高效节能催化燃烧设备

649 编辑：管理员来源：福建中科三净环保股份有限公司

2024-05-21 09:16:20

权利要求书： 1.一种高效节能催化燃烧设备，包括外壳，外壳内设有换热器、加热器以及催化燃烧器，在外壳上设有进气口和出气口，其特征在于：所述进气口和所述出气口设置在所述外壳的下部，所述加热器包括第一加热器、第二加热器以及第三加热器，所述催化燃烧器包括第一催化燃烧器和第二催化燃烧器，换热器、第二催化燃烧器、第三加热器、第一催化燃烧器以及第二加热器自下而上安装布设，换热器具有与所述进气口连通的换热腔室和与所述出气口连通的储热腔室，在储热腔室上部设有围筒，第二催化燃烧器、第三加热器以及第一催化燃烧器设置在围筒中，围筒的外壁与所述外壳的内壁之间形成与换热腔室连通的第一导流腔室，所述第一加热器设置在第一导流腔室中，第一催化燃烧器的进口端与所述外壳之间形成与第一导流腔室连通的第二导流腔室，第二加热器设置在第二导流腔室中，所述外壳包括底座、围设在底座上的侧壁以及设置在侧壁上部的顶壁，还包括连接在所述顶壁下端的安装罩，所述第一加热器和所述第二加热器均安装在安装罩内，安装罩的内壁与所述围筒的外壁之间形成所述第一导流腔室，所述第一催化燃烧器与所述安装罩的内壁之间形成所述第二导流腔室，所述换热器包括第一换热板组、第二换热板组以及第三换热板组，第二换热板组设置在第一换热板组与第三换热板组之间，第一换热板组包括多块平行布设的第一换热板，第二换热板组包括多块平行布设的第二换热板，第三换热板组包括多个平行设置的第三换热板，相邻第一换热板之间形成第一换热腔室，相邻第三换热板之间形成第二换热腔室，第一换热腔室与第二换热腔室构成所述换热腔室，相邻第二换热板之间形成所述储热腔室，所述储热腔室的进口端与所述第二催化燃烧器的出口端衔接，储热腔室的出口端与所述出气口衔接，第二换热板的一端夹设在相邻的第一换热板之间，第二换热板的另一端夹设在相邻的第三换热板之间，第一换热腔室和第二换热腔室均与所述第一导流腔室连通，所述第一换热板与所述第二换热板的连接处形成位于所述换热器的上端的第一安装部，所述第三换热板与所述第二换热板的连接处形成位于所述换热器的上端的第二安装部，还包括平行设置的第一封板和第二封板，第一封板和第二封板设置在所述储热腔室沿第一安装部的两端，第一封板、第二封板、第一安装部以及第二安装部围成与所述围筒的下端对应的环形状。

2.如权利要求1所述的一种高效节能催化燃烧设备，其特征在于：所述第一换热腔室与所述第二换热腔室通过衔接腔室连通，衔接腔室设置在所述换热器与所述底座之间。

3.如权利要求2所述的一种高效节能催化燃烧设备，其特征在于：所述储热腔室的出口端通过引流管道连接至所述出气口。

说明书：一种高效节能催化燃烧设备技术领域[0001] 本发明涉及一种高效节能催化燃烧设备。背景技术[0002] 涂料、造纸、塑料、炼油及化工等企业在生产或储运过程中产生含各种有机废气，相应的处理催化燃烧、喷淋净化、等离子、U光解等各种废气处理设备。挥发出的有机废气中也含有各种有毒有害物质，如挥发酚、NH3、苯系物、硫化物和有机胺等，严重污染环境，同时对现场操作人员身心健康造成危害。对于这种含较高浓度有机物质的废气通常采用燃烧法，目前的处理方法有热力燃烧、催化燃烧、蓄热燃烧或蓄热催化燃烧。但挥发废气中非甲烷总烃浓度通常在1000～6000mg/Nm3，对于热力燃烧，废气中的有机物质含量本身不足以燃烧，需要额外添加辅助燃料才能将废气温度提升到反应温度，完成废气无害化过程。热力燃烧的温度一般在540～820℃。为了降低反应温度，引入了催化燃烧的概念，在催化剂的作用下，有机废气无害化处理过程所需温度只有250～400℃，这也是催化燃烧工艺能够被广泛应用的主要原因。蓄热催化燃烧就是蓄热燃烧和催化燃烧的结合工艺。[0003] 如授权公告号CN202182476U，名称为“一种一体化有机废气催化燃烧装置”的中国发明专利，公开了一种一体化有机废气催化燃烧装置，包括电气控制柜、引风机、热管换热器、电加热器、催化燃烧反应器和排气筒，所述的热管换热器和引风机位于在一体化装置的最底层，电加热器和催化燃烧反应器位于换热器的上方其中所述的热管换热器为斜管式热管换热器，其冷热端均采用翅片化热管，换热器放置在装置的最底层。[0004] 上述专利的催化燃烧装置存在着设备占用空间较大的缺点，同时从催化燃烧反应器出来的气体通过较长的管道后进入热管换热器，其气体流动过程中，热损失相对较大，当废气处理量较大时，上述设备中换热器还无法满足有机废气的余热需求。[0005] 鉴于此，本发明人对上述问题进行深入的研究，遂有本案产生。发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种能够减小热损失、提高能量利用效率、节省能耗的高效节能催化燃烧设备。[0007] 为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：[0008] 一种高效节能催化燃烧设备，包括外壳，外壳内设有换热器、加热器以及催化燃烧器，在外壳上设有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口设置在所述外壳的下部，所述加热器包括第一加热器、第二加热器以及第三加热器，所述催化燃烧器包括第一催化燃烧器和第二催化燃烧器，换热器、第二催化燃烧器、第三加热器、第一催化燃烧器以及第二加热器自下而上安装布设，换热器具有与所述进气口连通的换热腔室和与所述出气口连通的储热腔室，在储热腔室上部设有围筒，第二催化燃烧器、第三加热器以及第一催化燃烧器设置在围筒中，围筒的外壁与所述外壳的内壁之间形成与换热腔室连通的第一导流腔室，所述第一加热器设置在第一导流腔室中，第一催化燃烧器的进口端与所述外壳之间形成与第一导流腔室连通的第二导流腔室，第二加热器设置在第二导流腔室中。[0009] 作为本发明的一种优选方式，所述外壳包括底座、围设在底座上的侧壁以及设置在侧壁上部的顶壁。[0010] 作为本发明的一种优选方式，还包括连接在所述顶壁下端的安装罩，所述第一加热器和所述第二加热器均安装在安装罩内，安装罩的内壁与所述围筒的外壁之间形成所述第一导流腔室，所述第一催化燃烧器与所述安装罩的内壁之间形成所述第二导流腔室。[0011] 作为本发明的一种优选方式，所述换热器包括第一换热板组、第二换热板组以及第三换热板组，第二换热板组设置在第一换热板组与第三换热板组之间，第一换热板组包括多块平行布设的第一换热板，第二换热板组包括多块平行布设的第二换热板，第三换热板组包括多个平行设置的第三换热板，相邻第一换热板之间形成第一换热腔室，相邻第三换热板之间形成第二换热腔室，第一换热腔室与第二换热腔室构成所述换热腔室，相邻第二换热板之间形成所述储热腔室，所述储热腔室的进口端与所述第二催化燃烧器的出口端衔接，储热腔室的出口端与所述出气口衔接，第二换热板的一端夹设在相邻的第一换热板之间，第二换热板的另一端夹设在相邻的第三换热板之间，第一换热腔室和第二换热腔室均与所述第一导流腔室连通。[0012] 作为本发明的一种优选方式，所述第一换热板与所述第二换热板的连接处形成位于所述换热器的上端的第一安装部，所述第三换热板与所述第二换热板的连接处形成位于所述换热器的上端的第二安装部，还包括平行设置的第一封板和第二封板，第一封板和第二封板设置在所述储热腔室沿第一安装部的两端，第一封板、第二封板、第一安装部以及第二安装部围成与所述围筒的下端对应的环形状。[0013] 作为本发明的一种优选方式，所述第一换热腔室与所述第二换热腔室通过衔接腔室连通，衔接腔室设置在所述换热器与所述底座之间。[0014] 作为本发明的一种优选方式，所述储热腔室的出口端通过引流管道连接至所述出气口。[0015] 采用本发明的技术方案后，采用三级加热系统，可以根据运行工况灵活调整加热功率，节省电能，采用两级催化燃烧结构，燃烧得更加彻底，且第一催化燃烧器的余热可作为第二催化燃烧器的补充热能，达到节省电能的作用，本发明，在使用时，气流进入换热器的换热腔室中换热后，进入第一导流腔室，通过第一加热器进行加热，之后，依次通过第二加热器、第一催化燃烧器、第三加热器、第二催化燃烧器以及换热器的储热腔室后从出气口排出，其气流流动路径短，能够减少热量的损失，提高能量的利用效率。附图说明[0016] 图1为本发明的结构示意图；[0017] 图2为本发明的分解结构示意图；[0018] 图3为本发明中换热器的结构示意图；[0019] 图4为图3中A处的放大图；[0020] 图中：[0021] 10?外壳11?底座[0022] 12?侧壁13?顶壁[0023] 14?第一导流腔室15?第二导流腔室[0024] 16?进气口17?出气口[0025] 21?第一加热器22?第二加热器[0026] 23?第三加热器31?第一催化燃烧器[0027] 32?第二催化燃烧器41?第一换热板组[0028] 411?第一换热板412?第一换热腔室[0029] 42?第二换热板组421?第二换热板[0030] 422?储热腔室43?第三换热板组[0031] 431?第三换热板432?第二换热腔室[0032] 44?第一封板45?第二封板[0033] 46?第一安装部46?第二安装部[0034] 50?安装罩60?围筒[0035] 70?衔接腔室80?引流管具体实施方式[0036] 为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。[0037] 参照图1至图4，图中箭头表示气流方向，一种高效节能催化燃烧设备，包括外壳10，外壳10内设有换热器、加热器以及催化燃烧器，外壳10包括底座11、围设在底座11上的侧壁12以及设置在侧壁12上部的顶壁13。底座11、侧壁12以及顶壁13围成长方体结构，在外壳10上设有进气口16和出气口17，所述进气口16和所述出气口17设置在所述外壳10的下部，具体是设置在侧壁12的下部，进气口16和出气口17大体在同一水平线位置。

[0038] 本发明中，所述加热器包括第一加热器21、第二加热器22以及第三加热器23，所述催化燃烧器包括第一催化燃烧器31和第二催化燃烧器32，换热器、第二催化燃烧器32、第三加热器23、第一催化燃烧器31以及第二加热器22自下而上安装布设，换热器具有与所述进气口16连通的换热腔室和与所述出气口17连通的储热腔室422，在储热腔室422上部设有围筒60，第二催化燃烧器32、第三加热器23以及第一催化燃烧器31设置在围筒60中，围筒60的外壁与所述外壳10的内壁之间形成与换热腔室连通的第一导流腔室14，第一导流腔室14沿竖直方向设置，所述第一加热器21设置在第一导流腔室14中，第一催化燃烧器31的进口端与所述外壳10之间形成与第一导流腔室14连通的第二导流腔室15，第二加热器22设置在第二导流腔室15中。[0039] 作为本发明的一种优选方式，还包括连接在所述顶壁13下端的安装罩50，所述第一加热器21和所述第二加热器22均安装在安装罩50内，安装罩50的内壁与所述围筒60的外壁之间形成所述第一导流腔室14，所述第一催化燃烧器31与所述安装罩50的内壁之间形成所述第二导流腔室15。[0040] 作为本发明的一种优选方式，所述换热器包括第一换热板组41、第二换热板组42以及第三换热板组43，第二换热板组42设置在第一换热板组41与第三换热板组43之间，第一换热板组41包括多块平行布设的第一换热板411，第二换热板组42包括多块平行布设的第二换热板421，第三换热板组43包括多个平行设置的第三换热板431，相邻第一换热板411之间形成第一换热腔室412，相邻第三换热板431之间形成第二换热腔室432，第一换热腔室412与第二换热腔室432构成所述换热腔室，相邻第二换热板421之间形成所述储热腔室

422，所述储热腔室422的进口端与所述第二催化燃烧器32的出口端衔接，储热腔室422的出口端与所述出气口17衔接，第二换热板421的一端夹设在相邻的第一换热板411之间，第二换热板421的另一端夹设在相邻的第三换热板431之间，第一换热腔室412和第二换热腔室

432均与所述第一导流腔室14连通。第一换热腔室412和第二换热腔室432不直接与储热腔室422连通，而是通过第一导流腔室14、第二导流腔室15以及第二加热器22、第一催化燃烧器31、第三加热器23以及第二催化燃烧器32后，再与储热腔室422连通。采用这种三通道交错式的换热器，第一换热板411和第三换热板431伸入储热腔室422中进行热交换，第二换热板421伸入第一换热腔室412和第二换热腔室432中进行换热，提高了储热腔室422与第一换热腔室412和第二换热腔室432热交换效率，同时采用第一换热板411和第三换热板412提供了足够大的换热面积，能够有效地对从进气口16进入的废气进行预热，充分利用了废气燃烧后产生的余热。

[0041] 作为本发明的一种优选方式，所述第一换热板411与所述第二换热板421的连接处形成位于所述换热器的上端的第一安装部46，此处第一安装部46指所有第一换热板411与所述第二换热板421的连接处形成的一个平面区域，所述第三换热板431与所述第二换热板421的连接处形成位于所述换热器的上端的第二安装部47，此处的第二安装部47指所有第三换热板431与第二换热板421的连接处形成的一个平面区域，还包括平行设置的第一封板44和第二封板45，第一封板44与第二封板45沿竖直方向设置，第一封板44和第二封板45设置在所述储热腔室422沿第一安装部46的两端，第一封板44、第二封板45、第一安装部

46以及第二安装部47围成与所述围筒60的下端对应的环形状，通过围筒60将储热腔室422围住，使得储液腔室422不会与第一换热腔室412和第二换热腔室432直接连通。

[0042] 作为本发明的一种优选方式，所述第一换热腔室412与所述第二换热腔室432通过衔接腔室70连通，衔接腔室70设置在所述换热器与所述底座11之间。作为本发明的一种优选方式，所述储热腔室422的出口端通过引流管道80连接至所述出气口17。[0043] 采用这种结构，从进气口16中进入的废气，进入第一换热腔室412后，部分气体通过衔接腔室70引流至第二换热腔室432中，在第一换热腔室412和第二换热腔室432中预热，接着，废气在第一换热腔室412和第二换热腔室432向上运动，并经过第一导流腔室14，在第一导流腔室14中通过第一加热器21进一步加热，加热后的废气进入第二导流腔室15，即运动至安装罩50的顶部，并向下运动，依次经过第二加热器22、第一催化燃烧器31、第三加热器23以及第二催化燃烧器32后，进入储热腔室422，再从引流管80向出气口17排出。[0044] 本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。