一种用于中小风量的催化燃烧废气处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于中小风量的催化燃烧废气处理系统，该系统从左至右依次设有干式过滤器、进气管道、换热式催化氧化一体机、出气管道、引风机和烟筒，在所述换热式催化氧化一体机的进气口端设有进气阀门，在所述进气阀门与所述干式过滤器间设有安全控制系统，所述安全控制系统还与补冷系统，和旁路系统相连通，在所述换热式催化氧化一体机上设有紧急排放系统，整个废气处理系统的外部电性连接PLC控制箱。该系统功率低、能耗小、满足各类复杂工况条件，通过在系统中增加安全控制系统，补冷稀释系统，对燃烧过程温度和气压进行全程监控和数据存储以及根据燃烧状态自行调整加热功率，极大地提升了系统运行的安全性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于中小风量的催化燃烧废气处理系统
本专利技术涉及废气处理设备领域，具体地涉及一种用于中小风量的催化燃烧废气处理系统。
技术介绍
目前，工业VOCs废气治理行业针对废气污染组分的处理方式主要分为：破坏和回收。而针对废气中无回收价值，废气浓度较高的工况，大多采用燃烧法进行处理，燃烧法主要分为：焚烧和催化燃烧。催化燃烧是典型的气—固相催化反应，它借助催化剂降低了反应的活化能，使其在较低的起燃温度250℃～430℃下进行无焰燃烧，有机物质氧化发生在固体催化剂表面，同时产生CO2和H2O，并放出大量的热量，因其氧化反应温度低，所以大大地抑制了空气中的N2形成高温NOx。而且由于催化剂有选择性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物（RNH）的氧化过程，使其多数形成分子氮（N2）。与传统的火焰燃烧相比,催化燃烧有以下特点:（1）起燃温度低，能耗少，燃烧稳定，甚至到起燃温度后无需外界传热就能完成氧化反应；（2）净化效率高，污染物（NOx及不完全燃烧产物等）的排放水平较低；（3）适应氧浓度范围大，无二次污染，且燃烧缓和，运转费用低，操作管理也很方便。目前，石油化工、油漆、电镀、印刷、涂料、轮胎制造等工业生产过程中都涉及到有机挥发化合物的使用和排放。各行业中有害的有机挥发物通常是烃类化合物、含氧有机化合物等，这些挥发性有机物如不经处理直接排入大气会造成严重的环境污染。传统的有机废气净化处理方法主要包括吸附法、冷凝法和直接燃烧法。吸附法主要是利用吸附材料对废气中的污染物进行吸附浓缩达到净化废气的目的，但是吸附材料（如活性炭、分子筛等）一旦吸附饱和需要进行更换或再生，具有一定的使用寿命，吸附材料产生的危废问题一直是限制吸附工艺广泛应用的主要原因。冷凝工艺主要是针对小风量高浓度单一组分物质进行回收利用，但实际废气中污染组分最多可达几十上百种，且废气中一般伴随着大量颗粒物（如漆雾、油墨等），回收的溶液需要进一步处理，往往回收后的溶剂无法满足实际工业要求。直接燃烧法主要是通过添加助燃剂包括天然气、柴油等组分在760~1000℃进行直接燃烧，但燃烧成本较高，排放尾气容易产生NOx、硫化物、二噁英等二次污染物，需要进行进一步处理。这些方法都存在二次污染的问题。在现有技术中还采用低温等离子体、光催化等处理工艺来治理小风量工业VOCs废气，但随着废气排放标准的不断提高，该类工艺已无法满足相应环保要求，如《大气污染物综合排放标准》要求非甲烷总烃排放浓度≤120mg/m3，但行业标准或地区标准要求非甲烷总烃排放浓度≤80mg/m3。催化燃烧法因具有燃烧成本低、安全系数高、占地面积小、安装检修方便的特点受到废气治理行业的广泛关注。市场上多采用一体式催化燃烧装置，以中国专利201621360706.X为例，该专利公开了一种换热式催化氧化装置，包括装置本体，装置本体底端一侧连接进口管，底端另一侧连接引风机和排出管；装置本体内部包括上、下两层架体，下层架体上设有预热电加热管、金属板式换热器，进口管与预热电加热管连接，预热电热管侧边安装金属板式换热器，金属板式换热器设有进气通道、矩形通道及出气通道；上层架体上设有贵金属蜂窝陶瓷及电热管，贵金属蜂窝陶瓷设于金属板式换热器矩形通道的正上方，电热管设于贵金属蜂窝陶瓷正上方。该装置存在结构复杂、加热管分布不均匀，废气空床流速过快以及催化效果不明显等缺陷。且该装置未设置补冷系统，当废气浓度较高时，设备一旦承受不住瞬时热力冲击会造成安全隐患甚至爆炸。因此，有必要对现有的催化燃烧系统的结构做出改进和优化，在保证催化燃烧效率的同时增强系统的抗热力冲击能力，并能对燃烧过程进行实时监控，提高系统整体的安全性和稳定性。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供一种用于小风量的有机废气治理系统，该系统采用催化燃烧的方式进行废气的处理，系统中采用板式换热器对燃烧后的尾气进行换热，极大地节约了燃烧的成本；该系统功率低、能耗小、满足各类复杂工况条件，通过在系统中增加安全控制系统，补冷稀释系统，对燃烧过程温度和气压进行全程监控和数据存储以及根据燃烧状态自行调整加热功率，极大地提升了系统运行的安全性和稳定性。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种用于中小风量的催化燃烧废气处理系统，该系统从左至右依次设有干式过滤器、进气管道、换热式催化氧化一体机、出气管道、引风机和烟筒，在所述换热式催化氧化一体机的进气口端设有进气阀门，在所述进气阀门与所述干式过滤器间设有安全控制系统，所述安全控制系统包括设在靠近所述干式过滤器一端的阻火器一、设在所述阻火器一右侧的泄爆片和设在所述进气阀门前端的爆炸性气体探测仪，在所述阻火器一和所述泄爆片间设有补冷系统，在所述泄爆片和所述爆炸性气体探测仪间设有旁路系统，在所述换热式催化氧化一体机上设有紧急排放系统，整个废气处理系统的外部电性连接PLC控制箱。进一步地，所述旁路系统包括旁通管路和连接在所述旁通管路上的活性炭吸附箱，所述旁通管路的一端与所述泄爆片和所述爆炸性气体探测仪间的所述进气管道连通、另一端与所述出气管道连通，在所述旁通管路上靠近所述进气管道的一端设有旁通阀门、靠近所述出气管道的一端设有阻火器二。进一步地，所述补冷系统包括补冷稀释风机和设在与所述进气管道接口处的补冷稀释阀门。进一步地，所述换热式催化氧化一体机分为上下两层区域，下层区域内设有板式换热器，上层区域和下层区域之间用隔板隔开，在所述隔板上开有进气通道，上层区域又分为左右两个区域，右侧区域为燃烧室，左侧区域为催化室，在下层区域的左侧底部设有进气口、右侧底部设有出气口，在上层区域的右侧顶部设有紧急排放口。进一步地，在所述燃烧室内设有U型的电加热管，所述电加热管由不锈钢制成，电阻丝为镍铬丝，通过电控箱与外界电路连接。进一步地，在所述催化室内设有一级催化燃烧床和二级催化燃烧床，在所述一级催化燃烧床和所述二级催化燃烧床间设有补偿加热区，在所述补偿加热区内设有补偿加热管，所述一级催化燃烧床和所述二级催化燃烧床均由多个床层组成，床层采用堆砌式方式放置，在床层内设有陶瓷基以及金属基整体式蜂窝催化剂，每层床层间用不锈钢丝网隔开，在所述一级催化燃烧床和所述二级催化燃烧床的底部分别设有格栅，在所述催化室的左侧设有检修门。进一步地，在所述燃烧室的进口、所述催化室的进口、所述一级催化燃烧床所在区域、所述补偿加热区、所述二级催化燃烧床所在区域、所述换热式催化氧化一体机的进口和出口端分别设有温度传感器，在所述催化室顶部设有压力传感器一。进一步地，所述紧急排放系统包括与所述紧急排放口连通的紧急排放管路，所述紧急排放管路上靠近所述紧急排放口的一端设有紧急排放阀门、另一端与所述旁通管路的出口处相连通，在所述紧急排放管路上设有压力传感器二。进一步地，所述换热式催化氧化一体机的外壳由碳钢板制成，内胆由不锈钢板制成，在所述外壳和所述内胆间设有150mm的硅酸盐保温棉层。进一步地，在所述引风机的进口端设有手动调节阀。本专利技术的有益效果是：（1）增加了旁路系统，提高了排气的处理效率，增加了系统运行的稳定性和安全性；（2）增加了安全控制系统，极大地提高了系统的安全性，系统对燃烧全程进行监控，一旦系统出现故障，系统自动进行报警和状态调整；（3）将催化燃烧区分为一级催化燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于中小风量的催化燃烧废气处理系统，其特征在于，该系统从左至右依次设有干式过滤器（1）、进气管道（2）、换热式催化氧化一体机（3）、出气管道（4）、引风机（5）和烟筒（6），在所述换热式催化氧化一体机（3）的进气口端设有进气阀门（7），在所述进气阀门（7）与所述干式过滤器（1）间设有安全控制系统（8），所述安全控制系统（8）包括设在靠近所述干式过滤器（1）一端的阻火器一（9）、设在所述阻火器一（9）右侧的泄爆片（10）和设在所述进气阀门（7）前端的爆炸性气体探测仪（11），在所述阻火器一（9）和所述泄爆片（10）间设有补冷系统（12），在所述泄爆片（10）和所述爆炸性气体探测仪（11）间设有旁路系统（13），在所述换热式催化氧化一体机（3）上设有紧急排放系统（14），整个废气处理系统的外部电性连接PLC控制箱（15）。

【技术特征摘要】
1.一种用于中小风量的催化燃烧废气处理系统，其特征在于，该系统从左至右依次设有干式过滤器（1）、进气管道（2）、换热式催化氧化一体机（3）、出气管道（4）、引风机（5）和烟筒（6），在所述换热式催化氧化一体机（3）的进气口端设有进气阀门（7），在所述进气阀门（7）与所述干式过滤器（1）间设有安全控制系统（8），所述安全控制系统（8）包括设在靠近所述干式过滤器（1）一端的阻火器一（9）、设在所述阻火器一（9）右侧的泄爆片（10）和设在所述进气阀门（7）前端的爆炸性气体探测仪（11），在所述阻火器一（9）和所述泄爆片（10）间设有补冷系统（12），在所述泄爆片（10）和所述爆炸性气体探测仪（11）间设有旁路系统（13），在所述换热式催化氧化一体机（3）上设有紧急排放系统（14），整个废气处理系统的外部电性连接PLC控制箱（15）。2.如权利要求1所述的一种用于中小风量的催化燃烧废气处理系统，其特征在于，所述旁路系统（13）包括旁通管路（16）和连接在所述旁通管路（16）上的活性炭吸附箱（17），所述旁通管路（16）的一端与所述泄爆片（10）和所述爆炸性气体探测仪（11）间的所述进气管道（2）连通、另一端与所述出气管道（4）连通，在所述旁通管路（16）上靠近所述进气管道（2）的一端设有旁通阀门（18）、靠近所述出气管道（4）的一端设有阻火器二（19）。3.如权利要求2所述的一种用于中小风量的催化燃烧废气处理系统，其特征在于，所述补冷系统（12）包括补冷稀释风机（20）和设在与所述进气管道（2）接口处的补冷稀释阀门（21）。4.如权利要求3所述的一种用于中小风量的催化燃烧废气处理系统，其特征在于，所述换热式催化氧化一体机（3）内分为上下两层区域，下层区域内设有板式换热器（22），上层区域和下层区域之间用隔板隔开（23），在所述隔板（23）上开有进气通道（24），上层区域又分为左右两个区域，右侧区域为燃烧室（25），左侧区域为催化室（26），在下层区域的左侧底部设有进气口（27）、右侧底部设有出气口（28），在上层区域的右侧顶部设有紧急排放口（29）。5.如权利要求4所述的一种用于中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，
申请(专利权)人：江苏诺伊拓环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32