一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统，包括串联的导热油换热器和催化反应器，导热油换热器和催化反应器的壳程内均填充有导热油；导热油换热器的进气口一连接进气系统，催化反应器的出气口二连接出气系统；导热油换热器和催化反应器之间连接导热油循环系统；导热油循环系统包括依次相连的冷凝器、油气分离器、导热油泵和电加热器，油气分离器还连接有膨胀槽，冷凝器通过管道连接导热油换热器的导热油出口一，电加热器通过管道连接催化反应器的导热油入口二，本发明专利技术所公开的治理系统蓄热能力强大、反应温度精准可控、安全可靠，特别适合处理大流量、间歇物料进气的情况。

A Temperature-controlled Safe Catalytic Oxidation VOCs Control System

The invention discloses a temperature-controlled and safe VOCs treatment system for catalytic oxidation, which comprises a series of heat-conducting oil heat exchangers and catalytic reactors, heat-conducting oil heat exchangers and catalytic reactors filled with heat-conducting oil in the shell side, an intake port of heat-conducting oil heat exchangers connected with an intake system, and an outlet of a catalytic reactor connected with an exhaust system; and a connection between heat-conducting oil heat exchanger and a catalytic reactor. Thermal conductive oil circulating system; Thermal conductive oil circulating system includes sequentially connected condenser, oil-gas separator, heat conductive oil pump and electric heater. The oil-gas separator is also connected with expansion tank. Condenser connects the heat conductive oil outlet of heat conducting oil heat exchanger through pipeline, and electric heater connects the heat conductive oil inlet of catalytic reactor through pipeline. The heat storage capacity of the governing system disclosed by the present invention Powerful, precise and controllable reaction temperature, safe and reliable, especially suitable for handling large flow, intermittent material intake.

【技术实现步骤摘要】
一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统
本专利技术涉及挥发性有机物(VOCs)治理领域，特别涉及一种蓄热能力强大、反应温度精准可控、安全可靠高效处理VOCs尾气的治理系统。
技术介绍
催化氧化VOCs处理技术通常用于处理低浓度的VOCs物料，近年来随着国家及地方环保标准升级，VOCs排放限值日益严格。传统VOCs治理技术例如吸附法、冷凝法等无法长时间、高效率处理低浓度的VOCs物料，而此低浓度的VOCs物料通常通过催化氧化VOCs治理末端技术予以销毁，从而满足环保指标要求。现有低温催化氧化工艺技术中处理低浓度的VOCs物料时是首先通过换热器换热升温VOCs物料，其次通过电加热器直接加热升温至反应器反应所需的温度的方式，VOCs物料达到预热温度之后逐步增加VOCs物料气量，并使其最终达到反应条件。初始反应准备时间长，效率低下，而且存在以下缺点：1)由于催化氧化处理规模为VOCs物料处理量+稀释气体量之和，因此若通过电加热器一次性加热升温达到所需反应温度，电加热器所需能耗很大，然而目前大部分VOCs治理现场无法提供较高的用电负荷；若不通过一次性加热的方式实现，通过逐步增加气量升温且需要回收VOCs物料本身反应释放的热量，则加热准备时间较长；2)电加热器加热过程中，电加热器的电加热管直接与VOCs物料接触，电加热管表面温度远高于混合物料温度。在VOCs物料处于爆炸浓度范围时，电加热管表面温度过高的情况下易产生爆炸危险，存在安全隐患；3)针对间歇VOCs物料进气的场合，目前催化氧化技术缺乏有效的蓄热方式或蓄热效率低下(传统蓄热方式的蓄热陶瓷蓄热能力不足)。为维持间歇进气时能够持续反应，电加热器需正常开机全功率运转维持温度，从而易造成巨大的能耗损失；4)在流量变化范围较大的情况下，通过电加热加热的VOCs气体不能够有效维持最低温度，从而影响装置的处理能力和VOCs的处理效率。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统，以达到提高蓄热能力，提高节能效果，提高系统安全性的目的。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统，包括串联的导热油换热器和催化反应器，所述导热油换热器和催化反应器的壳程内均填充有导热油；所述导热油换热器的进气口一连接进气系统，导热油换热器的出气口一连接催化反应器的进气口二，催化反应器的出气口二连接出气系统；所述导热油换热器和催化反应器之间连接导热油循环系统；所述导热油循环系统包括依次相连的冷凝器、油气分离器、导热油泵和电加热器，所述油气分离器还连接有膨胀槽，所述冷凝器通过管道连接导热油换热器的导热油出口一，所述导热油换热器的导热油入口一和催化反应器的导热油出口二通过管道连接，所述电加热器通过管道连接催化反应器的导热油入口二。上述方案中，所述进气系统包括通过管道连接的主进气阀门、稀释调节阀门和风机，所述出气系统包括烟囱。上述方案中，所述催化反应器内纵向设有反应器列管，所述反应器列管管程内上层填装有不锈钢丝网或瓷球，中层填装有催化剂，下层填装有导热及支撑瓷球。上述方案中，所述导热油换热器内纵向设有换热管，所述换热管内为空管，且换热管的管径小于反应器列管的管径。进一步的技术方案中，所述催化反应器内位于进气口二的位置处设有半球形的气体分布器，所述反应器列管外均匀分布有导热翅片；所述密封空腔内设有环形或圆形折流板。进一步的技术方案中，所述导热油换热器和催化反应器的壳程内上部均设有导热油上部热电偶，下部均设有导热油下部热电偶.进一步的技术方案中，所述反应器列管上部设有列管内上层热电偶，下部设有列管内下层热电偶。通过上述技术方案，本专利技术提供的控温安全型催化氧化VOCs治理系统与现有技术相比有益效果是：1)蓄热能力强，在VOCs进气物料间歇进气或流量波动范围大或物料浓度变化范围大的情况下优势明显，VOCs仍能够以高效率反应，从而促使VOCs净化效果好。2)系统安全可靠，避免VOCs物料直接与电加热器高温电加热管接触，导热物料温度更加精确可控；避免因电加热器漏电或电加热管内绝缘能力失效而产生电火花导致油气爆炸的危险产生。3)节能效果显著，降低电加热器等用电设备启停频率，节能效果显著。4)用电负荷降低，蓄热能力提升后，用电负荷极大降低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例所公开的一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统示意图；图2为本专利技术实施例所公开的催化反应器结构示意图；图3为本专利技术实施例所公开的反应器列管示意图。图中，1、主进气阀门；2、稀释调节阀门；3、风机；4、催化反应器；41、进气口二；42、气体分布器；43、反应器列管；431、不锈钢丝网或瓷球；432、催化剂；433、导热及支撑瓷球；434、导热翅片；44、出气口二；45、导热油入口二；46、导热油出口二；471、导热油上部热电偶；472、列管内上层热电偶；473、列管内下层热电偶；474、导热油下部热电偶；48、隔板；49、折流板；5、烟囱；6、电加热器；7、导热油泵；8、油气分离器；9、膨胀槽；10、冷凝器；11、导热油换热器；111、进气口一；112、出气口一；113、导热油入口一；114、导热油出口一。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供了一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统，如图1所示的结构，该治理系统在换热效率不降低的前提下，蓄热能力显著提升，导热油可提前被加热储存热能。尤其是处理流量变化大或间歇进气的情况下，能够通过调节换热油流量的作用下使其满足工况需求；从而减少系统准备时间，提高装置运行及处理VOCs的效率；并特别适合处理间歇物料进气和大流量VOCs进气的情况。如图1所示的控温安全型催化氧化VOCs治理系统，包括串联的导热油换热器11和催化反应器4，导热油换热器11和催化反应器4的壳程内均填充有导热油；导热油换热器11的进气口一111连接进气系统，导热油换热器11的出气口一112连接催化反应器4的进气口二41，催化反应器4的出气口二44连接出气系统；导热油换热器11和催化反应器4之间连接导热油循环系统；导热油循环系统包括依次相连的冷凝器10、油气分离器8、导热油泵7和电加热器6，油气分离器8还连接有膨胀槽9，冷凝器10通过管道连接导热油换热器11的导热油出口一114，导热油换热器11的导热油入口一113和催化反应器4的导热油出口二46通过管道连接，电加热器6通过管道连接催化反应器4的导热油入口二45。进气系统包括通过管道连接的主进气阀门1、稀释调节阀门2和风机3，出气系统包括烟囱5。导热油换热器11内纵向设有换热管，换热管内为空管，且换热管的管径小于反应器列管43的管径。如图2所示的催化反应器，顶部设有进气口二41，底部设有出气口二44，催化反应器4内纵向排列有反应器列管43，反应器列管43的上下两端固定于隔板48上且伸出隔板48，催化反应器4、反应器列管43以及隔板48之间形成密封空腔，密封空腔内填充有可循环的导热油；催化反应器4上部设有导热油出口二46，下部设有导热油入口二45。如图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统，其特征在于，包括串联的导热油换热器和催化反应器，所述导热油换热器和催化反应器的壳程内均填充有导热油；所述导热油换热器的进气口一连接进气系统，导热油换热器的出气口一连接催化反应器的进气口二，催化反应器的出气口二连接出气系统；所述导热油换热器和催化反应器之间连接导热油循环系统；所述导热油循环系统包括依次相连的冷凝器、油气分离器、导热油泵和电加热器，所述油气分离器还连接有膨胀槽，所述冷凝器通过管道连接导热油换热器的导热油出口一，所述导热油换热器的导热油入口一和催化反应器的导热油出口二通过管道连接，所述电加热器通过管道连接催化反应器的导热油入口二。

【技术特征摘要】
1.一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统，其特征在于，包括串联的导热油换热器和催化反应器，所述导热油换热器和催化反应器的壳程内均填充有导热油；所述导热油换热器的进气口一连接进气系统，导热油换热器的出气口一连接催化反应器的进气口二，催化反应器的出气口二连接出气系统；所述导热油换热器和催化反应器之间连接导热油循环系统；所述导热油循环系统包括依次相连的冷凝器、油气分离器、导热油泵和电加热器，所述油气分离器还连接有膨胀槽，所述冷凝器通过管道连接导热油换热器的导热油出口一，所述导热油换热器的导热油入口一和催化反应器的导热油出口二通过管道连接，所述电加热器通过管道连接催化反应器的导热油入口二。2.根据权利要求1所述的一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统，其特征在于，所述进气系统包括通过管道连接的主进气阀门、稀释调节阀门和风机，所述出气系统包括烟囱。3.根据权利要求1所述的一种控温安全型催化氧化VOCs治理系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹树孟，王林，刘全桢，单晓雯，于辉，刘林杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37