[实用新型]一种催化燃烧反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种催化燃烧反应装置，尤其是一种包括空气预热器、反应器、换热器的一体化催化燃烧反应装置。

背景技术

在目前的催化燃烧装置中，气体预热器、催化燃烧反应器和换热器一般是单独设备，设备之间通过管道、阀门连接。装置占地面积大、结构复杂，温度控制不平稳；且当进气中可燃气体浓度稍高时，容易导致催化剂温升快，取热滞后，使催化剂超温，影响催化剂寿命。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种包括预热器、反应器和换热器组合在一起的一体式催化燃烧反应装置，特别是一种可及时将反应热带走的一体化催化燃烧反应装置。

本实用新型是这样实现的：

一种催化燃烧反应装置，包括预热器、反应器和换热器。所述的预热器、反应器和换热器由下至上串联，构成一体化立式结构；所述的预热器内设有折流板，反应器内设有催化剂支撑筛板，所述的换热器内设置冷热介质分隔板，将换热器分成冷介质腔和热介质腔，在所述的冷介质腔内设有折流板。

其中所述的预热器包括进气口、加热器、折流板和气体出口；所述预热器内的折流板包括两组，一组在下面为U形结构，敞口向上；另一组为Y形结构，开口向上。折流板的设置，增加了气体在加热器内的滞留时间，提高了加热效率。

所述反应器包括气体进口、气体出口、催化剂支撑筛板和催化剂床层。

所述的换热器由冷热介质分隔板分成热介质腔和冷介质腔。换热器可以为热管换热器。热介质腔包括热气体进口、热气体出口和中间热管；冷介质腔包括冷气体进口和出口、中间隔板和热管。

工作时，经过预热的气体进入加热器内，经折流板折流和电加热预热器或燃烧预热器预热后，达到反应要求的温度，进入反应器。在反应器中，含挥发性有机气体在催化剂作用下，与空气中的氧进行催化氧化反应，产生水和二氧化碳，并放出热量，燃烧后的高温气体进入换热器中。在换热器内，热气流通过热介质腔时热管将热量带走，同时热量通过热管传递给冷介质对进气预热，完成热量交换，换热后的气体从出口排出。

预热器和换热器内折流板的设置，使得进入反应器的气体换热、预热充分，既满足了反应所需的温度要求，又充分回收利用了反应器排出的高温气体的热量。因此，本实用新型的催化燃烧反应装置具有催化燃烧效果好、结构紧凑、占地面积小的传热效率高的优点。

附图说明

图1为本实用新型的催化燃烧反应装置的的主剖视图。

图2为换热器的横剖视图。

图3为预热器的横剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步阐述。

结合图1，本实用新型的催化燃烧反应装置包括支座2，预热器19，反应器17，换热器15，侧部支管21构成。预热器19包括进料口1、筒体20、加热器4、U形折流板3和Y形折流板5和上部法兰6。其中U形折流板3包括两边直板和下部的弧形或锥形底板构成；Y形折流板5包括两边直板和上部的斜板。这种折流板结构可保证气流和加热器充分接触，增加气体停留时间，提高传热效率。在这里加热器4采用电加热方式，但也可采用火燃或其它加热方式。在预热器19出口处适当位置设有测温热偶。

反应器17包括支撑筛板18、催化剂床层7、筒体和上下法兰。反应器内部结构可根据催化剂形状采用圆形平筛板或环筒形筛板。换热器15包括下部热气体进口8、冷介质进口14和出口9、分隔板12、折流板11、热管10、筒体16和热介质出口13。其中热管一端在热介质腔内侧、另一端在冷介质腔侧，在冷介质腔内设有环向折流板11。分隔板12为带有上折边的筒体。

装置启动工作时，废气从冷介质进口14进入，经过换热器和侧部支管21后自预热器下部进口1进入预热器，在折流板3作用下气体从两侧分流与加热器接触后向上流动，在折流板5作用下气流折返向下再次与加热器接触，然后从中心第三次与加热器接触后向上流出预热器，这种结构的折流板使得废气充分预热，增加停留时间，提高了传热效率。当废气预热温度达到工艺反应要求数值后，进入反应器17进行催化燃烧反应。反应后的高温气体进入换热器15热介质腔，与多根热管10进行换热后从热介质出口13排出；同时废气自冷介质进口14进入与上部分多组热管10接触换热，在折流板11作用下高温气体走S形路径，多次与热管组件接触，增加了换热时间和换热效率。当处理废气中烃浓度燃烧可实现自维持操作时，催化燃烧达到平稳工作状态后，可以关闭加热器4，此时从冷介质进口14进入的废气经换热后即可达到进入反应器的预热温度要求。气体从冷介质进口14稳定进入该装置，热介质出口13排出的高温气体经过换热后可实现达标排放要求。

该一体化催化燃烧反应器，催化燃烧效果好、结构紧凑、占地面积小、传热效率高，特别适合与其它仪表设备配合一起制造为成套装置。