一种高浓度有机废气催化燃烧处理系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于废气处理领域，涉及一种催化燃烧处理系统，尤其涉及一种高浓度有机废气催化燃烧处理系统。


背景技术：

[0002]
催化燃烧由于反应温度低(一般在250℃左右)、净化效率高(最高可以达到98％)广泛应用于vocs治理。当vocs浓度较高时，以甲醇为例，当浓度达到6000mg/m3、但低于爆炸下限1/4时，98％的净化效率仍无法保证出口浓度低于120mg/m3的环保要求(天津地标大部分行业要低于50)。如果将进气浓度稀释，催化燃烧装置则无法实现自持燃烧，一次性投资和运行能耗均较大。常规的一级催化燃烧由于壁流效应和受热不均匀，净化效率达到98％已是上限，降低空速、增加催化剂的使用量也无法进一步提升净化效率。


技术实现要素：

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本实用新型提供一种高浓度有机废气催化燃烧处理系统，充分利用催化燃烧处理高浓度vocs时的反应热，采用二级催化燃烧装置将净化效率提升至99％以上，二级催化采用低温催化材料，可以利用一级催化的反应热(换热)，无需额外供热，解决了常规一级催化燃烧装置由于受热不均和壁流效应导致净化效率瓶颈问题。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型提供一种高浓度有机废气催化燃烧处理系统，具有这样的特征：包括一级换热器、加热室、一级燃烧室和排气筒；一级换热器供冷通道的加热换热出口与加热室的加热入口连通，加热室的加热出口与一级燃烧室的一级燃烧入口连通，一级燃烧室的一级燃烧出口与一级换热器供热通道的冷却换热入口连通，一级换热器供热通道的冷却换热出口与排气筒通过带阀体的管道连通；系统还包括二级燃烧室；一级换热器的供热通道的冷却换热出口还与二级燃烧室的二级燃烧入口通过带阀体的管道连通，二级燃烧室的二级燃烧出口与排气筒通过带阀体的管道连通；带阀体的管道，阀体控制其管道是否为通路。
[0005]
进一步，本实用新型提供一种高浓度有机废气催化燃烧处理系统，还可以具有这样的特征：还包括二级换热器；一级换热器供热通道的冷却换热出口还与二级换热器供热通道的冷却换热入口通过带阀体的管道连通，二级换热器供热通道的冷却换热出口与二级燃烧室的二级燃烧入口连通；
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进一步，本实用新型提供一种高浓度有机废气催化燃烧处理系统，还可以具有这样的特征：其中，二级换热器的供冷通道与冷却介质存储装置连通。
[0007]
进一步，本实用新型提供一种高浓度有机废气催化燃烧处理系统，还可以具有这样的特征：还包括废气收集装置、预处理装置和排风机；废气收集装置与预处理装置连通，预处理装置通过排风机与一级换热器供冷通道的加热换热入口连通。
[0008]
本实用新型的有益效果在于：
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一、采用高温催化燃烧和低温催化燃烧的两级串联方式，避免壁流效应提升净化
效率；
[0010]
二、第二级低温催化燃烧装置无需加热，利用一级催化的反应热；
[0011]
三、充分利用一级换热器保证废气的受热均匀和混流，进一步降低壁流效应；
[0012]
四、可通过控制连接管路的阀体调节催化燃烧级数和换热器级数，充分利用尾气余热；开启二级换热器可以避免低温催化因为温度过高导致贵金属团聚逐渐发生不可逆的效率下降；二级催化装置发生短暂失活时，关闭二级换热器利用气体高温可以对二级催化剂进行再生。
附图说明
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图1是高浓度有机废气催化燃烧处理系统的示意图。
具体实施方式
[0014]
以下结合附图来说明本实用新型的具体实施方式。
[0015]
如图1所示，本实用新型提供一种高浓度有机废气催化燃烧处理系统，包括废气收集装置1、预处理装置2、排风机3、一级换热器4、加热室5、一级燃烧室6、排气筒7、二级换热器8和二级燃烧室9。
[0016]
废气收集装置1与预处理装置2连通，预处理装置2通过排风机3与一级换热器4供冷通道的加热换热入口连通。
[0017]
一级换热器4供冷通道的加热换热出口与加热室5的加热入口连通，加热室5的加热出口与一级燃烧室6的一级燃烧入口连通，一级燃烧室6的一级燃烧出口与一级换热器4供热通道的冷却换热入口连通，一级换热器4供热通道的冷却换热出口与排气筒7通过带阀体的管道连通。
[0018]
其中，一级换热器4的供冷通道和供热通道指两个相互换热的通道，进入供冷通道低温气体被进入供热通道的高温气体加热，同时进入供热通道的高温气体被进入供冷通道低温气体冷却，均为现有换热器结构。
[0019]
一级换热器4的供热通道的冷却换热出口还与二级燃烧室9的二级燃烧入口通过带阀体的管道连通，二级燃烧室9的二级燃烧出口与排气筒7通过带阀体的管道连通。
[0020]
一级换热器4供热通道的冷却换热出口还与二级换热器8供热通道的冷却换热入口通过带阀体的管道连通，二级换热器8供热通道的冷却换热出口与二级燃烧室9的二级燃烧入口连通。
[0021]
二级换热器8的供冷通道与冷却介质存储装置连通，即二级换热器8通过其他冷却介质对从一级换热器4进入的废气进行降温。
[0022]
对于带阀体的管道，阀体控制其管道是否为通路。
[0023]
本系统的废气处理方法为：
[0024]
vocs收集后，经过预处理装置2去除湿度、酸碱废气和颗粒物，避免高湿度、颗粒物(应小于10mg/m3)以及硫、磷、铅和卤素等造成催化剂的短暂失活和永久性失活。根据废气的浓度，系统具有三种处理路线：
[0025]
一、vocs浓度小于2500mg/m3时，启用一级燃烧室6。此时，一级换热器4与排气筒7之间的连接管路通过其阀体开启连通，一级换热器4与二级燃烧室9之间的连接管路通过其
阀体闭合，一级换热器4与二级换热器8之间的连接管路通过其阀体闭合。处理过程为：预处理后的vocs通过一级换热器4进行升温后进入加热室5加热至催化剂的有效催化温度，再进入一级燃烧室6进行有效分解，分解后的高温尾气将热量通过一级换热器4预热进气，换热后的尾气进入排气筒7排出。
[0026]
二、vocs浓度为2500-4000mg/m3时，启用二级燃烧室9，但不启用二级换热器8。此时，一级换热器4与排气筒7之间的连接管路通过其阀体闭合，一级换热器4与二级燃烧室9之间的连接管路通过其阀体开启连通，二级燃烧室9与排气筒7之间的连接管路通过其阀体开启连通，一级换热器4与与二级换热器8之间的连接管路通过其阀体闭合。处理过程为：经一级燃烧室6分解、一级换热器4换热降温的气体进入二级燃烧室9继续分解，分解后的尾气进入排气筒7排出。
[0027]
三、vocs浓度大于4000mg/m3时，高浓度的vocs由于催化燃烧产生的反应热会进一步提高温度，经过两级换热后进入二级燃烧室进行二次处理后排放，即启用二级燃烧室9的同时启用二级换热器8。此时，一级换热器4与排气筒7之间的连接管路通过其阀体闭合，一级换热器4与二级燃烧室9之间的连接管路通过其阀体闭合，一级换热器4与二级换热器8之间的连接管路通过其阀体开启连通，二级燃烧室9与排气筒7之间的连接管路通过其阀体开启连通。处理过程为：经一级燃烧室6分解、一级换热器4换热降温的气体进入二级换热器8继续降温，然后再进入二级燃烧室9二次分解，分解后的尾气进入排气筒7排出。
[0028]
本实施例以处理甲醇为例，企业烘箱烘干含甲醇溶剂时，根据生产阶段按照废气浓度＜2500、2500-4000、＞4000mg/m3进行划分，一级燃烧室6催化剂的有效催化温度为250℃，二级燃烧室9催化剂的有效催化温度为155℃，一级净化效率按照98％计，二级按照90％计，综合净化效率可以达到99.7％，进气浓度低于15000mg/m3，排气浓度低于50mg/m3，可以满足各地严格的地方标准。

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