[实用新型]一种低热值燃料的催化氧化系统

说明书

本实用新型提供了一种低热值燃料的催化氧化系统，所述系统包括：低热值燃料输送管道、催化剂预热单元与催化氧化反应器；所述催化氧化反应器包括催化燃烧单元、余热回收单元和低热值燃料预热单元；所述余热回收单元包括锅炉给水预热段和蒸汽发生段。本实用新型利用所述的催化氧化反应器不仅能平稳高效地氧化低热值燃料，还能有效利用低热值燃料氧化释放出的热量，即把低热值燃料作为燃料利用变废为宝，既保护了环境，又有较好的经济效益，取得良好的节能减排效果。

技术领域

本实用新型涉及低热值燃料利用和废气处理技术领域，尤其涉及一种低热值燃料的催化氧化系统。

背景技术

工业生产中会产生大量的低热值气体，例如含有大量一氧化碳的液氮洗尾气、甲烷含量较低的煤矿低浓度瓦斯、挥发性有机化合物(VOCs)等。一方面，这些气体的热值低，不能直接燃烧，另一方面，向大气中排放这些气体会污染环境。如何处理这些低热值气体是业内亟需解决的问题。

以VOCs为例，VOCs是通过有组织和无组织排放到大气中的有机挥发物总称。通过光化学反应生成有机气溶胶(雾霾的重要组分之一)，影响空气质量并形成光化学毒雾。目前，国内加大VOCs治理力度，而大风量低浓度VOCs治理在技术上有一定难度。

目前，多种大风量低浓度VOCs治理技术在工程实践中得到应用，但也存在较多问题。

吸附+冷凝技术在石化企业得到了大量应用。由于冷凝过程需要消耗大量的电，运行费用高，而回收的烃类价格较低，每年将给企业带来较大的经济负担。蓄热式热氧化(RTO)不需要消耗太多的电，但在VOCs浓度较低时，需要燃烧柴油或燃气来维持800-900℃操作温度。不仅运行费用高，也会因燃料燃烧火焰温度高，排放NO_x，造成二次污染。而对浓度较高的VOCs，由于RTO采用蓄热结构，难以及时控制内部温度，造成蓄热体损坏，带来额外的维护成本，影响长期稳定运行。

对于浓度大于800mg/m³的有机废气，催化燃烧反应器(CO)，不仅能够在较低温度下(～350℃)将所有烃类完全氧化，还可以避免RTO阀门切换带来的压力波动，避免阀门频繁动作，而造成疲劳损坏。以往实现催化燃烧与余热利用的技术方案如图1所示；此方案主要存在的技术问题在于：

1)B-101、E-102、E-103三个换热设备都以烟气为热源，分开布置增加了装置的占地面积；

2)上述三个换热设备分开布置后，三个设备间需要管线连接，设置多个阀门，增加了制造成本；

3)上述三个换热设备分开布置后，三个设备间需要管线连接，设置多个阀门，增加了需要多个设备基础，加大土建和安装工程的施工量和施工时间；

4)上述三个换热设备分开布置会造成额外的热损失(占总热量的20％左右)，降低余热利用效率。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种低热值燃料的催化氧化系统，其既能实现低热值燃料的催化氧化，又能最大限度的利用低热值燃料氧化所释放出的热量，不仅保护环境，还能产生经济效益。

有鉴于此，本实用新型提供了一种低热值燃料催化氧化的系统，包括：低热值燃料输送管道、催化剂预热单元与催化氧化反应器；所述催化氧化反应器包括催化燃烧单元、低热值燃料预热单元与余热回收单元；

所述催化剂预热单元用于预热所述催化燃烧单元中的催化剂床层；

所述低热值燃料预热单元的入口与低热值燃料输送管道的出口相连；

所述催化燃烧单元的入口与所述低热值燃料预热单元的出口相连；

以预热气体或低热值燃料的流向计，所述催化燃烧单元包括依次设置的封头、气体分布器与催化剂床层；