[实用新型]一种流向变换催化燃烧反应器及反应设备

说明书

本实用新型公开了一种流向变换催化燃烧反应器，包括用于对废气进行催化反应的催化燃烧室，所述催化燃烧室的两端分别连接有一个蓄热室以交替回收由废气在所述催化燃烧室内进行催化反应所产生的反应热；其中，所述蓄热室与所述催化燃烧室等尺寸相连、且所述蓄热室自连接于所述催化燃烧室的一端向另一端尺寸逐渐变大。本实用新型还公开了一种流向变换催化燃烧反应设备。通过上述实施方式，其结构简单，反应温度稳定，运行高效，VOCs转化率高，经济性良好。

技术领域

本实用新型属于挥发性有机废气污染处理领域，尤其涉及一种流向变换催化燃烧反应器及反应设备。

背景技术

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是细颗粒物(fineparticulate， PM2.5)、臭氧(O₃)等大气污染物形成的重要前体物。VOCs气体污染正严重影响着我国环境空气质量和人民身体健康，是我国亟需严格控制排放和处理的污染物。

催化燃烧法是一种利用催化剂降低化学活化能的特性，促使可燃性的VOCs气体在300-500℃的条件下发生非均相氧化反应，并将有机污染物完全转化为CO₂和H₂O的VOCs 处理方法。催化燃烧法具有低温无焰燃烧的特点，这不仅能有效避免有机物在高温燃烧产生NO_X二次污染物，又能解决有机气体在有焰燃烧过程中易发生燃爆的问题，故该技术具有十分广阔的应用前景。

其中,流向变换催化燃烧反应器是催化燃烧法的代表反应器之一。流向变换催化燃烧反应器多为圆柱形推流式反应器，其中段为催化反应区，两端则为蓄热区。运行时反应器通过人为非定态的操作方式对气体流向进行周期性的强制变换：首先利用一端的蓄热区将 VOCs催化燃烧释放的反应热进行回收，然后变换气体流向，低温的VOCs气体从已完成蓄热的蓄热区进入反应器，气体升温至可进行催化反应的起活温度并在催化区迅速发生氧化分解反应，最后处理后的气体从另一端的蓄热区流出，同时VOCs气体燃烧释放的反应热被回收，以备对下一轮的流向变化后的VOCs气体进行预热利用，该类反应器具有可实现能量平衡自热运行，经济节能的特点。

然而,目前流向变换催化燃烧反应器存在飞温和熄火的温度控制问题，运行并不太稳定。其中，飞温是指系统内部温度持续上升并超过反应器允许的最高温度，飞温现象对催化剂损害很大；熄火是指因换向周期过长、进气浓度低或散热量大等因素引起的反应器温度逐渐降低，最终导致达不到催化剂的起活温度，催化反应被迫停止。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题提供一种流向变换催化燃烧反应器及反应设备，其结构简单，反应温度稳定，运行高效，VOCs转化率高，经济性良好。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种流向变换催化燃烧反应器，包括：用于对废气进行催化反应的催化燃烧室，所述催化燃烧室的两端分别连接有一个蓄热室以交替回收由废气在所述催化燃烧室内进行催化反应所产生的反应热；其中，所述蓄热室与所述催化燃烧室等尺寸相连、且所述蓄热室自连接于所述催化燃烧室的一端向另一端尺寸逐渐变大。

进一步地，所述催化燃烧室为两端贯通的圆柱结构，所述蓄热室包括两端贯通的圆台段，所述圆台段的变径缩减的一端与所述催化燃烧室等径相连。

进一步地，所述蓄热室还包括两端贯通的圆柱段，所述圆柱段与所述圆台段的变径扩大的一端等径相连。

进一步地，所述催化燃烧室和单个所述蓄热室的高度比为1：1～1.5；所述蓄热室的圆柱段和圆台段之间的高度比为1：0.5～1；所述催化燃烧室的空速为0.20-0.55m/s，所述蓄热室的圆柱段的空速为0.10-0.33m/s。

进一步地，所述蓄热室的底端和所述催化燃烧室的底端均设有多孔承托板。

进一步地，所述催化燃烧室和蓄热室外设有保温层。