[實用新型]一種催化燃燒反應裝置

有效

• 申請號: 200920247544.2
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN201531873U
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 王海波;劉忠生;齊慧敏;樸勇;王明星
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: F23C13/02
• 分類號: F23C13/02;F23G7/07
• 代理公司: 撫順宏達專利代理有限責任公司 21102
• 代理人: 李微

技術領域

本實用新型涉及一種催化燃燒反應裝置，尤其是一種包括空氣預熱器、反應器、換熱器的一體化催化燃燒反應裝置。

背景技術

在目前的催化燃燒裝置中，氣體預熱器、催化燃燒反應器和換熱器一般是單獨設備，設備之間通過管道、閥門連接。裝置占地面積大、結構復雜，溫度控制不平穩；且當進氣中可燃氣體濃度稍高時，容易導致催化劑溫升快，取熱滯后，使催化劑超溫，影響催化劑壽命。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種包括預熱器、反應器和換熱器組合在一起的一體式催化燃燒反應裝置，特別是一種可及時將反應熱帶走的一體化催化燃燒反應裝置。

本實用新型是這樣實現的：

一種催化燃燒反應裝置，包括預熱器、反應器和換熱器。所述的預熱器、反應器和換熱器由下至上串聯，構成一體化立式結構；所述的預熱器內設有折流板，反應器內設有催化劑支撐篩板，所述的換熱器內設置冷熱介質分隔板，將換熱器分成冷介質腔和熱介質腔，在所述的冷介質腔內設有折流板。

其中所述的預熱器包括進氣口、加熱器、折流板和氣體出口；所述預熱器內的折流板包括兩組，一組在下面為U形結構，敞口向上；另一組為Y形結構，開口向上。折流板的設置，增加了氣體在加熱器內的滯留時間，提高了加熱效率。

所述反應器包括氣體進口、氣體出口、催化劑支撐篩板和催化劑床層。

所述的換熱器由冷熱介質分隔板分成熱介質腔和冷介質腔。換熱器可以為熱管換熱器。熱介質腔包括熱氣體進口、熱氣體出口和中間熱管；冷介質腔包括冷氣體進口和出口、中間隔板和熱管。

工作時，經過預熱的氣體進入加熱器內，經折流板折流和電加熱預熱器或燃燒預熱器預熱后，達到反應要求的溫度，進入反應器。在反應器中，含揮發性有機氣體在催化劑作用下，與空氣中的氧進行催化氧化反應，產生水和二氧化碳，并放出熱量，燃燒后的高溫氣體進入換熱器中。在換熱器內，熱氣流通過熱介質腔時熱管將熱量帶走，同時熱量通過熱管傳遞給冷介質對進氣預熱，完成熱量交換，換熱后的氣體從出口排出。

預熱器和換熱器內折流板的設置，使得進入反應器的氣體換熱、預熱充分，既滿足了反應所需的溫度要求，又充分回收利用了反應器排出的高溫氣體的熱量。因此，本實用新型的催化燃燒反應裝置具有催化燃燒效果好、結構緊湊、占地面積小的傳熱效率高的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的催化燃燒反應裝置的的主剖視圖。

圖2為換熱器的橫剖視圖。

圖3為預熱器的橫剖視圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步闡述。

結合圖1，本實用新型的催化燃燒反應裝置包括支座2，預熱器19，反應器17，換熱器15，側部支管21構成。預熱器19包括進料口1、筒體20、加熱器4、U形折流板3和Y形折流板5和上部法蘭6。其中U形折流板3包括兩邊直板和下部的弧形或錐形底板構成；Y形折流板5包括兩邊直板和上部的斜板。這種折流板結構可保證氣流和加熱器充分接觸，增加氣體停留時間，提高傳熱效率。在這里加熱器4采用電加熱方式，但也可采用火燃或其它加熱方式。在預熱器19出口處適當位置設有測溫熱偶。

反應器17包括支撐篩板18、催化劑床層7、筒體和上下法蘭。反應器內部結構可根據催化劑形狀采用圓形平篩板或環筒形篩板。換熱器15包括下部熱氣體進口8、冷介質進口14和出口9、分隔板12、折流板11、熱管10、筒體16和熱介質出口13。其中熱管一端在熱介質腔內側、另一端在冷介質腔側，在冷介質腔內設有環向折流板11。分隔板12為帶有上折邊的筒體。

裝置啟動工作時，廢氣從冷介質進口14進入，經過換熱器和側部支管21后自預熱器下部進口1進入預熱器，在折流板3作用下氣體從兩側分流與加熱器接觸后向上流動，在折流板5作用下氣流折返向下再次與加熱器接觸，然后從中心第三次與加熱器接觸后向上流出預熱器，這種結構的折流板使得廢氣充分預熱，增加停留時間，提高了傳熱效率。當廢氣預熱溫度達到工藝反應要求數值后，進入反應器17進行催化燃燒反應。反應后的高溫氣體進入換熱器15熱介質腔，與多根熱管10進行換熱后從熱介質出口13排出；同時廢氣自冷介質進口14進入與上部分多組熱管10接觸換熱，在折流板11作用下高溫氣體走S形路徑，多次與熱管組件接觸，增加了換熱時間和換熱效率。當處理廢氣中烴濃度燃燒可實現自維持操作時，催化燃燒達到平穩工作狀態后，可以關閉加熱器4，此時從冷介質進口14進入的廢氣經換熱后即可達到進入反應器的預熱溫度要求。氣體從冷介質進口14穩定進入該裝置，熱介質出口13排出的高溫氣體經過換熱后可實現達標排放要求。

該一體化催化燃燒反應器，催化燃燒效果好、結構緊湊、占地面積小、傳熱效率高，特別適合與其它儀表設備配合一起制造為成套裝置。