[实用新型]一种微波快速预热VOCs催化氧化装置

说明书

本实用新型公开一种微波快速预热VOCs催化氧化装置，属于VOCs处理装置的技术领域。本实用新型所述装置将微波发生装置、温度监测及控制装置和催化氧化箱结合起来，利用微波发生装置产生的微波快速加热整体式催化剂，使催化箱内部在短时间内达到催化剂的起燃温度点，起到快速启动催化反应的目的；同时温度监测装置能够实时监测整体式催化剂的表面温度及出口气体温度，在达到催化剂起燃温度后切断微波发生装置停止加热，催化氧化箱利用自身反应热维持催化反应进行，起到节能的作用。本实用新型优点是高效稳定、绿色节能、节约成本，具有良好的应用价值和前景。

技术领域

本实用新型涉及一种VOCs催化氧化装置，尤其涉及一种微波快速预热VOCs催化氧化装置。

背景技术

VOCs(Volatile Organic Compounds)，即挥发性有机污染物，指的是在室温下为液体或固体，但饱和蒸气压大于0.01psia，沸点在260℃以下的易挥发有机物。VOCs被证明是引发大气细颗粒物、臭氧污染和光化学烟雾的主要前驱体物质之一，在大气环境中紫外照射的条件下，VOCs会与大气中的SO₂、NO_x等其他污染气体发生反应，生成光化学烟雾、二次有机气溶胶、臭氧等二次污染物质。此外，大量的研究表明VOCs对人体健康都有着直接和间接的危害，VOCs大多对人体的呼吸系统和免疫系统具有强烈的刺激作用，能够引发严重的心血管疾病及呼吸系统疾病。如果人长期暴露在高VOCs浓度的环境中，会对人皮肤及口鼻腔粘膜造成不可逆的损伤以及破坏人的神经系统。

目前应用于化工、制药等行业的VOCs末端处理技术主要为吸附浓缩加催化氧化，这种组合工艺的主要原理是将工厂废气中的有机物先吸附至沸石转轮中进行浓缩，一段时间后进行脱附，脱附气体进入催化反应器中进行催化氧化。这种工艺存在的问题是：有时脱附气体的温度达不到催化反应器中催化剂的起燃温度，容易发生积碳现象导致催化剂活性中心的堵塞及失活，也会导致催化反应器的催化效率降低。目前采用的常规的方法是在催化器的外部加装电加热装置，在脱附气体进入催化反应器之前对催化剂进行预热，加热到催化剂所需要的起燃温度后再通入脱附气体。但是目前应用的催化剂大多为堇青石负载型整体式催化剂，堇青石本身为蓄热式材料，无论是升温还是降温过程都非常缓慢，至少需要两到三个小时，带来巨大的能源消耗。

针对上面提到的问题，本实用新型专利设计了一种利用微波快速预热及强吸波整体式催化剂来处理VOCs废气的催化反应器。其中强吸波整体式催化剂其基体为碳化硅等强吸波材料，或者是将强吸波材料作为涂层涂敷在传统机构化基体表面。利用强吸波材料在微波作用下快速升温的特点，大幅减少催化剂的预热时间，达到降低能耗的目的。同时，本实用新型装置设有温度监测及控制单元，能够对进气及催化剂表面温度进行实时监控，智能控制微波装置的启停。当进气温度达不到催化剂所需的起燃温度时开启微波加热，当催化剂温度达到设定值时关闭微波加热，并利用催化燃烧放出的热量维持催化反应所需温度，从而实现自动控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，开发一种微波快速预热VOCs催化氧化装置，通过本装置能够实现快速达到催化剂的起燃温度，提高催化装置的处理效率，同时能够大幅降低能耗。