[发明专利]一种催化焚烧一体化工业废气终级处理反应器及处理方法

说明书

本发明涉及一种催化焚烧一体化工业废气终级处理反应器及处理方法，终级处理反应器包括燃烧炉、设置在燃烧炉内加热废气的换热器、设置在换热器中用来催化氧化废气的催化层及设置在换热器上方燃烧炉内用来焚烧经催化氧化反应后废气的燃烧室；本发明终级处理反应器催化与焚烧一体化设计；处理后的废气转化效率高达98％；催化为焚烧节省了能源，焚烧为催化提供了热量和保证，延长了装置的工程使用寿命。在催化氧化可以自热运行并能达到环保排放要求时焚烧过程可以停车。本发明本质安全可靠性好、连续换热运行稳定；节能高效且结构紧密占地少、操作简便，便于实现人工智能和无人操控。

技术领域

本发明涉及节能环保领域，特别涉及一种催化焚烧一体化工业废气终级处理反应器及处理方法。

背景技术

随着工业化进程的不断推进，我国大气污染防治的形势日趋严峻，工业挥发性有机化合物(VOC)的排放严重影响了环境空气质量，对人民群众的身体健康造成严重的伤害。为此国家环境保护部门制定了多项法规，各相关企业、高校、科研院所也在积极寻求解决办法。

目前工业VOC的处理方法和技术主要有以下2大类：

1、回收法。回收法主要是通过直接冷凝——分离、溶剂吸收——解析、活性物质吸附——再生和膜分离等手段回收排放废气中的可利用部分。此法因不同排放废气中所含VOC的种类和冷凝浓度不同，相应对冷凝温度、吸收溶剂、吸附剂、膜材料有严格的要求，针对性极强，且大多需要二次处理，很难做到一次处理达标排放，需要配终端处理设备，一般被用于前置处理。

2、燃烧法。燃烧法实际是通过富氧化反应在高温下将VOC废气氧化成CO₂和H₂O。燃烧法目前有

催化燃烧(也称催化氧化)：是在催化剂的作用下发生氧化反应，将VOC废气在无明火的条件下转化为CO₂和H₂O，具有低温节能、转化率高、排放尾气不需要二次处理等优点，但也存在催化剂覆盖范围有限、易失活、寿命短、操作难度大等问题。

直接燃烧(也称焚烧)：排放废气中的VOC含量达到可燃条件的废气或VOC含量不能满足可燃条件的废气配入一定量的可燃介质，再加入足量的富氧，在高温明火条件下燃烧，使至VOC快速氧化成CO₂和H₂O。此法用的最多也最具代表的是一种被称之为RTO(蓄热式燃烧)的国外引进技术。所谓RTO(蓄热式燃烧)简单说是依靠蓄热材料回收燃烧后尾气热量，再通过直接传热的方法加热进口未燃烧废气的一种工艺。此工艺一般依靠9组以上较大进口阀门组不断切换得以实现。RTO(蓄热式燃烧)具有氧化燃烧完全、热效率高、无二次污染，一般被用于VOC的终级处理。但该法实践过程中发现工艺相对复杂，运行维护成本较高、占地面积较大，也时常会因切换阀门泄漏等的故障使工艺不可控、尾气不达标，严重者会使装置爆燃导致安全事故，由于装置本身不能保证本质安全则难以实现无人管理智能化运行。

发明内容

本发明为解决上述问题提供一种催化氧化燃烧(也称催化焚烧)一体化工业废气终级处理反应器及处理方法，所述终级处理反应器不仅转化效率高、覆盖面广、安全可靠性好、运行稳定，使用寿命长；且结构紧密占地少。

为实现上述目的，本技术发明是这样实现的：一种催化焚烧一体化工业废气终级处理反应器，它包括燃烧炉、设置在燃烧炉内加热废气的换热器、设置在换热器中用来催化氧化废气的催化层及设置在换热器上方燃烧炉内用来焚烧经催化氧化反应后废气的燃烧室；所述换热器包括设置在下段的低温换热器和设置在上段的高温换热器；催化层设置在换热器的中段以便废气经低温换热器加热至反应温度进入催化层氧化，氧化后的废气进入高温换热器预热后进入燃烧室加热焚烧，催化氧化所放出的热量被完全吸收，焚烧完全后经换热器和燃烧炉排放出去。

进一步优化方案为，所述高温换热器上部侧壁设有使燃烧后废气和热量进入的通气孔，进入通气孔的热量给高温换热器和催化层提供热源。