帶導流罩的催化床爐芯結構的製作方法
2024-04-04 18:47:05
帶導流罩的催化床爐芯結構的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種帶導流罩的催化床爐芯結構，包括上端板、下端板以及爐芯外圍板，爐芯外圍板的上端固裝上端板，爐芯外圍板的下端固裝下端板，其在爐芯外圍板內設置一爐芯內圍板，在爐芯內圍板與爐芯外圍板之間交替設置進氣道以及出氣道，進氣道的進口設置在上端板上，進氣道的出口設置在下端板與爐芯內圍板之間，出氣道的進口設置在上端板與爐芯內圍板之間，出氣道的出口設置在下端板上，在上端板中部的下面上設置有倒置四稜錐結構的導流罩。本發明爐芯結構布置簡單、設計科學合理、有效提高爐芯結構本身的熱效率，降低熱損耗，提高熱回收利用率，燃燒時爐芯結構內溫度更加均勻，提高了燃燒效率以及淨化率。
【專利說明】帶導流罩的催化床爐芯結構
【技術領域】
[0001]本發明屬於催化床領域，尤其是一種帶導流罩的催化床爐芯結構。
【背景技術】
[0002]隨著人們環保意識的增強，PM2.5這個名詞越來越受到關注，PM2.5中對人們身體危害最大的莫過於工業可揮發有機汙染物，現有技術中對工業可揮發有機汙染物主要採用催化燃燒法，現有催化床爐芯結構通常由耐熱鋼板材或工業爐窯砌體材料製成圍護結構，進出風口設於爐芯結構的上下兩端，雖然現有結構能實現催化燃燒，但存在如下問題:
1.爐芯結構本身熱損耗大，熱回收利用效率較低；2.爐芯結構內溫度不均勻，總體呈中心部位溫度高，邊緣部位溫度低，降低了工業可揮發有機汙染物燃燒效率，影響催化燃燒的淨化率。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種帶導流罩的催化床爐芯結構，該爐芯結構布置簡單、設計科學合理、有效提高爐芯結構本身的熱效率，降低熱損耗，提高熱回收利用率，燃燒時爐芯結構內溫度更加均勻，提高了燃燒效率以及淨化率。
[0004]本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的:
[0005]一種帶導流罩的催化床爐芯結構，包括上端板、下端板以及爐芯外圍板，爐芯外圍板的上端固裝上端板，爐芯外圍板的下端固裝下端板，其在爐芯外圍板內設置一爐芯內圍板，在爐芯內圍板與爐芯外圍板之間交替設置進氣道以及出氣道，進氣道的進口設置在上端板上，進氣道的出口設置在下端板與爐芯內圍板之間，出氣道的進口設置在上端板與爐芯內圍板之間，出氣道的出口設置在下端板上，在上端板中部的下面上設置有倒置四稜錐結構的導流罩。
[0006]而且，所述的導流罩為倒置的正四稜錐結構。
[0007]而且，所述的進氣道與出氣道的數量相同且均勻交替布置在爐芯內圍板與爐芯外圍板之間。
[0008]而且，所述的進氣道截面積等於出氣道截面積。
[0009]而且，所述的進氣道截面積大於出氣道截面積。
[0010]而且，所述的進氣道截面積小於出氣道截面積。
[0011]而且，所述的進氣道採用矩形鋼管且設置在爐芯外圍板與爐芯內圍板之間，出氣道由其兩側的進氣道矩形鋼管壁、爐芯外圍板以及爐芯內圍板圍成。
[0012]而且，所述的爐芯外圍板截面為矩形或者正方形或者圓形。
[0013]而且，所述的爐芯內圍板截面為矩形或者正方形或者圓形。
[0014]而且，所述的進氣道截面為矩形或者方形或者扇形或者圓形或者環扇形，出氣道截面為矩形或者方形或者扇形或者圓形或者環扇形。
[0015]本發明的優點和有益效果為:[0016]1、本帶導流罩的催化床爐芯結構中在上端板中部的下面上設置有倒置四稜錐結構的導流罩，且該導流罩可以為倒置的正四稜錐結構，能夠有效實現燃燒過的VOCs氣體均勻進入出氣道，有效提高催化床邊緣部位溫度，為實現高燃燒效率以及淨化率打下基礎。
[0017]2、本帶導流罩的催化床爐芯結構包括上端板、下端板以及爐芯外圍板，爐芯外圍板的上端固裝上端板，爐芯外圍板的下端固裝下端板，其在爐芯外圍板內設置一爐芯內圍板，在爐芯內圍板與爐芯外圍板之間交替設置進氣道以及出氣道，進氣道的進口設置在上端板上，進氣道的出口設置在下端板與爐芯內圍板之間，出氣道的進口設置在上端板與爐芯內圍板之間，出氣道的出口設置在下端板上，該種交替方式設置進氣道以及出氣道能夠實現催化床爐芯底部四周均勻進氣，從而使進入爐芯的工業可揮發有機汙染物更加均勻的被吸附在催化劑陶瓷載體的表面、使爐芯內燃燒均勻、燃燒後的高溫氣體通過出氣道向下回流均勻，高溫氣體通過爐芯四壁對爐芯產生熱反饋，使爐芯底部溫度補償均勻，克服了現有技術中催化床爐芯中心部位溫度高，邊緣部位溫度低加熱不均的缺點，提高了燃燒效率以及淨化率。
[0018]3、本帶導流罩的催化床爐芯結構採用交替方式設置進氣道以及出氣道，有效將催化燃燒熱的回收利用發揮到極致。利用催化燃燒反應熱對進入催化床的氣體進行預熱。該預熱過程對於催化床內的氣流而言屬於逆流換熱、對於由爐芯內圍板和爐芯外圍板形成的氣道內流過的高溫催化燃燒尾氣而言屬於順流換熱，進氣道內的氣體在三個方向上被加熱，並使換熱單元最大限度地靠近熱源，減少熱損失，提高換熱效率，以保證催化床在正常燃燒時新進入的VOCs氣體達到催化起燃溫度，有助於維持催化燃燒過程穩定進行，減少甚至擺脫對輔助電加熱的依賴。
[0019]4、本帶導流罩的催化床爐芯結構中催化燃燒產生的高溫尾氣沿出氣道，即爐芯四壁回流至催化床下部出口的過程，對催化床邊緣區域進行反哺加熱，有助於催化床整體溫度的保持和均勻，促使催化燃燒在整個催化床橫斷面分布均勻，提高催化燃燒淨化率，並由此形成良性循環，利於催化燃燒持續穩定進行。
[0020]5、本帶導流罩的催化床爐芯結構中上端板上設置有一催化劑裝填門，方便了催化床爐芯內催化劑的更換，提高了生產效率。
[0021]6、本帶導流罩的催化床爐芯結構中進氣道與出氣道的數量可以不同，也可以相同，進氣道截面積可以等於出氣道截面積，進氣道截面積也可以大於出氣道截面積，進氣道截面積還可以小於出氣道截面積，根據氣候原因、VOCs氣體處理量以及催化劑使用量來確定不同的進氣道以及出氣道之間的截面關係，使其更加適應不同情況的處理要求。
[0022]7、本帶導流罩的催化床爐芯結構中進氣道採用矩形鋼管且設置在爐芯外圍板與爐芯內圍板之間，出氣道由其兩側的進氣道矩形鋼管壁、爐芯外圍板以及爐芯內圍板圍成，該種方式設計能減少製作過程中的焊接變形，使用中能降低熱應力和熱變形，並能夠有效減少鋼材使用量，降低工程造價，為節能降耗新設計，完全達到處理要求。
[0023]8、本帶導流罩的催化床爐芯結構中爐芯外圍板截面為矩形或者正方形或者圓形，爐芯內圍板截面為矩形或者正方形或者圓形，進氣道截面為矩形或者方形或者扇形或者圓形或者環扇形，出氣道截面為矩形或者方形或者扇形或者圓形或者環扇形。該種結構變換主要適應不同形狀的催化床外形，方便各種情況的設計。
[0024]9、本發明爐芯結構布置簡單、設計科學合理、有效提高爐芯結構本身的熱效率，降低熱損耗，提高熱回收利用率，燃燒時爐芯結構內溫度更加均勻，提高了燃燒效率以及淨化率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明的結構示意圖；
[0026]圖2為圖1的俯視圖；
[0027]圖3為圖1的仰視圖；
[0028]圖4為圖1的A-A剖視放大圖；
[0029]圖5為圖1的B-B剖視放大圖；
[0030]圖6為本發明的立體圖(省略導流罩)。
【具體實施方式】
[0031]下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護範圍。
[0032]一種催化床爐芯結構，包括上端板1、下端板3以及爐芯外圍板2，爐芯外圍板的上端固裝上端板，爐芯外圍板的下端固裝下端板，其在爐芯外圍板內設置一爐芯內圍板9，在爐芯內圍板與爐芯外圍板之間交替設置進氣道8以及出氣道11，進氣道的進口 5設置在上端板上，進氣道的出口 10設置在下端板與爐芯內圍板之間，出氣道的進口 7設置在上端板與爐芯內圍板之間，出氣道的出口 6設置在下端板上，在上端板中部的下面上設置有倒置四稜錐結構的導流罩4，進氣道與出氣道的數量相同且均勻交替布置在爐芯內圍板與爐芯外圍板之間，進氣道與出氣道的數量也可以不相同，所述的設置在爐芯內圍板與爐芯外圍板之間的處於對面的進氣道與進氣道可以——相對應或者進氣道與出氣道——相對應，本實施例附圖6所示的進氣道與出氣道數量均為20個並且均勻交替布置在爐芯內圍板與爐芯外圍板之間，採用進氣道與出氣道一一相對應的方式，進氣道截面積可以等於出氣道截面積，進氣道截面積也可以大於出氣道截面積，進氣道截面積還可以小於出氣道截面積。為了節能降耗本催化床爐芯結構中的進氣道採用矩形鋼管且設置在爐芯外圍板與爐芯內圍板之間，出氣道由其兩側的進氣道矩形鋼管壁、爐芯外圍板以及爐芯內圍板圍成，爐芯外圍板截面為矩形或者正方形或者圓形，爐芯內圍板截面為矩形或者正方形或者圓形，進氣道截面為矩形或者方形或者扇形或者圓形或者環扇形，出氣道截面為矩形或者方形或者扇形或者圓形或者環扇形。
[0033]本發明在使用時經預熱後的VOCs氣體流向為從上端板上的進氣道進口通入，通過進氣道流到催化床爐芯結構下方，遇下端板阻擋折返進入催化床爐芯內，經過催化劑陶瓷蜂窩載體的小孔在催化劑作用下發生無焰燃燒，燃燒後的氣體遇上端板下面的倒置四稜錐結構的導流罩均勻進入由出氣道兩側的進氣道矩形鋼管壁、爐芯外圍板以及爐芯內圍板圍成的出氣道，從出氣道出口流出。
[0034]本發明的實際運行效果驗證:此新型催化床爐芯結構在實際使用中，經常規預熱後，通入VOCs氣體，催化燃燒發生後，切斷電加熱。在VOCs氣體濃度符合最低起燃濃度的時段內，完全實現自持燃燒，無任何外加輔助熱源，催化燃燒過程催化床溫度短時間達到650°C，多數時間維持在350°C?450°C之間，燃燒穩定，波動較小。催化床上、中、下三個區域測溫儀表讀數接近，說明溫度分布均勻，出口氣體檢測，VOCs濃度低於20ppm，說明催化燃燒淨化率達到了理想水平。
【權利要求】
1.一種帶導流罩的催化床爐芯結構，包括上端板、下端板以及爐芯外圍板，爐芯外圍板的上端固裝上端板，爐芯外圍板的下端固裝下端板，其特徵在於:在爐芯外圍板內設置一爐芯內圍板，在爐芯內圍板與爐芯外圍板之間交替設置進氣道以及出氣道，進氣道的進口設置在上端板上，進氣道的出口設置在下端板與爐芯內圍板之間，出氣道的進口設置在上端板與爐芯內圍板之間，出氣道的出口設置在下端板上，在上端板中部的下面上設置有倒置四稜錐結構的導流罩。
2.根據權利要求1所述的帶導流罩的催化床爐芯結構，其特徵在於:所述的導流罩為倒置的正四稜錐結構。
3.根據權利要求1所述的帶導流罩的催化床爐芯結構，其特徵在於:所述的進氣道與出氣道的數量相同且均勻交替布置在爐芯內圍板與爐芯外圍板之間。
4.根據權利要求1或3所述的帶導流罩的催化床爐芯結構，其特徵在於:所述的進氣道截面積等於出氣道截面積。
5.根據權利要求1或3所述的帶導流罩的催化床爐芯結構，其特徵在於:所述的進氣道截面積大於出氣道截面積。
6.根據權利要求1或3所述的帶導流罩的催化床爐芯結構，其特徵在於:所述的進氣道截面積小於出氣道截面積。
7.根據權利要求1或3所述的帶導流罩的催化床爐芯結構，其特徵在於:所述的進氣道採用矩形鋼管且設置在爐芯外圍板與爐芯內圍板之間，出氣道由其兩側的進氣道矩形鋼管壁、爐芯外圍板以及爐芯內圍板圍成。
8.根據權利要求1所述的帶導流罩的催化床爐芯結構，其特徵在於:所述的爐芯外圍板截面為矩形或者正方形或者圓形。
9.根據權利要求1所述的帶導流罩的催化床爐芯結構，其特徵在於:所述的爐芯內圍板截面為矩形或者正方形或者圓形。
10.根據權利要求1所述的帶導流罩的催化床爐芯結構，其特徵在於:所述的進氣道截面為矩形或者方形或者扇形或者圓形或者環扇形，出氣道截面為矩形或者方形或者扇形或者圓形或者環扇形。
【文檔編號】F23G7/07GK103471112SQ201310452746
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】朱殿興, 劉光明, 馮正, 趙崇光, 谷德明, 劉迎春 申請人:天津賽智科技發展有限公司