[发明专利]一种催化燃烧净化工艺及其装置

权利要求书

1.一种催化燃烧净化工艺，包括如下步骤：

有机废气与空气和/或氧气混合，得到混合气，并调整两者间的混合比例，以调控后续催化燃烧温度，保证所述混合气中有机废气浓度在爆炸极限之外；

将所述混合气分为混合气I和混合气II，所述混合气I经加热后，依次进入至少两级催化燃烧段进行催化燃烧，所述混合气II分为若干部分，至少一部分在与所述混合气I流动方向的相反方向上依次与每级催化燃烧段出口的混合气进行换热，剩余各部分单独与每级催化燃烧段出口的混合气进行换热，换热后的所述混合气II与所述混合气I混合，以控制各级催化燃烧段的温度，最终得到净化气。

2.根据权利要求1所述的催化燃烧净化工艺，其特征在于，所述催化燃烧段内装填有催化燃烧催化剂，所述催化燃烧的反应效率根据所述催化燃烧催化剂的装填量及单位体积内活性成分的量加以调整，保证所述催化燃烧段的温升不超过300℃；

还包括将部分所述混合气II与至少一级催化燃烧段出口的混合气混合的步骤。

3.根据权利要求2所述的催化燃烧净化工艺，其特征在于，所述催化燃烧催化剂由载体和负载于其上的活性成分组成，所述活性成分的负载量为0.04-0.15wt％；

所述载体为蜂窝状金属、蜂窝状堇青石、氧化铝、氧化锆、氧化钛或六铝酸盐中的至少一种；

所述活性成分为贵金属、过渡金属氧化物或钙钛矿型无机物中的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的催化燃烧净化工艺，所述混合气I的进口温度为200-450℃；

所述有机废气为工业生产过程中释放的浓度为300～15000mg/m³的有机废气、油田或煤层开采过程中释放的甲烷浓度为500-70000mg/m³的甲烷气、两者的混合物且其中可燃物总浓度不超过100000mg/m³；

所述混合气的体积空速为5000-200000h^-1。

5.一种催化燃烧净化装置，包括壳体，沿所述壳体的轴向方向，依次间隔设置若干层催化燃烧反应床，其特征在于，还包括，

混合装置，用于将有机废气与空气和/或氧气混合，得到混合气，并调整两者间的混合比例，以调控后续催化燃烧温度，保证所述混合气中有机废气浓度在爆炸极限之外，所述混合装置的出气口还与所述催化燃烧反应床的出气端连通，以便将所述混合气与所述催化燃烧反应床的出气端的混合气混合；

加热装置，与所述混合装置和所述催化燃烧反应床连通，用以加热所述混合气使其达到进入所述催化燃烧反应床所需的起始反应温度；

换热装置，分别设置于相邻催化燃烧反应床间，所述换热装置的进气口与所述混合装置连通，所述换热装置的出气口与所述加热装置连通，用于将所述混合装置中的混合气与催化燃烧反应床出口的混合气进行换热，相邻所述换热装置间彼此连通，所述换热装置内设置有可变换热面积的换热面。

6.根据权利要求5所述的催化燃烧净化装置，还包括，

主控单元，包括显示器、逻辑编程控制器、变频控制器、温度控制器、流量控制器、浓度控制器、压力控制器和继电器；

空气和/或氧气输送风机，与所述变频控制器连接，以控制进入所述混合装置内的空气和/或氧气的输送量；

温度传感器，设置于各级催化燃烧反应床的进气口和出气口，且与所述温度控制器连接，以实时监控各级催化燃烧反应床的进气口和出气口温度；

流量传感器，分别设置于所述空气和/或氧气输送风机与所述混合装置之间、所述混合装置的有机废气进口处、所述混合装置与所述加热装置之间，且与所述流量控制器连接；

浓度传感器，分别设置于所述混合装置的有机废气进口处、所述混合装置与所述加热装置之间，且与所述浓度控制器连接；

压力传感器，设置于各级催化燃烧反应床的进气口和出气口，且与所述压力控制器连接，以实时监控各级催化燃烧反应床的进气口和出气口压力；

流量控制阀，分别设置于所述混合装置的进气口处、所述混合装置与所述换热装置间、所述混合装置与所述加热装置间，且与所述继电器连接。