[發明專利]低濃度有機廢氣的微波催化燃燒處理裝置及處理方法

有效

• 申請號: 201711469456.2
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108295619B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 王欣;郭斌;任愛玲;楊成浩
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: B01D53/06
• 分類號: B01D53/06;F23G7/07
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 侯迎新

本發明提供了一種低濃度有機廢氣的微波催化燃燒處理裝置和處理方法，包括分子篩轉輪吸附濃縮機構和微波反應器，分子篩轉輪吸附濃縮機構包括具有吸附區、脫附區和冷卻區分子篩轉輪，在動力裝置的驅使下，分子篩轉輪具有依次經過吸附區、脫附區和冷卻區的轉動，微波反應器包括填充有高介電材質的微波催化劑層的透波陶瓷管。本發明所述的低濃度有機廢氣的微波催化燃燒處理裝置，在過程中催化燃燒產生的熱量可維持微波反應器所需的反應溫度，降低運營成本，提高企業收益，同時采用具有高介電材質的微波催化劑，一方面可增強微波催化劑內部傳熱特性，改善積碳現象，另一方面過渡金屬催化和微波自身催化形成協同催化效應，提高反應效率。

技術領域

本發明涉及空氣凈化技術領域，特別涉及一種低濃度有機廢氣的微波催化燃燒處理裝置。本發明還涉及一種應用于低濃度有機廢氣的微波催化燃燒處理裝置的處理方法。

背景技術

VOCs(揮發性有機物)對人類健康的危害很明顯，濃度超過一定濃度時，人們會感到頭痛、惡心、嘔吐、四肢乏力，嚴重時會抽搐、昏迷、記憶力減退，同時VOCs也是形成霧霾的主要前驅物質?，F有技術在對廢氣進行VOCs凈化時，通常是采用燃燒法，即在高溫富氧情況下將VOCs燃燒生成二氧化碳和水蒸汽的方法，而一般可分為直接燃燒和催化燃燒，催化燃燒能利用催化劑開辟新型反應通道，降低反應溫度，是常見的VOCs處理工藝。研究表明有機廢氣中VOCs濃度與催化燃燒工藝的運營成本有關。低濃度有機廢氣處理需要高額的運營成本，并呈現有機物濃度越高，運營成本越低的規律。通常情況下在廢氣濃度較高(≥1.5g/m3)時，除系統本身消耗外還可以再回收利用大量的廢氣燃燒廢熱，而當廢氣濃度≥5g/m3，回收的熱量兩至三年就可收回投資；當廢氣濃度≥10g/m3，回收的熱量一至兩年就可收回投資，由此可見，在安全濃度范圍內，有機物濃度濃度越高對催化燃燒工藝越有利。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種低濃度有機廢氣的微波催化燃燒處理裝置，以提高有機廢氣的處理效果，并具有較好的實用性。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種低濃度有機廢氣的微波催化燃燒處理裝置，包括：

分子篩轉輪吸附濃縮機構，所述分子篩轉輪吸附濃縮機構包括分子篩轉輪，以及以將所述分子篩轉輪順序分隔成吸附區、脫附區和冷卻區的氣體分隔板，在動力裝置的驅使下，所述分子篩轉輪具有依次經過吸附區、脫附區和冷卻區的轉動；

微波反應器，所述微波反應器包括具有容納腔的外殼體，固定設于所述容納腔內并填充有高介電材質的微波催化劑層的透波陶瓷管，以及設于所述容納腔內的至少一組磁控管和波導管，所述透波陶瓷管經由脫附管道與吸附區構成氣體循環通道，于所述循環通道上設置有對所述循環通道內的氣體進行預熱的換熱部。

進一步的，所述分子篩轉輪的分子篩孔徑為3-15埃米。

進一步的，所述微波反應器的微波頻率為915MHz，微波功率為6-120KW。

進一步的，所述微波催化劑層為鐵酸鈣或碳化硅。

進一步的，所述微波催化劑層為基體負載過渡金屬氧化物

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：

本發明所述的低濃度有機廢氣的微波催化燃燒處理裝置，通過設置分子篩轉輪吸附濃縮機構和微波反應器，從而在使用時可對廢氣進行過濾并將吸附在分子篩上的有機組分解析濃縮得到濃縮廢氣，然后將濃縮廢氣透波陶瓷管內進行催化燃燒，在過程中催化燃燒產生的熱量可維持微波反應器所需的反應溫度，降低運營成本，提高企業收益，同時采用具有高介電材質的微波催化劑，可增強微波催化劑內部傳熱特性，改善積碳現象。

本發明還提供了一種低濃度有機廢氣的微波催化燃燒處理方法，該方法包括：