[发明专利]挥发性有机化合物的燃烧装置及其模拟检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种挥发性有机化合物的燃烧装置及其模拟检测装置和方法，包括：微波发射系统、催化燃烧室和催化床；催化燃烧室设置有废气入口和废气出口；催化床上设置有催化剂；催化床固定安装在催化燃烧室内，废气入口和废气出口处于催化床的两侧；微波发射系统包括微波发射装置；微波发射装置安装在催化燃烧室上，微波发射装置通过波导管与催化燃烧室相连通，微波发射装置发射的微波能够通过波导管进入催化燃烧器。本发明通过微波加热催化剂固定床，将VOCs废气高效催化氧化和矿化，可提高降解和矿化率，降低反应能耗。

技术领域

本发明属于大气污染治理技术领域，特别涉及一种挥发性有机化合物(VOCs)的燃烧装置及其模拟检测装置和方法。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的提高，空气质量标准也越来越高，空气污染受到了国人越来越多的关注和政府的监管与限期治理。VOCs是挥发性有机化合物(volatileorganic compounds)的英文缩写，其具有较高蒸汽压、易燃易爆、常温常压下易挥发等特点。VOCs的来源比较广泛，一般分为固定源和移动源这两种。移动源主要是利用以石油产品为燃料的交通工具排放的尾气，例如汽车、轮船和飞机等交通工具；固定源的种类就相对较多，主要为石油化工工艺过程和储存设备等的排出物及各种使用有机溶剂的场合，如喷漆、印刷、金属除油和脱脂、粘合剂、制药、塑料和橡胶加工等。从环境角度来说，一些VOCs排入到大气中后，在紫外光的作用下与氮氧化合物等发生化学反应，生成臭氧和过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物，造成光化学烟雾现象。还有一些卤代烃类挥发性有机物(cvoc)挥发到大气中，消耗臭氧层中的臭氧，破坏臭氧层，从而造成臭氧层空洞，导致太阳辐射的紫外线对人体造成伤害VOCs废气不仅危害人体健康和产生光化学烟雾，而且还是二次有机气溶胶和PM_2.5的前驱物，VOCs已成为一类重要的空气污染物。从对人体的角度来说，绝大多数的VOCs具有刺激性气味并且有一定的毒性，有些甚至具有致癌性，对人体产生极大的危害。催化燃烧是治理VOCs污染的一种相对较新的有效技术，具有设备简单、易于操作、反应温度低、降解效率高、运行稳定和维修方便等优点。催化燃烧法是在比直接燃烧法起燃温度要低的多的条件下(一般为150-300℃)进行的无火焰燃烧，将污染物分解为水和二氧化碳以及少量的副产物。催化燃烧在VOCs废气治理新技术研发和工业化应用中正越来越多地受到重视，本发明提出一种新型的VOCs催化燃烧装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挥发性有机化合物的燃烧装置及其模拟检测装置和方法，以解决上述存在的技术问题。本发明的燃烧装置通过微波加热催化剂固定床，将VOCs废气高效催化氧化和矿化，可提高降解和矿化率，降低反应能耗。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种挥发性有机化合物的燃烧装置，包括：微波发射系统、催化燃烧室和催化床；催化燃烧室设置有废气入口和废气出口；催化床上设置有催化剂；催化床固定安装在催化燃烧室内，废气入口和废气出口处于催化床的两侧；微波发射系统包括微波发射装置；微波发射装置安装在催化燃烧室上，微波发射装置通过波导管与催化燃烧室相连通，微波发射装置发射的微波能够通过波导管进入催化燃烧器。

进一步的，催化床上设置的催化剂为Cu-Mn-Ce/SiC蜂窝催化剂。

进一步的，微波发射系统包括：两个微波发射装置；两个微波发射装置分别安装在催化燃烧室的相对的两侧，每侧的微波功率为1040w～1300w；波导管与催化燃烧室之间设置有云母片。

进一步的，微波发射系统包括：电源装置和微波发射装置；微波发射装置包括：磁控管；电源装置包括：倍压整流电路；倍压整流电路的输出端与磁控管相连接；电源装置输出脉动直流阳极电压和3～4V的灯丝电压，用于为磁控管供电。

进一步的，微波发射装置发射的微波的传播方向与催化床上放置的催化剂的孔道方向一致。