[实用新型]可热量回收利用的VOCs蓄热式催化燃烧装置

说明书

本实用新型公开了一种可热量回收利用的VOCs蓄热式催化燃烧装置，包括蓄热催化部分、换热部分和废气输送部分；蓄热催化部分包括蓄热式催化燃烧床，蓄热式催化燃烧床包括加热组件、储热材料和燃烧催化剂层；换热部分与蓄热催化部分相连并通过换热多孔分布板隔开；换热部分包括外壳、设置在外壳中的U型换热器和U型换热器固定装置；废气输送部分与蓄热催化部分相连。本实用新型的VOCs蓄热式催化燃烧装置解决了蓄热‑催化燃烧后的高温气体的余热回收问题，对热量进行重新回收利用，适合用于后续生产工艺急需热能、降低生产成本的场合下使用。

技术领域

本实用新型属于废气处理领域，具体涉及一种可热量回收利用的VOCs蓄热式催化燃烧装置。

背景技术

VOCs废气治理技术包括直接冷凝法、燃烧法(包括蓄热催化燃烧法和直接燃烧法)和吸脱附-冷凝回收法，这些方法都存在各自的优缺点。目前来说，直接燃烧法和直接冷凝法主要用在高浓度的VOCs的环境，特别适合用于冷凝温度点与室温环境相接近的气体组份。吸脱附-冷凝技术、吸脱附-催化燃烧技术主要用在低浓度的VOCs(一般15-200ppm)的气体环境，但吸脱附过程对吸附剂要求较高，特别是吸附剂在吸附过程中要对VOCs具有很好气固相吸附作用，在较高的温度下(80-120℃)又要具有很好的脱附能力。

目前，在VOCs净化工程中使用较多的是催化燃烧法，该方法的催化燃烧过程中，有毒的VOCs在催化剂表面催化作用下变成了无毒的二氧化碳和水。因此，催化燃烧方法可以对VOCs进行无害化环境友好的净化处理。

目前环保净化中使用最多的是蓄热式的催化燃烧装置(简称RCO)，该装置在低VOCs浓度下，将低浓度的VOC浓缩成高浓度的VOC，再经过催化燃烧-换热过程，在催化剂表面发生催化作用，高浓度的有毒VOC氧化成无毒害的二氧化碳和水，该装置在设计运行中需要考虑到热能利用和气体浓缩过程。但对催化燃烧产生的废气进行余热回收的问题一直是工程的热点问题。

申请号为CN201510798973.9的专利申请中，将催化燃烧后的高温气进行换热，形成热循环，用于加热吸附床。申请号为CN201710560961.1的专利申请中，将混合气分为两部分，一部分进行催化燃烧，剩余部分与各级催化燃烧段出口的混合气进行换热，用于吹扫吸附后的床层，但实际操作中容易存在温度过高的问题，容易将吸附床中的吸附剂吹裂或者粉化。申请号为CN201510909146.2的专利申请中，采用热空气将吸附剂中的高浓度VOC吹扫出系统，经过催化燃烧进行高温排放，但体系中不存在换热过程，因此热能耗用间接提高了设备装置的成本。

蓄热式催化燃烧工艺设计中一般只考虑到蓄热和催化燃烧过程，换热过程只是在蓄热体中进行，或者在装置内部进行换热，很多VOCs排放工艺(比如喷漆行业有机废气、涂料生产有机废气)中，生产商为了降低生产成本，急需将蓄热式催化燃烧过程中多余的热量进行回收利用，以便降低后续生产工艺的热能需求。

蓄热式催化燃烧工艺设计中，目前只对催化燃烧本身的反应热通过蓄热体的换热实现热量的交换，但在该过程中，高浓度VOCs催化燃烧放出的大量热能存在热量的排放浪费现象。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是提供一种能够对蓄热-催化燃烧后的高温气体进行余热回收，适合用于后续生产工艺急需热能、降低生产成本的场合下使用的RCO-换热一体化的可热量回收利用的VOCs蓄热式催化燃烧装置。

技术方案：本实用新型提供一种可热量回收利用的VOCs蓄热式催化燃烧装置，包括蓄热催化部分、换热部分和废气输送部分；蓄热催化部分包括三个以上蓄热式催化燃烧床，蓄热式催化燃烧床包括加热组件、储热材料和燃烧催化剂层；换热部分包括外壳、设置在外壳中的U型换热器和U型换热器固定装置；换热部分的外壳与每个蓄热式催化燃烧床分别相连并通过换热多孔分布板隔开；废气输送部分与每个蓄热式催化燃烧床分别相连。