[发明专利]一种具有补热结构的自热催化氧化器

说明书

本发明公开了一种具有补热结构的自热催化氧化器，包括反应器本体、进气口和排气口，其特征在于：反应器本体由至少两道螺旋卷板构成，在反应器本体上螺旋卷板的端部设置有侧盖，至少两道螺旋卷板相互嵌套设置隔离出至少两层相邻的螺旋通道，至少一道螺旋卷板上设置有催化剂，至少一层螺旋通道与进气口连通成为进气通道，至少一层螺旋通道与排气口连通成为排气通道，在反应器本体内还设置有补热结构，补热结构包括蓄热罩和燃烧器，燃烧器设置于蓄热罩内腔中。本发明相比现有技术具有以下优点：结构紧凑，能够进行标准化生产，根据需求直接选择安装数量即可，成本低，气阻小，减少了引风机负荷，长期运行成本极低。

技术领域

本发明涉及催化燃烧装置领域，尤其涉及的是一种具有补热结构的自热催化氧化器。

背景技术

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，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。但是现有的催化燃烧装置因为种种原因限制得不到广泛的应用。

现有的催化燃烧装置利用蜂窝结构负载催化剂，虽然接触面积大，但是气阻大，需要消耗大量的动能用于驱动气流流动；此外，由于原料气中可燃组分含量不稳定，催化中心的温度波动大，即使采用了换热器回收尾气余热，催化中心的温度还常常低于催化氧化的反应温度，使反应无法进行。现有的方案中，为解决上述问题，往往采用加大催化反应中心蜂窝结构横截面的方式来减小气阻，采用增加换热面积、使用蓄热体蓄热、使用加热装置加热催化区域或是在原料中另行添加一定浓度的可燃组分的方式保持催化中心的温度。这样的做法都是“亡羊补牢”式的补救，往往使得装置体积更加庞大，结构更加复杂，能量消耗更高，是以更高的成本为代价来“缓解”问题的“治标”手段，无法从根本上解决问题。

申请人采用螺旋卷板的方案将换热与催化氧化相结合，能够解决上述问题。但是低浓度有机废气由于产生的热量不足以维持催化区域的温度，需要在催化区域增加补热结构，通常的电加热虽然升温快，但是热容量低，在大风量的工况下温度会迅速下降，无法维持催化区域的温度，我们采用燃烧器与蓄热罩相结合的方式，一方面避免大风量对燃烧器燃烧稳定性的影响，同时利用燃烧器产生的热辐射和热烟气的热量，能够在低成本运营的情况下达到高效的废气处理效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种具有补热结构的自热催化氧化器。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有补热结构的自热催化氧化器，包括反应器本体、进气口和排气口，其特征在于：反应器本体由至少两道螺旋卷板构成，在反应器本体上螺旋卷板的端部设置有侧盖，至少两道螺旋卷板相互嵌套设置隔离出至少两层相邻的螺旋通道，至少一道螺旋卷板上设置有催化剂，至少一层螺旋通道与进气口连通成为进气通道，至少一层螺旋通道与排气口连通成为排气通道，在反应器本体内还设置有补热结构，补热结构包括蓄热罩和燃烧器，燃烧器设置于蓄热罩内腔中。

作为对上述方案的进一步改进，燃烧器选用燃气燃烧器或燃油燃烧器。

作为对上述方案的进一步改进，蓄热罩设置于螺旋卷板的螺旋中心处。

作为对上述方案的进一步改进，蓄热罩由蓄热材料制作，优选由蓄热陶瓷制作。

作为对上述方案的进一步改进，蓄热罩上设置有透气孔。

作为对上述方案的进一步改进，进气通道与排气通道相邻。

作为对上述方案的进一步改进，催化剂设置在螺旋卷板上位于螺旋中心的部位，螺旋卷板上设置催化剂的区域为催化反应区，没有设置催化剂的区域为热交换区。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明适用于气体催化燃烧领域，尤其在VOC处置等原料气组含量不稳定的催化燃烧领域有巨大的技术优势。整个装置结构紧凑，能够进行标准化生产，根据需求直接选择安装数量即可，能够大幅度缩减成本；同时装置气阻小，减少了引风机负荷，相比较活性炭吸附处置技术，长期运行成本极低。

附图说明