[发明专利]一种催化氧化换热器及其工作方法

权利要求书

1.一种催化氧化换热器，其特征是，

包括外壳，外壳两端设有封头Ⅰ和封头Ⅱ，内部形成换热腔；

所述外壳内与封头Ⅰ和封头Ⅱ之间均密封设置径向管板，径向管板上开有供换热通道穿过的管孔，换热通道将封头Ⅰ和封头Ⅱ连通，封头Ⅰ由水平隔板分隔成两个部分，封头Ⅰ的顶部具有管内流体进口，底部具有管内流体出口，换热通道与封头Ⅰ和封头Ⅱ形成管内流体通道；所述外壳内还设置有与径向管板平行的多个折流板，以将换热腔分隔形成管外流体通道，管外流体通道的一端与外壳顶部的管外流体进口连通，管外流体通道的另一端与外壳底部的管外流体出口连通；

所述换热通道包括换热管，所述换热管外部包有泡沫金属，泡沫金属内置有具有催化活性的活性颗粒；所述泡沫金属内设有多个孔隙，活性颗粒附着于孔隙中；所述活性颗粒为低温氧化催化剂，所述低温氧化催化剂包括载体和活性金属，活性金属负载到载体上。

2.如权利要求1所述的催化氧化换热器，其特征是，所述管外流体进口位于外壳设有封头Ⅱ的一端的顶部；所述管外流体出口位于外壳设有封头Ⅰ的一端的底部。

3.一种催化氧化换热器，其特征是，

包括外壳，外壳两端具有封头Ⅰ和封头Ⅱ，内部形成换热腔；

所述外壳内与封头Ⅰ和封头Ⅱ之间均密封设置径向管板，径向管板上开有供换热通道穿过的管孔，换热通道将封头Ⅰ和封头Ⅱ连通，封头Ⅰ的顶部具有管内流体进口，封头Ⅱ底部具有管内流体出口，换热通道与封头Ⅰ和封头Ⅱ形成管内流体通道；所述外壳内还设置有与径向管板平行的多个折流板，以将换热腔分隔形成管外流体通道，管外流体通道的一端与外壳顶部的管外流体进口连通，管外流体通道的另一端与外壳底部的管外流体出口连通；

所述换热通道包括换热管，所述换热管外部包有泡沫金属，泡沫金属内置有具有催化活性的活性颗粒；所述泡沫金属内设有多个孔隙，活性颗粒附着于孔隙中；所述活性颗粒为低温氧化催化剂，所述低温氧化催化剂包括载体和活性金属，活性金属负载到载体上。

4.如权利要求3所述的催化氧化换热器，其特征是，所述管外流体进口位于外壳设有封头Ⅰ的一端的顶部；所述管外流体出口位于外壳设有封头Ⅱ的一端的底部。

5.如权利要求1或3所述的催化氧化换热器，其特征是，所述管内流体进口处设有测温元件，所述测温元件与控制器通信。

6.如权利要求1或3所述的催化氧化换热器，其特征是，所述泡沫金属由高导热性质的金属制成；所述泡沫金属的孔径范围为0.1-2mm。

7.如权利要求1或3所述的催化氧化换热器，其特征是，所述孔隙在泡沫金属内均匀分布；所述泡沫金属的孔隙度大于90%；所述载体采用分子筛物质或二氧化钛或活性氧化铝，活性金属由铁、铜、镍、钴、铬、钒、锰、钡、镁、钙、银金属中的一种或几种组成。

8.如权利要求1或3所述的催化氧化换热器，其特征是，所述管外流体通道的流通面积是管内流体通道的流通面积的4~9倍。

9.如权利要求1或3所述的催化氧化换热器，其特征是，所述外壳与封头Ⅰ和封头Ⅱ之间均设有密封元件，所述换热通道与径向管板之间设有密封元件。

10.利用权利要求1或3所述的催化氧化换热器的工作方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：吸热流体由管内流体进口进入，吸热流体在管内流体通道内流通；低品位可燃气由管外流体进口进入，低品位可燃气在管外流体通道内流通；

步骤2：低品位可燃气由换热通道泡沫金属内的活性颗粒进行催化氧化，放出的热量由换热管道内的吸热流体吸收；

步骤3：经处理的低品位可燃气由管外流体出口流出，吸热流体由管内流体出口流出，实现低品位燃气热量回收和无污染排放。