有机废气催化燃烧装置
【技术领域】
本发明涉及有机废气处理领域，尤其涉及一种有机废气催化燃烧装置。
【背景技术】
目前空气污染问题严重，其中有机废气的排放是重要的来源之一，因此对于有机废气的催化燃烧是目前解决空气污染问题的重要处理手段。VOCs(Volatile OrganicCompounds)是挥发性有机物的简称，作为臭氧产生的前体物，是有机废气之一，它是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，通常分为非甲烷碳氢化合物(简称NMHCs)、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类。VOCs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成，其对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要的影响。大多数VOCs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用。同时VOCs也是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物，其主要来源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶剂制造与使用等过程。
目前对VOCs等有机废气的直接催化燃烧装置，主要是利用催化剂来降低参与反应的燃烧物的活化能来达到在较低条件下直接燃烧有机物、净化空气的目的，但此类装置只适用于处理浓度较高和连续排放的有机废气，对浓度较低的有机废气则需要添加助燃剂；另外此类装置处理效率低、占地面积大、适用范围不广泛、所需点燃温度高，不能实现自动控制，且一般未设有能高效过滤粉尘、颗粒物的预处理装置，不能对有机废气燃烧产生的热量进行充分利用。
【发明内容】
本发明目的是改善目前有机废气处理装置中存在的以下问题：不能高效率催化燃烧大风量、低浓度有机废气；不能处理间歇产生的有机废气；不能对有机废气燃烧产生的热量进行再次利用；不能实现自动控制；不能适用于多种工业环境；占地空间过大；而提供一种将吸附浓缩单元和热氧化单元有机结合起来的一种有机废气催化燃烧装置。
本发明是通过以下技术方案来实现的：包括预处理装置、沸石浓缩转轮、换热器、催化室、燃烧室、燃烧器、脱附风机、吸附风机、排气管、连接管、进废气口、维修门、罩盖、基座；所述罩盖为方形，固定盖合连接在所述基座上，所述罩盖左端面设有进废气口，所述罩盖正面设有若干维修门；所述罩盖内从左往右依次安装所述预处理装置、沸石浓缩转轮，所述沸石浓缩转轮背面上方连接所述换热器，所述沸石浓缩转轮背面下方安装有吸附风机、脱附风机，所述吸附风机上设有排气口，所述排气口连接所述排气管，所述脱附风机连接在所述吸附风机前方；所述罩盖外右侧依次设有催化室、燃烧室、燃烧器；所述连接管连通所述换热器、催化室、燃烧器、燃烧室、脱附风机、排气管。
进一步地，所述连接管包括第一连接管、第二连接管、第三连接管、第四连接管、第五连接管、第六连接管；所述第一连接管一端连通所述换热器，另一端连通所述催化室，可将从所述沸石浓缩转轮脱附得到的高浓度有机废气送到催化室；所述第二连接管一端连通所述催化室，另一端连通所述燃烧室，可将在所述催化室进行催化后的有机废气送到所述燃烧室；所述第三连接管通过所述燃烧器，第三连接管的两端均与所述燃烧室连接，如此可以使有机废气通过所述燃烧器在燃烧室燃烧；所述第四连接管一端连通所述燃烧室，另一端连通所述脱附风机，可以使有机废气燃烧后产生的高温气体CO2和H2O到达脱附风机；所述第五连接管，一端连通所述脱附风机，另一端连通所述换热器，可以使高温气体CO2和H2O进入所述换热器进行换热；所述第六连接管，一端连通所述换热器，另一端连通所述排气管，可以使经过换热后的CO2和H2O从所述排气管排出。
进一步地，所述预处理装置包括初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器；所述初效过滤器与中效过滤器连接在一起，安装在所述罩盖内左端，所述高效过滤器安装在所述初效过滤器之后；所述初效过滤器为折叠式一级过滤器，包括滤材、支撑格栅，所述滤材由纯白棉折叠制成，所述滤材固定连接在所述支撑格栅上，所述支撑格栅可以防止过滤器在极差的工作环境下收缩或弯曲变形，所述初效过滤器用于过滤5μm以上的尘埃粒子，去除效率可以达到95％以上；所述中效过滤器为袋式结构，袋式结构的开口部固定连接在所述初效过滤器的支撑格栅上面，包裹住所述初效过滤器的滤材，所述中效过滤器以其独特的袋式结构，确保有机废气均衡地充满整个袋子，对于≥1.0μm的颗粒的过滤效率能达到65％；所述高效过滤器包括滤纸、间隔铝板、外框，所述间隔铝板等距排列连接在所述外框内，所述滤纸覆盖在所述间隔铝板上，所述外框材质为铝合金型材，所述滤纸材质为聚丙烯滤纸，所述滤纸周边连接外框处用环保聚氨酯密封胶密封，所述高效过滤器对于≥0.5μm颗粒的过滤效率能达到99.5％。
进一步地，所述沸石浓缩转轮安装在所述高效过滤器之后，所述沸石浓缩转轮以陶瓷纤维为基材，制成蜂窝状的圆盘轮状结构，表面涂覆疏水性沸石做吸附剂，所述沸石能吸收有机废气中的挥发性有机物VOCs；所述沸石浓缩转轮分为三个扇形区域，分别为吸附区、脱附区、冷却区，所述吸附区的温度为常温，能吸附挥发性有机物VOCs，所述脱附区由经过换热器加热后的高温气体加热，使原本已被吸附在其上的VOCs溢出进入催化燃烧阶段，所述冷却区用于缓慢冷却从脱附区轮转过来的沸石；所述沸石浓缩转轮背面下方安装有吸附风机，所述吸附风机正对吸附区位置设有吸气口，吸气口可将有机废气经吸附后剩余的空气吸入吸附风机；所述吸附风机还设有排气口，所述排气口连接所述排气管，所述排气管向上伸出罩盖，进入吸附风机的空气由排气管排出到大气中；所述吸附风机正前方连接有所述脱附风机，所述脱附风机设有进气口、通气口，所述进气口与所述第四连接管连通，所述通气口与所述第五连接管连通。
进一步地，所述换热器为全焊式板式换热器，连接在所述沸石浓缩转轮背面上方，所述换热器设有低温气体进气口、高温气体进气口、热气出口、排气出口、送气口；所述低温气体进气口位置在所述冷却区背面，可以吸收来自冷却区的空气；所述高温气体进气口与所述第五连接管连通，可以将有机废气催化燃烧后产生的高温气体CO2和H2O吸入换热器；所述热气出口位置在所述脱附区背面，可以将经过换热后的高温空气排到脱附区，加热脱附区；所述排气出口与所述第六连接管连通，可以将经过换热后的CO2和H2 O送入排气管；所述送气口与所述第一连接管连通，可以吸收从脱附区脱附得到的高浓度有机废气。
进一步地，所述催化室里设有用贵金属钯、铂镀在蜂窝陶瓷载体上的催化剂，蜂窝陶瓷载体为方块状，其外表面为蜂窝形状，在外表面上涂覆有催化剂；所述催化室顶面与所述第一连接管连通，所述催化室右端面上侧与所述第二连接管连通。
进一步地，所述燃烧器经由所述第三连接管与燃烧室连通，所述燃烧器包括送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统；所述送风系统设有空气泵，能吸入空气到燃烧器；所述点火系统设有高温点火装置，能产生有机废气燃烧所需温度；所述监测系统设有温度感应器、压力感应器，能监测燃烧室内的温度及压力；所述燃料系统储存有助燃剂，在首次点燃时可以提供燃料；所述电控系统设有PLC自动控制模块，所述电控系统与所述点火系统、监测系统、送风系统、燃料系统电连接，可以实现自动控制。
进一步地，所述燃烧室内设有设有阻火除尘器、泄压口、超温报警设备，所述超温报警设备与所述燃烧器信号连接。
进一步地，所述罩盖材质采用铝表面镀锌材质，其不但具有美观的外表、而且其密封良好、也耐腐蚀，可以增加本发明的使用寿命，防止漏气。
本发明的一种有机废气催化燃烧装置，通过所述燃烧器点燃燃料系统储存的助燃剂可以产生高温气体CO2和H2O，高温气体CO2和H2O通过所述连接管到达所述脱附区位置加热所述沸石浓缩转轮脱附区；有机废气从所述废气进口进入，经过所述预处理装置到达所述沸石浓缩转轮，有机废气中的挥发性有机物VOCs被所述沸石浓缩转轮吸收，吸收后剩余的空气被吸收进入所述吸附风机，然后由连接在吸附风机上的排气管排出；所述脱附区沸石被高温气体CO2和H2 O加热后使原本在其上被吸收的挥发性有机物VOCs受热溢出，形成高浓度有机废气，通过连接管依次到达催化室、燃烧室进行催化燃烧；燃烧后产生的高温气体CO2和H2 O经连接管到达所述换热器，与所述冷却区送入的空气进行换热，换热后通过所述排气管排出。
本发明的有益效果在于：第一，可以对大风量、低浓度的有机废气进行高效稳定的催化燃烧处理，可以适用于间歇处理废气的场合；第二，可以对有机废气燃烧产生的热量进行再次利用；第三，设有去除粉尘和颗粒物的预处理过滤装置，能适用于多种工业环境；第四，通过燃烧器的电控系统可以实现自动操控。
【附图说明】
图1为本发明的有机废气催化燃烧装置的结构示意图；
图2为本发明的有机废气催化燃烧装置的工作原理图；
图3为本发明的沸石浓缩转轮的结构示意图；
图4为本发明的换热器的结构示意图；
图5为本发明的高效过滤器的结构示意图；
附图标记：1、预处理装置；011、初效过滤器；0111、滤材；0112、支撑格栅；012、中效过滤器；013、高效过滤器；0131、滤纸；0132、间隔铝板；0133、外框；2、沸石浓缩转轮；21、吸附区；22、脱附区；23、冷却区；3、换热器；31、低温气体进气口；32、高温气体进气口；33、热气出口；34、排气出口；35、送气口；4、催化室；5、燃烧室；6、燃烧器；7、脱附风机；71、进气口；72、通气口；8、吸附风机；81、吸气口；82、排气口；9、排气管；10、连接管；101、第一连接管；102、第二连接管；103、第三连接管；104、第四连接管；105、第五连接管；106、第六连接管；11、进废气口；12、维修门；13、罩盖；14、基座。
【具体实施方式】
下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步描述：
如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种有机废气催化燃烧装置，包括预处理装置1、沸石浓缩转轮2、换热器3、催化室4、燃烧室5、燃烧器6、脱附风机7、吸附风机8、排气管9、连接管10、进废气口11、维修门12、罩盖13、基座14；所述罩盖13为方形，固定盖合连接在所述基座14上，所述罩盖13左端面设有进废气口11，所述罩盖13正面设有若干维修门14；所述罩盖13内从左往右依次安装所述预处理装置1、沸石浓缩转轮2，所述沸石浓缩转轮2背面上方连接所述换热器3，所述沸石浓缩转轮2背面下方安装有吸附风机8、脱附风机7，所述吸附风机8上设有排气口82，所述排气口82连接所述排气管9，所述脱附风机7连接在所述吸附风机8前方；所述罩盖13外右侧依次设有催化室4、燃烧室5、燃烧器6；所述连接管10连通所述换热器3、催化室4、燃烧器5、燃烧室6、脱附风机7、排气管9。
优选地，所述连接管10包括第一连接管101、第二连接管102、第三连接管103、第四连接管104、第五连接管105、第六连接管106；所述第一连接管101一端连通所述换热器3，另一端连通所述催化室4；所述第二连接管102一端连通所述催化室4，另一端连通所述燃烧室5；所述第三连接管103通过所述燃烧器6，第三连接管103的两端均与所述燃烧室5连接；所述第四连接管104一端连通所述燃烧室5，另一端连通所述脱附风机7；所述第五连接管105，一端连通所述脱附风机7，另一端连通所述换热器3；所述第六连接管106，一端连通所述换热器3，另一端连通所述排气管9。
优选地，所述预处理装置1包括初效过滤器011、中效过滤器012、高效过滤器013；所述初效过滤器011与中效过滤器012连接在一起，安装在所述罩盖13内左端，所述高效过滤器013安装在所述初效过滤器011之后；所述初效过滤器011为折叠式一级过滤器，包括滤材0111、支撑格栅0112，所述滤材0111由纯白棉折叠制成，所述滤材0111固定连接在所述支撑格栅0112上；所述中效过滤器012为袋式结构，袋式结构的开口部固定连接在所述初效过滤器011的支撑格栅上面，包裹住所述初效过滤器011的滤材0111；所述高效过滤器013包括滤纸0131、间隔铝板0132、外框0133，所述间隔铝板0132等距排列连接在所述外框0133内，所述滤纸0131覆盖在所述间隔铝板0132上，所述外框0133材质为铝合金型材，所述滤纸0131材质为聚丙烯滤纸，所述滤纸0131周边连接外框0133处用环保聚氨酯密封胶密封。
优选地，所述沸石浓缩转轮2安装在所述高效过滤器013之后，所述沸石浓缩转轮2以陶瓷纤维为基材，制成蜂窝状的圆盘轮状结构，表面涂覆疏水性沸石做吸附剂，所述沸石浓缩转轮2分为三个扇形区域，分别为吸附区21、脱附区22、冷却区23；所述沸石浓缩转轮2背面下方安装有吸附风机8，所述吸附风机8正对吸附区21位置设有吸气口81，所述吸附风机8还设有排气口82，所述排气口82连接所述排气管9，所述排气管9向上伸出罩盖13；所述吸附风机8正前方连接有所述脱附风机7，所述脱附风机7设有进气口71、通气口72，所述进气口71与所述第四连接管104接通，所述通气口72与所述第五连接管105接通。
优选地，所述换热器3为全焊式板式换热器，连接在所述沸石浓缩转轮2背面上方，所述换热器3设有低温气体进气口31、高温气体进气口32、热气出口33、排气出口34、送气口35；所述低温气体进气口31位置在所述冷却区23背面，所述高温气体进气口32与所述第五连接管105连通，所述热气出口33位置在所述脱附区21背面，所述排气出口34与所述第六连接管106连通，所述送气口35与所述第一连接管101连通。
优选地，所述催化室4里设有用贵金属钯、铂镀在蜂窝陶瓷载体上的催化剂，蜂窝陶瓷载体为方块状，其外表面为蜂窝形状，在外表面上涂覆有催化剂；所述催化室4顶面与所述第一连接管101连通，所述催化室4右端面上侧与所述第二连接管102连通。
优选地，所述燃烧器6经由所述第三连接管103与燃烧室5连通，所述燃烧器6包括送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统；所述送风系统设有空气泵，所述点火系统设有高温点火装置，所述监测系统设有温度感应器、压力感应器，所述燃料系统储存有助燃剂，所述电控系统设有PLC自动控制模块，所述电控系统与所述点火系统、监测系统、送风系统、燃料系统电连接。
优选地，所述燃烧室5内设有设有阻火除尘器、泄压口、超温报警设备，所述超温报警设备与所述燃烧器6信号连接。
优选地，所述罩盖13材质采用铝表面镀锌材质。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
