一种催化燃烧净化工艺及其装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107504506A(43)申请公布日2017.12.22(21)申请号201710560961.1(22)申请日2017.07.11(71)申请人福州大学地址350002福建省福州市工业路523号申请人福建三聚福大化肥催化剂国家工程研究中心有限公司(72)发明人肖益鸿蔡国辉郑勇江莉龙林科钟富兰魏笑峰(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人李敏(51)Int.Cl.F23G7/07(2006.01)F23G5/44(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图2页(54)发明名称一种催化燃烧净化工艺及其装置(57)摘要本发明公开了一种催化燃烧净化工艺及其装置。该工艺和装置首先将有机废气与空气和/或氧气混合，可根据后续催化燃烧温度的需求，灵活调控两者间的混合比例，不但保证了混合气中有机废气浓度在爆炸极限之外，更重要地在于调控了后续催化燃烧温度，杜绝了催化燃烧段的飞温现象；接着将混合气分为两部分，一部分进行催化燃烧，剩余部分与各级催化燃烧段出口的混合气进行换热，通过上述方式，能及时并灵活地调整两部分的量，并利用剩余部分维持进入下级催化燃烧的混合气的温度，最终使催化燃烧能平稳进行，防止了飞温现象发生。CN107504506ACN107504506A权利要求书1/2页1.一种催化燃烧净化工艺，包括如下步骤：有机废气与空气和/或氧气混合，得到混合气，并调整两者间的混合比例，以调控后续催化燃烧温度，保证所述混合气中有机废气浓度在爆炸极限之外；将所述混合气分为两部分，一部分混合气经加热后，依次进入至少两级催化燃烧段进行催化燃烧，剩余混合气与各级催化燃烧段出口的混合气进行换热，以控制各级催化燃烧段的温度，最终得到净化气。2.根据权利要求1所述的催化燃烧净化工艺，其特征在于，沿与所述一部分混合气流动方向的相反方向，所述剩余混合气依次与各级催化燃烧段出口的混合气进行换热，并最终与所述一部分混合气混合。3.根据权利要求1所述的催化燃烧净化工艺，其特征在于，所述剩余混合气分为若干部分，每部分单独与每级催化燃烧段出口的混合气进行换热，换热后的各部分与所述一部分混合气混合。4.根据权利要求1所述的催化燃烧净化工艺，其特征在于，所述剩余混合气分为若干部分，至少一部分沿与所述一部分混合气流动方向的相反方向依次与每级催化燃烧段出口的混合气进行换热，剩余各部分单独与每级催化燃烧段出口的混合气进行换热，换热后的所述剩余混合气与所述一部分混合气混合。5.根据权利要求1-4中任一项所述的催化燃烧净化工艺，其特征在于，所述催化燃烧段内装填有催化燃烧催化剂，所述催化燃烧的反应效率根据所述催化燃烧催化剂的装填量及单位体积内活性成分的量加以调整，保证所述催化燃烧段的温升不超过300℃；还包括将部分所述剩余混合气与至少一级催化燃烧段出口的混合气混合的步骤。6.根据权利要求5所述的催化燃烧净化工艺，其特征在于，所述催化燃烧催化剂由载体和负载于其上的活性成分组成，所述活性成分的负载量为0.04-0.15wt％；所述载体为蜂窝状金属、蜂窝状堇青石、氧化铝、氧化锆、氧化钛或六铝酸盐中的至少一种；所述活性成分为贵金属、过渡金属氧化物或钙钛矿型无机物中的至少一种。7.根据权利要求1-6中任一项所述的催化燃烧净化工艺，所述一部分混合气的进口温度为200-450℃；所述有机废气为工业生产过程中释放的浓度为300～15000mg/m3的有机废气、油田或煤层开采过程中释放的甲烷浓度为500-70000mg/m3的甲烷气、两者的混合物且其中可燃物总浓度不超过100000mg/m3；所述混合气的体积空速为5000-200000h-1。8.一种催化燃烧净化装置，包括壳体，沿所述壳体的轴向方向，依次间隔设置若干层催化燃烧反应床，其特征在于，还包括，混合装置，用于将有机废气与空气和/或氧气混合，得到混合气，并调整两者间的混合比例，以调控后续催化燃烧温度，保证所述混合气中有机废气浓度在爆炸极限之外；加热装置，与所述混合装置和所述催化燃烧反应床连通，用以加热所述混合气使其达到进入所述催化燃烧反应床所需的起始反应温度；换热装置，分别设置于相邻催化燃烧反应床间，所述换热装置的进气口与所述混合装置连通，用于将所述混合装置中的混合气与催化燃烧反应床出口的混合气进行换热。2CN107504506A权利要求书2/2页9.根据权利要求8所述的催化燃烧净化装置，其特征在于，相邻所述换热装置间彼此连通，所述换热装置内设置有可变换热面积的换热面；所述换热装置的出气口与所述加热装置连通；所述混合装置的出气口还与所述催化燃烧反应床的出气端连通，以便将所述混合气与所述催化燃烧反应床的出气端的混合气混合。10.根据权利要求8或9所述