[发明专利]一种废气催化氧化装置及方法

说明书

本发明涉及一种废气催化氧化装置及方法，主要适用于涂装、印刷、化工生产及制药等行业的VOCs处理，装置包括换热器、横穿连通换热器的进气管路，换热器上方依次设有上层加热器室、上层催化剂室、下层加热器室和下层催化剂室，进气管路出口处设有废气管路，废气管路由下至上从上层加热器室顶部进入，依次穿过上层催化剂室、下层加热器室、下层催化剂室和换热器中，与排放管路相连。废气进入换热器预热后，进入上层加热器室内继续升温，达到启燃温度后进入上层催化剂室内反应，小部分难反应的废气进入下层加热器室内继续升温后，进入下层催化剂室内继续反应，解决了催化剂暂时失活、部分有机物排放超标的问题，提高了催化氧化的净化效率。

技术领域

本发明涉及一种废气催化氧化装置及方法，尤其是一种适用于涂装、印刷、化工生产及制药等行业的VOCs处理的催化氧化装置及方法。

技术背景

催化燃烧是用催化剂使废气中可燃物质在较低温度下氧化分解的净化方法。所以，催化燃烧又称为催化化学转化。由于催化剂加速了氧化分解的历程，大多数碳氢化合物在300～450℃的温度时，通过催化剂就可以氧化完全。

与热力燃烧法相比，催化燃烧所需的辅助燃料少，能量消耗低，设备设施的体积小等优点。但是，由于使用的催化剂的失活、催化床层的更换和清洁费用高、净化效率低等问题，影响了这种方法在工业生产过程中的推广和应用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对催化燃烧催化剂易失活、净化效率低等问题，提供一种结构紧凑、使用方便、能解决催化剂暂时失活、并提高催化氧化的净化效率的废气催化氧化装置及方法。

技术方案：本发明的一种废气催化氧化装置，包括换热器、横穿连通换热器的进气管路，所述的换热器上方依次设有上层加热器室、上层催化剂室、下层加热器室和下层催化剂室，所述的进气管路出口处设有废气管路，废气管路由下至上从上层加热器室顶部进入，依次穿过上层催化剂室、下层加热器室、下层催化剂室和换热器中，与排放管路相连。

所述的上层加热器室、上层催化剂室、下层加热器室和下层催化剂室内分别设有Ⅳ热电偶、Ⅲ热电偶、Ⅱ热电偶和Ⅰ热电偶。

所述的上层加热器室中的温度为250-350℃，所述的下层加热器室的温度为350-550℃。

一种使用上述装置的废气催化氧化方法：废气通过进气管路进入换热器，被换热器中的高温烟气加热到150～250℃之间，然后通过废气管路进入到上层加热器室内继续加热，当Ⅳ热电偶显示达到催化启燃温度升至250℃以上时，升温后的废气进入装有催化剂的上层催化剂室内，废气中大部分有机物在上层催化剂室内反应完成，产生的热量使烟气温度继续升高，当Ⅲ热电偶显示温度升至300℃以上时，含有少量难以反应的有机物废气进入下层加热器室中继续加热，当Ⅱ热电偶显示温度达到350℃以上后，升温后的废气进入装有催化剂的下层催化剂室内继续反应，反应中所产生的热量使烟气温度继续升高至反应结束，当Ⅰ热电偶显示下层催化剂室内的温度达400℃以上，反应达标后的废气经过排放管路排放，排放过程中的高温烟气进入换热器内作为热源加热新进入的废气，如此循环，周而复始，完成废气中有机物的全面清除，达到排放要求。

若Ⅲ热电偶显示上层催化剂室内反应的温度超过350℃以上，停止下层加热器室的加热，让升温后的废气直接进入下层催化剂室内进行反应。

有益效果：本发明让废气首先进入换热器，被高温烟气加热后，进入上层加热器室继续加热，加热到催化启燃温度后，进入上层催化剂室进行反应，大多数废气反应完成，并且废气温度相应的提高。少量难反应的有机物，会经过下层加热器室升高到更高温度，进入下层催化剂室继续进行反应，反应后的高温烟气作为热源进入换热器，最后经过排放管路排出。不仅解决了催化剂暂时失活、部分有机物排放超标的问题，也提高了催化氧化的净化效率。本催化氧化装置可提高系统净化效率1％～2％，系统净化效率可达99％以上。其结构简单，操作方便，在本技术领域内具有广泛的实用性。

附图说明