Pm2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床的製作方法

2023-10-09 22:49:09

Pm2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種PM2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，其在爐體外圍板外壁均勻固裝有保溫層，在爐體外圍板內設置一爐體內圍板，在爐體內圍板與爐體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體內圍板之間，出氣道的進口設置在上端板與爐體內圍板之間，出氣道的出口設置在下端板上，在對應進氣罩進口的上端板中部上面設置有進氣導流罩，在上端板中部的下面上設置有燃燒氣導流罩，在對應出氣罩出口的下端板中部下面設置有出氣導流罩。本發明有效提高催化燃燒床的熱效率，降低熱損耗，燃燒時催化燃燒床內溫度更加均勻，提高了燃燒效率以及淨化率。
【專利說明】PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床
【技術領域】
[0001]本發明屬於催化床領域，尤其是一種PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床。
【背景技術】
[0002]PM2. 5已經成為家喻戶曉的名詞，主要是因為PM2. 5與大氣汙染指數息息相關，隨著人們環保意識的增強，大氣汙染越來越受到人們重視，尤其最近頻繁出現的霧霾天氣，PM2. 5中工業可揮發有機汙染物是對人們身體危害最大的汙染物，目前處理工業可揮發有機汙染物用的最多的是催化床，催化床通常由耐熱鋼板材或工業爐窯砌體材料製成圍護結構，其現有催化床結構中進風口以及出風口設於催化床的上下兩端，雖然現有結構能實現催化燃燒，但存在如下問題：1.催化床爐體結構本身熱損耗大，熱回收利用效率較低；2.催化床爐體結構內溫度不均勻，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PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，該催化床結構布置簡單、設計科學合理、有效提高了催化床的熱效率，降低熱損耗，提高熱回收利用率，燃燒時催化床內溫度更加均勻，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PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，包括進氣罩、爐體以及出氣罩，爐體上端固裝進氣罩，爐體下端固裝出氣罩，爐體包括爐體外圍板以及其上端固裝的上端板和其下端固裝的下端板，其在爐體外圍板外壁均勻固裝有保溫層，在爐體外圍板內設置一爐體內圍板，在爐體內圍板與爐體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體內圍板之間，出氣道的進口設置在上端板與爐體內圍板之間，出氣道的出口設置在下端板上，在對應進氣罩進口的上端板中部上面設置有進氣導流罩，在上端板中部的下面上設置有燃燒氣導流罩，在對應出氣罩出口的下端板中部下面設置有出氣導流罩，在進氣道出口上方的爐體內設置有催化劑支架。
[0006]而且，所述的進氣導流罩為正四稜錐結構，燃燒氣導流罩以及出氣導流罩均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體內圍板與爐體外圍板之間。
[0008]而且，所述的進氣罩上設置有防爆洩壓口。
[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，所述的進氣道截面積等於出氣道截面積。
[0012]而且，所述的進氣道採用矩形鋼管且設置在爐體外圍板與爐體內圍板之間，出氣道由其兩側的進氣道矩形鋼管壁、爐體外圍板以及爐體內圍板圍成。
[0013]而且，所述的爐體外圍板截面為矩形或者正方形或者圓形，爐體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]I、本PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床包括進氣罩、爐體以及出氣罩，爐體上端固裝進氣罩，爐體下端固裝出氣罩，爐體包括爐體外圍板以及其上端固裝的上端板和其下端固裝的下端板，其在爐體外圍板外壁均勻固裝有保溫層，在爐體外圍板內設置一爐體內圍板，在爐體內圍板與爐體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體內圍板之間，出氣道的進口設置在上端板與爐體內圍板之間，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體底部四周均勻進氣，從而使進入爐體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、使爐體內燃燒均勻、燃燒後的高溫氣體通過出氣道向下回流均勻，使爐體底部溫度補償均勻，克服了現有技術中催化床爐體中心部位溫度高，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。
[0017]2、本PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床在對應進氣罩進口的上端板中部上面設置有進氣導流罩，在上端板中部的下面上設置有燃燒氣導流罩，在對應出氣罩出口的下端板中部下面設置有出氣導流罩，進氣導流罩為正四稜錐結構，燃燒氣導流罩以及出氣導流罩均為倒置的正四稜錐結構，該種結構設計能夠有效實現均勻進氣，均勻燃燒，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，進入到出氣罩後均勻排出，為爐體結構實現高燃燒效率以及淨化率打下基礎。
[0018]3、本PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床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、對於由爐體內圍板和爐體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PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床中催化燃燒產生的高溫尾氣沿出氣道，即爐體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PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床中上端板上設置的進氣導流罩以及燃燒氣導流罩為可拆卸設計，方便了催化床爐體內催化劑的更換，提高了生產效率。
[0021]6、本PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床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PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床中進氣道採用矩形鋼管且設置在爐體外圍板與爐體內圍板之間，出氣道由其兩側的進氣道矩形鋼管壁、爐體外圍板以及爐體內圍板圍成，該種方式設計能夠有效減少設備製造過程中的焊接變形和設備使用中的熱應力和熱變形，並減少鋼材使用量，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PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床中爐體外圍板截面為矩形或者正方形或者圓形，爐體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PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床中的進氣罩上設置有防爆洩壓口，提高了催化床的安全性，防止安全事故的發生。
[0025]10、本發明結構布置簡單、設計科學合理、有效提高了催化床的熱效率，降低熱損耗，提高熱回收利用率，燃燒時催化床內溫度更加均勻，提高了燃燒效率以及淨化率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖I為本發明的結構示意圖；
[0027]圖2為圖I的右視圖；
[0028]圖3為圖2的A-A向剖視圖；
[0029]圖4為本發明爐體的結構示意圖(省略保溫層、出氣導流罩）；
[0030]圖5為圖4的俯視圖；
[0031]圖6為圖4的仰視圖；
[0032]圖7為本發明爐體的立體圖(省略保溫層、各導流罩)。
【具體實施方式】
[0033]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。
[0034]一種PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，包括進氣罩3、爐體5以及出氣罩7，爐體外壁四角上設置有支撐架9，進氣罩上設置有防爆洩壓口 2，爐體上端固裝進氣罩，爐體下端固裝出氣罩，進氣罩上端設置氣體進口 1，出氣罩下端設置氣體出口 8，爐體包括爐體外圍板20以及其上端固裝的上端板4和其下端固裝的下端板6，其在爐體外圍板外壁均勻固裝有保溫層14，在爐體外圍板內設置一爐體內圍板19，在爐體內圍板與爐體外圍板之間交替設置進氣道11以及出氣道17，進氣道的進口 21設置在上端板上，進氣道的出口18設置在下端板與爐體內圍板之間，出氣道的進口 10設置在上端板與爐體內圍板之間，出氣道的出口 22設置在下端板上，在對應進氣罩氣體進口的上端板中部上面設置有進氣導流罩12，在上端板中部的下面上設置有燃燒氣導流罩13，在對應出氣罩出口的下端板中部下面設置有出氣導流罩16，進氣導流罩為正四稜錐結構，燃燒氣導流罩以及出氣導流罩均為倒置的正四稜錐結構。在進氣道出口上方的爐體內設置有催化劑支架15，在催化劑支架上面可以安裝催化劑層。進氣道與出氣道的數量相同且均勻交替布置在爐體內圍板與爐體外圍板之間，進氣道與出氣道的數量也可以不相同，所述的設置在爐體內圍板與爐體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7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體內圍板與爐體外圍板之間，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體結構中的進氣道採用矩形鋼管且設置在爐體外圍板與爐體內圍板之間，出氣道由其兩側的進氣道矩形鋼管壁、爐體外圍板以及爐體內圍板圍成，爐體外圍板截面為矩形或者正方形或者圓形，爐體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。
[0035]本發明在使用時VOCs氣體從進氣罩的進口進入經過進氣導流罩氣體均勻流向上端板上的進氣道進口，通過進氣道流到催化床爐體下方，遇下端板阻擋折返進入催化床爐體內，經過催化劑支架上的催化劑陶瓷蜂窩載體的小孔進行燃燒，燃燒後的氣體遇上端板下面的倒置四稜錐結構的燃燒氣導流罩均勻進入由出氣道兩側的進氣道矩形鋼管壁、爐體外圍板以及爐體內圍板圍成的出氣道，從出氣道出口經過出氣導流罩均勻流出出氣罩出□。
[0036]本發明的實際運行效果驗證：此新型催化床爐體結構在實際使用中，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PM2. 5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，包括進氣罩、爐體以及出氣罩，爐體上端固裝進氣罩，爐體下端固裝出氣罩，爐體包括爐體外圍板以及其上端固裝的上端板和其下端固裝的下端板，其特徵在於：在爐體外圍板外壁均勻固裝有保溫層，在爐體外圍板內設置一爐體內圍板，在爐體內圍板與爐體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體內圍板之間，出氣道的進口設置在上端板與爐體內圍板之間，出氣道的出口設置在下端板上，在對應進氣罩進口的上端板中部上面設置有進氣導流罩，在上端板中部的下面上設置有燃燒氣導流罩，在對應出氣罩出口的下端板中部下面設置有出氣導流罩，在進氣道出口上方的爐體內設置有催化劑支架。
2.根據權利要求I所述的PM2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，其特徵在於：所述的進氣導流罩為正四稜錐結構，燃燒氣導流罩以及出氣導流罩均為倒置的正四稜錐結構。
3.根據權利要求I所述的PM2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，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體內圍板與爐體外圍板之間。
4.根據權利要求I所述的PM2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，其特徵在於：所述的進氣罩上設置有防爆洩壓口。
5.根據權利要求I或3所述的PM2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，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I或3所述的PM2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，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I或3所述的PM2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，其特徵在於：所述的進氣道截面積等於出氣道截面積。
8.根據權利要求I或3所述的PM2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，其特徵在於：所述的進氣道採用矩形鋼管且設置在爐體外圍板與爐體內圍板之間，出氣道由其兩側的進氣道矩形鋼管壁、爐體外圍板以及爐體內圍板圍成。
9.根據權利要求I所述的PM2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，其特徵在於：所述的爐體外圍板截面為矩形或者正方形或者圓形，爐體內圍板截面為矩形或者正方形或者圓形。
10.根據權利要求I所述的PM2.5中工業可揮發有機汙染物專用催化床，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】F23C13/00GK103486600SQ201310452169
【公開日】2014年1月1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