涉及一种基于电磁感应加热泡沫金属催化剂的催化燃烧装置及方法。

背景技术

目前，催化燃烧技术是一种处理高浓度有机废气的有效方法，具有较低的燃烧温度、处理效率高和无二次污染等优点，而且燃烧产生的热量还可以进行余热利用。然而，常规的催化燃烧技术通常使用电加热方式进行加热，其主要通过传导、对流或辐射的传热方式加热催化燃烧装置外表面，再通过热传导方式将热量传递至装置内到催化剂内部。这种加热方式是由外向内供给热量，使装置内催化剂床层温度分布不均匀，存在较大的温度梯度，同时由于催化燃烧是一个强放热反应，这使得催化剂床层温度更加不容易控制。

不同于电加热方式，电磁加热能够实现由内到外的加热，具有能量利用率高，稳定安全等特点，其加热原理就是利用高频的交变电流在通过线圈时产生磁场，金属物质通过交变磁场时产生涡流，涡流使金属中的载流子高速无规则运动，载流子与原子互相碰撞、摩擦而产生热能。

泡沫金属是一种具有泡沫气孔的特种金属材料，具有孔隙率高、密度小、导热性良好以及能够被电磁加热等特点，被广泛应用于化工、军工、汽车工业及建筑行业等领域。将泡沫金属用作催化剂载体能够有效提高催化剂的比表面积与稳定性，并可以利用电磁加热维持催化反应所需的温度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种工艺流程简单、高效、稳定的基于电磁感应加热泡沫金属催化剂的催化燃烧装置及方法。

所述的一种基于电磁感应加热泡沫金属催化剂的催化燃烧装置，其特征在于包括催化燃烧器，催化燃烧器的进气口分为两路，分别通过管路连接有第一预热器和第二预热器；催化燃烧器内填充有泡沫金属催化剂床层，催化燃烧器外缠绕有电磁线圈，电磁线圈连接有电磁加热电源，电磁加热电源连接有温控仪和温度传感器，所述温度传感器的测温端穿入催化燃烧器内用以测量泡沫金属催化剂床层的温度，其中泡沫金属催化剂能够在电磁线圈的电磁感应作用下促使其表面温度升高。

所述的一种基于电磁感应加热泡沫金属催化剂的催化燃烧装置，其特征在于所述泡沫金属催化剂包括泡沫金属载体及负载于泡沫金属载体上的贵金属活性组分，泡沫金属载体为泡沫铜、泡沫铁和泡沫镍中的任意一种，所述贵金属活性组分为铂成分或钯成分。

所述的一种基于电磁感应加热泡沫金属催化剂的催化燃烧装置，其特征在于所述泡沫金属催化剂的制备方法如下：

1）泡沫金属载体表面处理：将泡沫金属载体裁剪成小颗粒后，放入乙醇中超声清洗，再用稀硫酸溶液中超声清洗，最后用去离子水洗净并干燥；

2）活性组分负载：将泡沫金属载体放入浸渍溶液中超声浸渍并进行干燥，干燥后的催化剂再进行焙烧，自然冷却后即可得泡沫金属催化剂。

所述的基于电磁感应加热泡沫金属催化剂的催化燃烧装置的方法，其特征在于空气和高浓度有机废气分别通过第一预热器和第二预热器进行预热后，一并通入到催化燃烧器内进行催化燃烧，并从催化燃烧器的出气口排出净化废气。