一种选择性加热催化处理废气的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种选择性加热催化处理废气的装置，其包括加热催化处理模块，所述加热催化处理模块包括若干并列的相互连接的处理单元，所述处理单元设有用于气体通过的微小管；所述微小管的管壁为负载有催化剂的催化剂载体，所述催化剂载体为Fe或Fe合金/Al2O3、或Fe或Fe合金/ZrO2复合材料；所述加热催化处理模块设有电加热接头，所述电加热接头与催化剂载体的Fe或Fe合金电连接，所述微小管的内径为不大于1000µm。采用本实用新型专利技术的技术方案，只针对废气中的有害气体进行加热催化，大大降低了能耗，提高了催化效率。

A Selective Heating Catalytic Treatment Device for Waste Gas

The utility model provides a device for selective heating and catalytic treatment of waste gas, which comprises a heating and catalytic treatment module. The heating and catalytic treatment module comprises a number of parallel interconnected treatment units, the treatment unit is provided with a micro-tube for gas passage, the tube wall of the micro-tube is a catalyst carrier loaded with catalyst, and the catalyst carrier is Fe or Fe combination. Au/Al2O3, or Fe or Fe alloy/ZrO2 composite material; the heating catalytic treatment module is provided with an electric heating joint, which is electrically connected with Fe or Fe alloy of catalyst carrier, and the inner diameter of the micro-tube is not more than 1000 m. By adopting the technical scheme of the utility model, only harmful gases in the exhaust gas are heated and catalyzed, which greatly reduces the energy consumption and improves the catalytic efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种选择性加热催化处理废气的装置
本技术涉及一种废气处理装置，尤其涉及一种选择性加热催化处理废气的装置。
技术介绍
催化燃烧的起燃温度是影响催化效果的一个关键因素，当废气进入催化系统后，必须达到所用催化燃烧的起燃温度，催化反应才能进行。一般来说，废气需要在比较高的温度下才能与载体表面涂覆的活性物质产生充分反应，当废气或载体的温度过低时，无法达到催化燃烧的起燃温度，会使得净化效果大幅降低。现有的废气催化治理工艺，特别是低浓度废气的催化治理工艺，一般含三大独立功能模块，如图1所示，即：废气浓缩→加热→催化处理。其中废气浓缩模块包括吸附剂吸附废气再解吸附的循环过程。因此，整套废气催化治理装置体积相当庞大且能耗很高。虽然现有技术可省去“废气浓缩”步骤，但是“加热”工序中目前常用的催化反应系统是在废气进入催化反应器前对废气进行加热升温，使废气升温至催化反应所需的起燃温度，并将此热量传递给催化转化器。因此对于低于起燃温度的进气，必须在进行催化反应之前设置预热段进行预热，使废气达到催化反应所需的温度。现有技术的废弃处理装置主要存在以下比较明显技术问题及缺陷：1.装置体积庞大，一般需以m3为单位计算装置体积。2.能耗高。采用上述方法处理废气，需要在催化剂反应前设置预热装置，增加了催化反应系统的复杂性和反应时间，并且预热装置是将所有排出的废气都进行加热，但是并不是所有排出的废气都参与催化反应，与催化剂表面活性物质发生催化反应的只占排出废气的一小部分，因此加热所有废气势必会造成不必要的能量消耗。再者，若废气先经过浓缩处理，其工艺一般是低温吸附后又经高温脱附，需要不断进行升温→降温→升温→降温......的过程，势必会造成大量的能量消耗。3.废气催化治理效果不佳。加热后的气体在进入载体时由于存在热损失导致气体温度降低，从而无法达到催化反应所需的温度；如果将气体加热至过高的温度，也可能导致载体上活性物质的温度过高从而降低催化效果，甚至导致催化剂失效。因此采用预加热气体处理废气，工艺控制不好就很难达到最佳的净化效果。
技术实现思路
针对以上技术问题，本技术公开了一种选择性加热催化处理废气的装置，只针对废气中的有害气体进行加热催化，大大降低了能耗，同时提高了催化效率以及催化处理能力。对此，本技术的技术方案为：一种选择性加热催化处理废气的装置，其包括加热催化处理模块，所述加热催化处理模块包括若干并列的相互连接的处理单元，所述处理单元设有用于气体通过的微小管；所述微小管的管壁为负载有催化剂的催化剂载体，所述催化剂载体为Fe或Fe合金/Al2O3、或Fe或Fe合金/ZrO2复合材料，所述复合材料中的Al2O3或ZrO2材料层与通过微小管的气体接触并吸附有害成分；所述加热催化处理模块设有电加热接头，所述电加热接头与催化剂载体的Fe或Fe合金电连接，所述微小管的内径为不大于1000μm。其中，所述微小管的管壁为负载有催化剂的催化剂载体，微小管可以为催化剂载体制成的微小管，那么催化剂载体可以在微小管的内、外壁；也可以是微小管的内壁为催化剂载体。微小管可以为直管，也可以为弯曲的其他形状的管。所述催化剂的活性成分为铂、钯、稀土元素等。所述催化剂的用量与常规方法相同；优选的为1-10mg/cm3。上述方案中，所述处理单元设有用于气体通过的微小管，待处理的气体从处理单元的一端入口进入，即从微小管的一端进入，经过催化剂载体选择性吸附催化处理后，从处理单元的另一端出口排出，即从微小管的另一端排出。采用此技术方案，废气在通过微小管过程中，使得废气在加热催化前，有害成分(VOCs)先被催化剂选择性吸附后，吸附后在载体内的气体再被加热、催化处理后释放出来，从微小管排出；而废气中占大部分的无害成分(如氧气、氮气等)则通过微小管排出，不会被吸附加热，也不参与催化反应，大大降低了能耗，提高了催化效率以及催化处理能力。所述废气无需预先浓缩处理，废气直接通过加热的催化剂被催化反应。另外，采用的Al2O3和ZrO2为陶瓷类材料，具有很好的保温性能，Fe或Fe合金通过导电加热，通过热辐射和热传导将热量传递给催化剂载体以及催化剂载体内的孔隙内的空间，这样使得被吸附在催化载体内的孔隙内的有害成分温度升高，在催化剂的作用下完成分解反应；因为Al2O3和ZrO2为陶瓷类材料的保温作用，载体内部的热量会很好的保持在载体材料的内部，而不会有大量的热量散发出来；而本来占废气绝大多数的无害成分在反应过程中无需被加热，这样使通过微小管的其他没有被吸附的成分的温度影响很小，这样起到更好的利用了热量，提高了热量利用率，同时大大的降低了能耗。其中，所述Fe或Fe合金/Al2O3、或Fe或Fe合金/ZrO2复合材料为采用Al2O3或ZrO2溶液涂覆在Fe或Fe合金上干燥后得到。也可以采用现有技术的Fe或Fe合金/Al2O3、或Fe或Fe合金/ZrO2复合材料的制备方法。作为本技术的进一步改进，所述微小管呈轴向并列设置，所述微小管的内径为420～840μm。采用此技术方案，可以具有更好的选择性吸附催化效果。作为本技术的进一步改进，所述Al2O3或ZrO2材料层的厚度为20-200μm。进一步优选的，所述Al2O3、ZrO2材料层的厚度为50-150μm。作为本技术的进一步改进，所述Fe合金为Fe-Zn、Fe-Cr或Fe-Ni合金。作为本技术的进一步改进，所述Fe或Fe合金材料层的厚度为100-700μm。作为本技术的进一步改进，所述处理单元的微小管的孔密度为400-900cpsi。作为本技术的进一步改进，所述处理单元的长度不小于40mm。作为本技术的进一步改进，所述处理单元的长度为50-120mm。采用此技术方案，在考虑成本的情况下，具有更好的催化处理效果和更低的排放温度。进一步的，所述加热催化处理模块的高度范围10-40cm。作为本技术的进一步改进，所述微小管为采用Fe或Fe合金/Al2O3、或Fe或Fe合金/ZrO2复合材料轧制成波纹带，再进行转绕后卷制成的圆柱体得到。与现有技术相比，本技术的有益效果为：第一，采用本技术的技术方案，由于不用设置气体预热装置，减少了废气净化的步骤，并且金属载体能够实现快速升温，在使用时可以在短时间内达到所需温度，当废气通过载体时即可发生催化反应，提高净化效率。第二，催化剂载体为具有吸附作用的、且可电加热的金属催化剂载体，采用Fe或Fe合金/Al2O3、或Fe或Fe合金/ZrO2复合材料作为载体材料内芯，直接在催化剂载体上设计电加热接头与电源连接，Fe或Fe合金/Al2O3、或Fe或Fe合金/ZrO2复合材料不仅作为载体负载催化剂的活性物质，同时Fe或Fe合金又作为电加热装置直接进行加热升温，同时Al2O3、ZrO2材料层还具有很好的保温作用，由于不是加热所有废气，仅针对废气中被催化剂吸附的有害成分进行催化燃烧处理，使气体加热和催化反应具有选择性和针对性，避免消耗过多的能量，节能30～70％，更快速的达到稳定排放，且排放温度大大下降；同时提高了催化效率。附图说明图1是现有技术的加热催化处理废气的装置的结构示意图。图2是本技术一种选择性加热催化处理废气的装置的轴向截面图。图3是本技术一种选择性加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择性加热催化处理废气的装置，其特征在于：其包括加热催化处理模块，所述加热催化处理模块包括若干并列的相互连接的处理单元，所述处理单元设有用于气体通过的微小管；所述微小管的管壁为负载有催化剂的催化剂载体，所述催化剂载体为Fe或Fe合金/Al2O3、或Fe或Fe合金/ZrO2复合材料；所述加热催化处理模块设有电加热接头，所述电加热接头与催化剂载体的Fe或Fe合金电连接，所述微小管的内径为不大于1000µm。

【技术特征摘要】
1.一种选择性加热催化处理废气的装置，其特征在于：其包括加热催化处理模块，所述加热催化处理模块包括若干并列的相互连接的处理单元，所述处理单元设有用于气体通过的微小管；所述微小管的管壁为负载有催化剂的催化剂载体，所述催化剂载体为Fe或Fe合金/Al2O3、或Fe或Fe合金/ZrO2复合材料；所述加热催化处理模块设有电加热接头，所述电加热接头与催化剂载体的Fe或Fe合金电连接，所述微小管的内径为不大于1000µm。2.根据权利要求1所述的选择性加热催化处理废气的装置，其特征在于：所述微小管呈轴向并列设置，所述微小管的内径为420~840µm。3.根据权利要求1所述的选择性加热催化处理废气的装置，其特征在于：所述Al2O3或ZrO2材料层的厚度为20-200µm。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈端云，白薇，李清湘，钟勇，钟昕昊，周少强，伏志宏，向红印，向齐良，覃超，刘银，肖义亮，刘县珍，
申请(专利权)人：深圳市中金岭南科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44