CN221207506U - 一种有机废气催化氧化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种有机废气催化氧化装置，涉及有机废气净化设备领域。该有机废气催化氧化装置，包括进气管、出气管、催化氧化反应箱体、均风部件、催化组件、均风部件移动组件、箱体支架和PLC控制系统。所述的均风部件包括锥形均风器和格栅式均风板，所述锥形均风器中部设置扰流条，箱体上设置三层限位凹槽，当PLC系统控制电动伸缩杆带着推块缩回固定把内，均风部件可根据实时工况调整位置，再通过PLC控制系统控制伸缩杆推动推块，当推块移动至凹槽两端时卡紧，此时均风部件完成固定，对进气管中部较快流动速度的气流起到阻挡和分流的作用，从而实现有效的均风，并且便于安装，实用性强。

Description

一种有机废气催化氧化装置

技术领域

本实用新型涉及一种废气净化技术，具体为一种催化燃烧有机废气净化设备，属于废气净化设备技术领域。

背景技术

有机废气是指在生产、加工、运输等过程中产生的含有气态有机物的废气。这些废气通常来自石化、化工、印染、制药、涂装等行业。由于这些废气中含有大量有害物质，如苯酚、甲醛等，对人体健康和环境造成极大危害例如有机废气中的有害物质可以引起呼吸系统疾病，如支气管炎、哮喘等；有机废气中的有害物质还可以影响神经系统，引起头痛、眩晕等症状；有机废气中的有害物质还可以影响免疫系统，导致免疫力下降，容易感染疾病；有机废气中的有害物质会造成大气污染，导致酸雨等环境问题；因此需要进行有效的治理。

有机废气的治理技术分为几大类，分别是①热破坏法：热破坏法是指直接和辅助燃烧有机气体，或利用合适的催化剂加快VOC的化学分解反应，最终达到降低有机物浓度和危害性的一种处理方法。热破坏法对于浓度较低的有机废气处理效果比较好，主要分为两种，即直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧对有机废气的热处理效率相对较高，一般情况下可达到99%。而催化燃烧指的是在催化床层的作用下，加快有机废气的化学反应速度。②低温等离子体技术：低温等离子体主要利用放电产生具有高度反应活性的粒子与非甲烷总烃发生反应，使非甲烷总烃分解成为小分子化合物，从而去除VOC废气。等离子体占地面积小，去除效率高，特别对芳烃的去除效率高，一般处理的都是低浓度的VOC气体。③活性炭吸附：活性炭吸附是有机废气的处理中最常用的一种。将活性炭放入到活性炭箱子里，烟气经过活性炭的时候被吸附。活性炭吸附安全，对低浓度的VOC废气有很好的处理效果。但是如果是高浓度的VOC，吸收不充分会导致达不到最低排放标准。活性炭更换频率高，基本2周就需要更换一次，非常的繁琐并且处理吸附之后的活性炭成本高。④生物处理法：从处理的基本原理上讲，采用生物处理方法处理有机废气，是使用微生物的生理过程把有机废气中的有害物质转化为简单的无机物，比如CO₂、H₂O和其它简单无机物等。⑤吸收法：吸收法指的是通过吸收剂与有机废气接触，把有机废气中的有害分子转移到吸收剂中，从而实现分离有机废气的目的。这种处理方法是一种典型的物理化学作用过程。有机废气转移到吸收剂中后，采用解析方法把吸收剂中有害分子去除掉，然后回收，实现吸收剂的重复使用和利用。⑥冷凝回收法：在不同温度下，有机物质的饱和度不同，冷凝回收法便是利用有机物这一特点来发挥作用，通过降低或提高系统压力，把处于蒸汽环境中的有机物质通过冷凝方式提取出来。冷凝提取后，有机废气便可得到比较高的净化。其缺点是操作难度比较大，在常温下也不容易用冷却水来完成，需要给冷凝水降温，所以需要较多费用。这种处理方法主要适用于浓度高且温度比较低的有机废气处理。

目前，催化氧化技术是一种广泛用于处理有机废气排放的环保技术，大型的催化燃烧设备有RTO和RCO，目前大多数行业还是采用CO催化燃烧设备进行处理。技术原理是在适宜的温度下使用催化剂促进有机废气发生氧化反应，将有机废气分解为为无害的二氧化碳和水，因此，催化燃烧方法是一种可对有机废气进行无害化处理的环境友好型净化处理方法。区别于一般的热力燃烧，催化氧化所需的起燃温度和反应温度较低，通常是催化剂表面的无焰反应。

尽管催化氧化技术的净化效率往往取决于催化剂的性能，但催化氧化设备中出现均风不均匀的问题可能会影响反应的效率和性能，以及催化剂的寿命。例如不均匀的温度分布会导致反应中局部温度过高或过低，从而影响反应速率和选择性、不均匀的流量分布会导致催化剂上部分区域过度负载，从而加速催化剂的失活、易碎，进而导致安全问题和能耗成本问题。

现有催化氧化设备由于考虑占地问题，会设置带扩张口的进气管并直接通入气体，这样会导致气体从进气口到扩张口段发生分离现象，导致中间部分进气速度过快，对中部催化剂的冲击较大，无法实现均匀进气，加速催化剂失活，净化效率低、更换催化剂成本增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有催化氧化装置的进气管处气体通入不均匀、对催化剂冲击较大，导致催化剂失活、易碎，从而导致净化效率较低、更换催化剂成本增加，由此提供一种有机废气催化氧化装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种有机废气催化氧化装置，包括进气管、出气管、催化氧化反应箱体、均风部件、催化组件、均风部件移动组件和PLC控制系统。其中进气管、风机、催化氧化反应箱体、出气管依次相连，进气管与箱体之间的管道上设置进口开关阀，所述的催化氧化反应箱体上设置均风部件和催化组件。

所述的均风部件包括锥形均风器和格栅式均风板，所述锥形均风器包括顶端设置为圆弧结构、四层进气孔位区和扰流条，所述的圆弧结构中部设有进气孔，所述的进气孔位区位于锥形均风器的四壁，有四层进气孔位区，每层进气孔数量分布不一致，数量从进气方向依次递增，进气方向平行于气流方向，靠近进气管位置的孔径较远离进气管位置的孔径小，即第一孔位区A内网孔孔径<第二孔位区B内网孔孔径<第三孔位C区内网孔孔径<第四孔位区D内网孔孔径。所述的扰流条位于四层进气孔位区中部，与所诉的锥形均风器外壁固定。所述的格栅式均风板与锥形均风器固定，四周格栅面积较大于中部面积，所述的中部格栅开孔分布均匀。

优选地，所述均风部件移动组件包括限位凹槽，所述的限位凹槽开设于催化氧化反应箱体下部，所述的催化氧化反应箱体四侧均开设限位凹槽。

优选地，所述的均风部件的四侧固定连接有四个连接把，所述的连接把包括推块、电动伸缩杆、固定把，其中，均风部件、固定把、弹簧、推块依次相连。

优选地，所述的固定把中间开设孔洞，用于固定电动伸缩杆与推块。

优选地，所述的催化组件包括框架、催化剂和电加热管，所述的框架用于固定催化剂和电加热管，所述的催化剂可以是整体式催化剂或一体装填的颗粒催化剂。

优选地，所述的PLC控制系统，用于检修时控制阀门的开启及关闭和移动均风部件时控制电动伸缩杆用于固定均风部件与箱体。

本实用新型的有益效果：本实用新型在有机废气催化氧化装置内同时设置了均风部件、均风部件移动组件、催化组件，通过均风部件移动组件，箱体上设置三层限位凹槽，当PLC系统控制电动伸缩杆带着推块缩回固定把内，均风部件可根据实时工况调整位置，再通过PLC控制系统控制伸缩杆推动推块，当推块移动至凹槽两端时卡紧，此时均风部件完成固定，此时完成安装工作，便于安装，实用性强。本实用新型通过设置均风部件可以实现进入催化组件的气体得到有效的均匀分布，并且由于锥形均风器的设置，对进气管中部较快流动速度的气流起到阻挡和分流的作用，中部的扰流条可以实现对气流的扰动和分流，从而实现有效的均风。

附图说明

图1是本实用新型的剖面示意图；

图2是本实用新型的均风部件结构示意图；

图3是本实用新型的均风部件移动组件安装示意图；

图4是本实用新型的催化组件结构示意图。

图中各个部件如下：

进气管1、均风部件2、催化组件3、催化氧化反应箱体4、出气管5、格栅6、锥形均风器7、连接把8、扰流条9、通气孔10、限位凹槽11、固定把12、电动伸缩杆13、推块14、催化剂格栅15、电加热器16、固定框架17。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步地具体详细描述，但本实用新型的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

实施例1

参照图1-4，一种有机废气催化氧化装置，包括进气管1、均风部件2、催化组件3、催化氧化反应箱体4和出气管5，所述均风部件2、催化组件3均安装在催化氧化反应箱体4内，催化组件3与箱体4固定连接，均风部件2通过均风部件移动组件相连，箱体4内壁设置有限位凹槽11，所述均风部件包括格栅6和锥形均风器7，格栅6固定于锥形均风器7上部，所述锥形均风器7包括扰流条9和若干通气孔10，所述均风部件四侧上设置了连接把8，所述连接把8包括固定把12、电动伸缩杆13和推块14，所述电动伸缩杆13位于固定把12内并于推块14相连，可将推块14推至限位凹槽11两端卡紧，催化组件包括催化剂格栅15、电加热器16和固定框架17，催化剂放置于催化剂格栅15上。

本实施例中，所述锥形均风器7的侧面上的通气孔10从上到下逐渐减小，使得锥形均风器7的侧面从上到下分布有第一孔位区A、第二孔位区B、第三孔位区C以及第四孔位区D。所述第二孔位区B与第三孔位C区之间设置扰流条9。

本实施例中，有机废气经管道从进气管1输入催化氧化反应箱体4内，经过均风部件2进行扰流和分流，使得有机废气得到较好的均风效果后经电加热器16加热，均匀进入催化剂内部充分进行催化氧化反应，分解为符合国家废气排放标准的可排气体，从出气管5流出排放。

本实施例中，箱体4的内部设置有均风部件2，通过均风部件2的设置能够将进气管1进入的中间速度较快的气流进行阻挡降速和分流，气流延锥形分流至锥形均风器2上设置的数量不均匀的通气孔10，孔位区内网孔的孔径逐渐增大，即第一孔位区A内网孔孔径<第二孔位区B内网孔孔径<第三孔位C区内网孔孔径<第四孔位区D内网孔孔径，并且所述扰流条9在中部起到一个扰动和分流的作用，进而使得中间快两边慢的气流的到一个很好的均分效果，最后再经过格栅6，实现到达催化组件3的气体是分布均匀、流速适中的状态。

本实施例中，箱体4内壁四侧设有限位凹槽11，有3个挡位，可通过PLC控制系统控制连接把8上的电动伸缩杆13进行收缩带动推块14收进固定把12中，移动至合适的挡位后控制电动伸缩杆13进行伸长，将推块14推进限位凹槽11两端卡紧，起到很好的固定作用，并且可根据实际工况选择合适的挡位，例如风量较大的场景，可将均风部件2移动至最上层的挡位，减小阻力的同时给气流增加一定的自扩散空间，同理风量较小的场景则可将均风部件2移动至最下层，实现均风效果。

本实施例中，催化氧化反应箱体4内设置催化剂格栅15和固定框架17，催化剂通过固定框架固定在催化燃烧反应箱体4内，保证催化剂固定的稳固安全。

本实施例中，电加热器16与催化燃烧反应箱体4密封连接，均风部件2与箱体4之间均设有密封垫，防止箱体内的有机废气外泄，对环境造成污染。

本实施例中，进气管1、均风部件2、箱体4、格栅15、固定框架17、出气管5及其配件为不锈钢材质，产品的强度更大，结构更稳定，且不会受到箱体内反应温度较高的影响。

实施例2

本实施例中，先通入催化燃烧所需温度的热空气，热空气从进气管1进入催化氧化反应箱体4内，经过均风部件2进行均风，热空气经过锥形均风器7上设置的数量不均匀的通气孔10后和有扰流作用的扰流条9后，气流得到了一定的分布，随后在锥形均风器7内部空间进行小幅度均匀扩散后再经锥形均风器7上的格栅6再次被均风，此时经过二次均风的热空气在催化氧化反应箱体4内扩散进入整体式催化剂中进行换热，换热后输出。上述过程持续进行直至催化剂温度升至所需催化温度并稳定一段时间后可通入有机废气。

本实施例中，由于工况风量较大，因此将均风部件2通过PLC控制系统移动至最上层的挡位，有机废气从进气管1进入，经过一小段自扩散后会逐渐产生分离现象，气流与扩张段壁面分离，此时气流呈现中部气速较快，随后有机废气与均风部件2相接触，锥形均风器7的形状可以使将中部气速较快的有机废气沿着扩张的锥形均风器7分散并进入其壁上设置的数量不均匀的通气孔10，由于通气孔10设置的方向是平行于气流进气方向，因此经通气孔10流入的有机废气依旧是竖直流动，随后经锥形均风器7上的格栅6二次均风，分布均匀、流速适中的有机废气进入催化剂中进行反应，反应后流出。

本实施例中，由于不进行加热，因此在装置外部设置保温效果较好的保温材料对装置进行包裹，确保设备的热量不会流失，维持较催化燃烧反应的温度。

本实施例中，待处理废气以达到催化燃烧反应所需温度，则可不开启电加热器16对废气进行加热处理。

实施例3

本实施例中，催化载体采用的是堇青石蜂窝载体，此材料脆性大，因此若长时间受到气流的冲击则会易失活且变碎，使得催化性能下降。

本实施例中，有机废气从进气管1进入后，通过均风部件2对有机废气进行阻挡降速和分流，气流延锥形分流至锥形均风器2上设置的数量不均匀的通气孔10，孔位区内网孔的孔径逐渐增大，气流有更多空间向四周流动，并且所述扰流条9在中部起到一个扰动和分流的作用，进而使得中间快两边慢的气流的到一个很好的均风效果，最后再经过格栅6进行二次均风，实现到达催化组件3的有机是分布均匀、流速适中的状态。此时催化剂的受力面积增大，受到气流的冲击作用减小，增加催化剂使用寿命及催化性能，经该装置处理后的有机废气处理效率与原有设备处理后相比提高5%。

以上仅为本实用新型的三个实施例，并非对其限制，本领域的技术人员对上述各实施例进行修改或对部分技术特征进行等同替换都落入本案的保护范围。

Claims (10)

1.一种有机废气催化氧化装置，其特征在于，包括进气管（1）、均风部件（2）、催化组件（3）、催化氧化反应箱体（4）、出气管（5）和均风部件移动组件；进气管（1）与催化氧化反应箱体（4）、出气管（5）依次相连，所述催化氧化反应箱体（4）内部设置均风部件（2）和催化组件（3），所述均风部件（2）通过连接把（8）与催化氧化反应箱体（4）内壁开设的限位凹槽（11）连接；均风部件（2）上方通过固定框架（17）分别设置有电加热器（16）和催化剂格栅（15）；所述催化剂格栅（15）用于放置和固定催化剂，所述固定框架（17）用于固定催化剂格栅（15）和电加热器（16），所述电加热器（16）与催化氧化反应箱体（4）密封连接，均风部件（2）与箱体（4）之间设有密封垫。

2.根据权利要求1所述的一种有机废气催化氧化装置，其特征在于：

均风部件（2）的四侧固定连接有四个连接把（8）。

3.根据权利要求2所述的一种有机废气催化氧化装置，其特征在于：

所述的连接把包括推块、电动伸缩杆（13）、固定把（12）；所述的固定把中间开设孔洞，用于固定电动伸缩杆与推块；所述固定把（12）与均风部件（2）固定连接；所述固定把（12）的两端连接有电动伸缩杆（13）和推块（14）；均风部件（2）通过连接把（8）上的电动伸缩杆（13）推动推块（14）至限位凹槽（11）两端卡紧固定。

4.根据权利要求1所述的一种有机废气催化氧化装置，其特征在于：所述均风部件（2）包括格栅式均风板（6）和锥形均风器（7），所述格栅式均风板（6）与锥形均风器（7）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种有机废气催化氧化装置，其特征在于：所述催化氧化反应箱体（4）内壁设有限位凹槽（11），所述均风部件设置连接把（8），通过连接把（8）与限位凹槽（11）卡紧连接，所述均风部件（2）通过移动组件进行三挡限位移动。

6.根据权利要求4所述的一种有机废气催化氧化装置，其特征在于：所述锥形均风器（7）顶端设置为圆弧结构；所述圆弧结构上设置有一个通气孔（10）；所述锥形均风器（7）四壁设有进气孔位区和扰流条（9）；所述的进气孔位区位于锥形均风器（7）的四壁，有四层进气孔位区，每层进气孔数量分布不一致，数量从进气方向依次递增，进气方向平行于气流方向，靠近进气管位置的孔径较远离进气管位置的孔径小。

7.根据权利要求6所述的一种有机废气催化氧化装置，其特征在于：所述锥形均风器（7）的侧面上的通气孔（10）从上到下逐渐减小，使得锥形均风器（7）的侧面从上到下分布有第一孔位区A、第二孔位区B、第三孔位区C以及第四孔位区D。

8.根据权利要求7所述的一种有机废气催化氧化装置，其特征在于：所述第二孔位区B与第三孔位C区之间设置扰流条（9）。

9.根据权利要求1所述的一种有机废气催化氧化装置，其特征在于：所述催化组件（3）包括催化剂，所述的催化剂可以是整体式催化剂或一体装填的颗粒催化剂。

10.根据权利要求1所述的一种有机废气催化氧化装置，其特征在于：还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统与连接把（8）相连，控制连接把（8）进行伸缩。