[發明專利]氣流往復式蓄熱催化、熱力氧化器

無效

• 申請號: 200910029425.4
• 申請日: 2009-04-13
• 公開（公告）號: CN101530741A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 陳澤智;龔惠娟
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 夏 平

技術領域

本發明涉及一種低濃度可燃有機廢氣的凈化處理裝置。

背景技術

諸如風排瓦斯、老齡化垃圾填埋場的垃圾填埋氣、污水處理廠臭氣以及其他生產過程中均會產生排放低濃度有機廢氣，這類氣體的共同特點是可以進行熱力燃燒或催化燃燒釋放熱量，但由于其中可燃氣體濃度低，采取常規方法難以維持熱力燃燒或催化燃燒的自發進行。此外從污染控制角度講，這些氣體對環境的影響較大需要予以消除或削減排放量。比如風排瓦斯中的甲烷含量低于1％，由于燃燒熱量很少，難以加以利用，但從溫室氣體減排要求需要將其予以消除。目前市場上還沒有一種針對低濃度可燃有機廢氣凈化效果好，成本低的設備。

發明內容

本發明的目的則是針對目前低濃度可燃有機廢氣在凈化過程中需要輔助能耗高的問題，提供一種氣流往復式蓄熱、熱力氧化器，它可利用低濃度可燃有機廢氣在催化燃燒或熱力燃燒所產生的熱量來維持對有機廢氣自發燃燒過程。

本發明的目的可以通過以下措施來實現：

一種氣流往復式蓄熱催化、熱力氧化器，其特征是它包括有呈管式或隧道式結構的空腔體，在空腔體中部設有燃燒爐，在空腔體內燃燒爐的兩側對稱設有蓄熱段或是在燃燒爐的兩側同時安裝蓄熱段和催化段，蓄熱段位于空腔體的兩端靠進出口處。

所述空腔體兩端進出口分別連接到關聯在進氣管和出氣管之間的兩根管道上，每根管道上設有兩只閥門，空腔體兩端進出口與這兩根管道的連接點位于兩根管道上對應的兩只閥門之間。閥門采用電磁閥、氣動閥或電動閥均可。

所述蓄熱段為堇青石蜂窩陶瓷、泡沫陶瓷或金屬相變材料。

所述催化段采用堇青石蜂窩陶瓷、金屬蜂窩或金屬網作為催化劑載體，催化劑采用氧化型催化劑。

所述燃燒爐為電加熱爐或燃氣爐。

本發明對低濃度可燃有機廢氣的凈化效果好，凈化成本低，解決了目前低濃度可燃有機廢氣凈化過程中需要輔助能耗偏高的問題，結構簡單實用，經濟可行性高。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步地說明：

本發明包括有為管式或隧道式結構的空腔體1，空腔體1的兩端口根據運行模式的變化交替作為低濃度可燃有機廢氣的進氣口和出氣口。如圖1所示，空腔體1的中部安裝有燃燒爐2，可采用電加熱爐或燃氣爐，用于系統啟動時的預加熱，加熱溫度最高可達到1000℃，當系統正常動行后燃燒爐停止運行?？涨惑w1內燃燒爐2的兩側裝有蓄熱段3，或是同時安裝蓄熱段3和催化段4，此時蓄熱段3靠近空腔體1的兩側端口處，催化段4位于蓄熱段3和燃燒爐2之間。蓄熱段3采用堇青石蜂窩陶瓷、泡沫陶瓷或金屬相變材料，具有大的熱容量和換熱面積，并具備多孔流道便于氣體流動，蓄熱段的氣流空速在200-2000h^-1之間。催化段4采用堇青石蜂窩陶瓷、金屬蜂窩或金屬網作為催化劑載體，催化劑采用氧化型催化劑，催化段的氣流空速在1000-10000h^-1之間。本發明如果不在空腔體1中安裝催化段4，整個裝置就作為熱力氧化器；安裝催化段4后，則成為催化氧化器。本發明催化段4中的氧化型催化劑可以是以Pt、Pd、Rh為主活性成分的貴金屬型催化劑，也可以貴金屬(Pt、Pd、Rh)與稀土元素(Ce、La)氧化物相摻混的復合型催化劑，也可以是金屬元素為Cu、Ba、Mg、Mn、Ni的鈣鈦礦型催化劑，這些催化劑物質負載在活性氧化鋁涂層上，并一同被涂覆在堇青石蜂窩陶瓷、金屬蜂窩或金屬網等催化劑載體的內表面上。

本發明通過在管式或隧道式結構的空腔體1兩端口安裝閥門控制裝置來實現將空腔體1的兩端口交替變換成低濃度可燃有機廢氣的進、出氣口。圖1中給出了一種具體的閥門控制裝置結構，它包括有四個閥門，分別為閥門7、閥門8、閥門9和閥門10，它們可以是電磁閥、氣動閥或電動閥。閥門7與閥門9串聯在一根管道上，閥門8與閥門10串聯在另一根管道上，這兩根管道以并聯連接方式連接在進氣管5和出氣管6之間。空腔體1兩側端口分別到上述的兩根管道上，并且它們與管道的連接點處于每個管道上對應的兩只閥門之間，即空腔體1的一側進出氣端口連接到閥門7和閥門9之間，另一側進出氣口則連接到閥門8和閥門10之間。本發明圖1中的四只閥門控制模式有兩種，分別是模式a(閥門7和閥門10開啟，閥門8和閥門9并閉)及模式b(閥門7和閥門10并閉，閥門8和閥門9開啟)，通過這兩種模式不斷切換，可實現將空腔體1的兩側端口交替變成可燃有機廢氣的進、出氣口，而低濃度可燃有機廢氣的進出氣管則可以保持原來的進出氣方向。

本發明的具體工作過程如下：

啟動階段時，燃燒爐運行加熱裝置中的氣體，此地閥門控制裝置的切換時間為10—60S，燃燒爐燃燒加熱至600℃-1000℃，氣體在燃燒爐中的反應時間為1-3s，使兩側催化段的溫度達到450℃-700℃，關閉燃燒爐，系統進入正常工況階段。正常工況階段閥門的切換時間為2—10S，低濃度可燃氣體在催化段中的反應時間在0.3-1s，由于蓄熱段將低濃度可燃有機刻廢氣的催化反應產生的熱量盡量地保存下來在系統裝置中，其燃燒產生的熱量可以抵消系統被煙氣帶走散失的熱量，使催化段中的溫度始終保持在450℃-700℃之間，保證進入的低濃度可燃有機廢氣能正常反應，維持其自身燃燒。