[发明专利]一种处理VOCs废气的催化氧化系统

说明书

本发明涉及大气污染控制领域，具体涉及一种处理VOCs废气的催化氧化系统。本发明中催化器内并列设置有多个单管反应器；催化器的出口与换热器的热端入口连接，换热器的冷端入口与废气分配器连接，换热器的冷端出口与加热器连接，换热器的热端出口与烟囱连接，本发明提供的处理VOCs废气的催化氧化系统废气经多级换热器换热，然后经加热器进行最后加热，使得废气达到催化剂的运行温度，有效利用了催化过程产生的反应热，并列设置有多个单管反应器优化了气流、温度分布的均匀性，提高了催化剂利用率。

技术领域

本发明涉及大气污染控制领域，具体涉及一种处理VOCs废气的催化氧化系统。

背景技术

VOCs(英文名为：volatile organic compounds，中文名为：挥发性有机化合物)是当前主要大气污染物之一，我国是VOCs排放大国，预计2030 年排放总量可达3800万吨，涉及石化、化工、工业涂装、包装印刷、油品储运销等行业。VOCs是形成细颗粒物PM_2.5和臭氧O₃的重要前驱体，京津冀及周边地区，有机物OM是细颗粒物PM_2.5的最主要组分，占比达20-40％。此外，VOCs是重点区域臭氧O₃生成的主控因子。

国家和地方政府相继发布了VOCs治理规划和相关标准，《挥发性有机污染物防治治理工作方案》、《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，持续展开大气污染防治行动，组织实施VOCs专项整治。《重点行业挥发性有机物综合治理方案》，要求2020年建立VOCs污染防治管理体系，重点区域、重点行业VOCs治理实现排放量下降10％的目标。

对于VOCs的净化去除，催化氧化为高效绿色手段，VOCs在催化剂表面被彻底氧化为无害化的H₂O和CO₂。催化氧化反应器对系统的效率和能耗有决定性影响，同时制约了系统的运行条件，当VOCs浓度较高时，需要通过稀释降低反应热，但增加了设备规模。常规催化氧化反应器，催化剂床层是通过催化剂堆砌摆放，多层催化剂层垂直于气流方向布置。催化剂床层结构复杂，不易安装和更换，且存在分布不均、密封性差、短流等缺陷。且当入口VOCs浓度较高时，由于氧化放热导致下游床层温度急剧升高，进而引起催化剂烧结。

发明内容

(一)本发明所要解决的技术问题是：目前催化剂床层无法利用催化过程的反应热，且存在分布不均的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一个实施例提供了一种处理VOCs废气的催化氧化系统，包括催化氧化反应装置和废气分配器；

所述催化氧化反应装置包括：加热器、多个催化器和换热器；所述催化器内并列设置有多个单管反应器；

所述催化器出口与所述换热器的热端入口连接，所述换热器的冷端入口与所述废气分配器连接，所述换热器的冷端出口与所述加热器连接，所述换热器的热端出口与烟囱连接。

根据本发明的一个实施例，所述单管反应器包括反应器外壳和设置于所述反应器外壳内的多层催化剂层，所述反应器外壳与所述催化剂层之间设置有耐火密封衬垫。

根据本发明的一个实施例，多个所述催化器为前级催化器和后级催化器，所述前级催化器的出口与前级换热器的热端入口连接，所述后级催化器出口与后级换热器的热端入口连接。

根据本发明的一个实施例，所述前级催化器入口与前级气体过渡箱连接，所述后级催化器出口通过后级气体过渡箱与所述后级换热器的热端入口连接。

根据本发明的一个实施例，所述前级气体过渡箱上设置有压力控制器和 /或紧急排气阀。

根据本发明的一个实施例，还包括与所述前级催化器和所述后级催化器连接的补冷风机，所述前级催化器、所述后级催化器与所述补冷风机之间分别设置有电动阀。