一体式催化燃烧及热脱附装置

目前常采用吸附浓缩和催化燃烧一体化装置来处理低浓度废气，吸附剂可以是活性炭、吸附沸石、分子筛，低浓度废气经吸附剂吸附浓缩后达标排放，当吸附剂吸附饱和后使用催化燃烧装置所产生的高温燃烧尾气作为脱附气体，对吸附剂进行脱附，脱附下来的有机物以浓缩的高浓度废气的形式仍然回到催化燃烧装置中。

目前传统的吸附浓缩和催化燃烧一体化装置中，高浓度废气的经过催化燃烧装置处理后产生的燃烧尾气一部分达标排放，另一部分用于吸附剂的脱附。但是在脱附过程中，随着脱附时间的变化，自吸附剂中脱附出来的废气的浓度也有较大的波动，浓度较低时催化燃烧产生的热量过低，造成燃烧尾气温度过低，不能对吸附剂进行有效脱附。反之，则会造成燃烧尾气温度过高，燃烧尾气来不及降温即进入吸附剂，往往会引燃吸附剂。另外，随着脱附的进行，燃烧尾气中的含氧量越来越少，严重影响到催化燃烧设备的处理效率。

本发明针对上述问题，提出了一种一体式催化燃烧及热脱附装置，该装置在传统催化燃烧装置上增加新风预热单元，采用新鲜空气代替燃烧尾气作为脱附气体，去脱附吸附剂，解决了现有的吸附浓缩和催化燃烧一体化装置中脱附气体温度波动较大且含氧量不断减少的缺陷。

本发明所采用的技术方案是，一体式催化燃烧及热脱附装置，包括催化燃烧单元、新风换热单元、新风加热单元、内部连接管道、外部调节管道。催化燃烧单元包括反应外壳，反应外壳上设置有第一废气进气端口、第一废气出气端口，第一废气进气端口和第一废气出气端口之间依次设置有第一换热器、废气加热器、催化床。第一废气进气端口与第一换热器冷侧入口连通，第一换热器的冷侧出口与废气加热器连通，废气进入所述第一换热器吸热升温，再经过所述废气加热器加热升温后穿过催化床，由所述第一换热器热侧进口进入所述第一换热器放热，最后从第一换热器的热侧出口排出，第一废气出气端口与第一换热器的热侧出口连接。新风换热单元包括第一新风进气端口、第一新风出气端口、第二废气进气端口、第二废气出气端口、第二换热器。第一新风进气端口与第一新风出气端口分别连接第二换热器的冷侧进口与冷侧出口。第二废气进气端口与第二废气出气端口分别连接第二换热器的热侧进口与热侧出口。新风加热单元包括外壳、空气加热器、第二新风进气端口、第二新风出气端口，第二新风进气端口与第一新风出气端口连通，新风经过空气加热器加热后，自第二新风出气端口排出。内部连接管道一端连接第一废气出气端口，另一端连接第二废气进气端。进一步地，催化燃烧单元下部为第一换热器，第一换热器为管式换热器，管程输送低温待处理废气，壳程输送高温已处理废气。第一换热器冷侧入口位于第一换热器左侧，第一换热器冷侧出口位于第一换热器顶部右侧。催化燃烧单元上部被挡板分为左右两个区域，左侧区域包括废气加热器及所述催化床，催化床位于废气加热器及第一换热器热侧入口之间。右侧区域与所述第一换热器冷侧出口连通。挡板底部与第一换热器上顶面连接，挡板顶部与反应外壳之间留有间隙且挡板顶部高于废气加热器，以防止气体不经过废气加热单元直接进入催化床。新风换热单元位于催化燃烧单元的右侧，第二废气进气端口位于新风换热单元左侧，第一新风进气端口位于新风换热单元右侧，第二废气出气端口与第一新风出气端口均位于新风换热单元的顶部。新风加热单元位于新风换热单元上部，第二新风进气端口、第二新风出气端口分别位于外壳的底部与顶部。采用上述技术方案进行设备排布，使得催化燃烧单元、新风换热单元、新风加热单元更容易连接成一个整体，一体化设备更容易运输、安装。

进一步地，一体式催化燃烧及热脱附装置与外界空气接触的部分均设置保温层，保温层厚度不低于100毫米，采用上述技术方案，可以有效的降低热量的散失。

进一步地，废气加热器及所述空气加热器均由多组“I”型电加热管组成，所述电加热管两端为接线端，中间为发热部，所述发热部与气流方向垂直布置。电加热管的两接线端均安置在所述一体式催化燃烧及热脱附装置的保温层外。

进一步地，一体式催化燃烧及热脱附装置设置有外部调节管道包括：进气阀门、补冷阀门、进风三通风管、补冷风管、出风三通风管、热风风管。所述进气阀门与所述第一新风进气端口连接，另一端与所述进风三通风管连接。所述进风三通风管还连接有所述补冷阀门和补新风风机。所述补冷风管一端连接所述补冷阀门另一端连接所述出风三通风管。所述热风风管一端连接第二新风出气端口，另一端连接所述出风三通风管。所述出风三通风管还连接脱附总风管。进气阀门与所述阀门均为模拟量控制。采用上述技术方案，燃烧后的废气自第一废气出气端口进入第二废气进气端口，经过第二换热器放热后，由第二废气出气端口排放至大气。新鲜空气自第一新风进气端口进入第二换热器吸热升温后，由第一新风出气端口排出，进入新风加热单元。此时新鲜空气的温度远远低于传统的吸附浓缩和催化燃烧一体化装置中燃烧尾气的温度，因此也更容易通过加热或者补冷风的方式控制其温度。如果新鲜空气的温度达不到规定值，则开启空气加热器；如果新鲜空气的温度超过规定值，则关闭空气加热器同时减小进气阀门的开度、增大补冷阀门的开度，以此来保证用于脱附的新鲜空气的温度稳定在一定范围内。

本发明的有益效果：1、本发明在传统催化燃烧装置内增加了新风预热单元及新风加热单元，利用新鲜空气作为吸附剂的脱附气体，解决了现有的吸附浓缩和催化燃烧一体化装置中脱附气体温度波动较大且含氧量不断减少的缺陷。2、本发明为催化燃烧单元、新风预热单元、新风加热单元相结合的一体化设备，方便运输、安装。

附图说明

图1为本发明一体式催化燃烧及热脱附装置示意图；

图2为本发明一体式催化燃烧及热脱附装置第一换热器示意图；

图3为本发明一体式催化燃烧及热脱附装置新风换热单元示意图；

图4为本发明一体式催化燃烧及热脱附装置新风加热单元示意图；

附图标记列表：1、催化燃烧单元，1.1、反应外壳，1.2、第一废气进气端口，1.3、第一废气出气端口，1.4、第一换热器，1.4.1、第一换热器冷侧入口，1.4.2、第一换热器冷侧出口，1.4.3、第一换热器热侧入口，1.4.4、第一换热器热侧出口，1.5、废气加热器，1.6、催化床，1.7、挡板，2、新风加热单元，2.1、外壳，2.2、空气加热器，2.3、第二新风进气端口，2.4、第二新风出气端口，3、内部连接管道，4、新风换热单元，4.1、第一新风进气端口，4.2、第一新风出气端口，4.3、第二废气进气端口，4.4、第二废气出气端口，4.5、第二换热器，5、外部调节管道，5.1、进气阀门，5.2、补冷阀门，5.3、进风三通风管，5.4、补冷风管，5.5、出风三通风管，5.6、热风风管，5.7、补新风风机，5.8、脱附总风管，6、保温层，7、电加热管。

具体实施方式

下面结合具体实施方式与附图，进一步阐述本发明，下述具体实施方式仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。

如图1、图2、图3及图4所示，一体式催化燃烧及热脱附装置，包括催化燃烧单元1、新风换热单元4、新风加热单元2、内部连接管道3、外部调节管道5。催化燃烧单元1包括反应外壳1.1，反应外壳上设置有第一废气进气端口1.2、第一废气出气端口1.3，第一废气进气端口1.2和第一废气出气端口1.3之间依次设置有第一换热器1.4、废气加热器1.5、催化床1.6。第一废气进气端口1.2与第一换热器冷侧入口1.4.1连通，第一换热器冷侧出口1.4.2与废气加热器1.5连通，废气进入所述第一换热器1.4吸热升温，再经过所述废气加热器1.5加热升温然后穿过催化床1.6，由所述第一换热器热侧进口1.4.3进入所述第一换热器1.4放热，最后从第一换热器热侧出口1.4.4排出，第一废气出气端口1.3与第一换热器热侧出口1.4.4连接。新风换热单元4包括第一新风进气端口4.1、第一新风出气端口4.2、第二废气进气端口4.3、第二废气出气端口4.4、第二换热器4.5。第一新风进气端口4.1与第一新风出气端口4.2分别连接第二换热器4.5的冷侧进口与冷侧出口。第二废气进气端口4.3与第二废气出气端口4.4分别连接第二换热器4.5的热侧进口与热侧出口。新风加热单元2包括外壳2.1、空气加热器2.2、第二新风进气端口2.3、第二新风出气端口2.4，第二新风进气端口2.3与第一新风出气端口4.2连通，新风经过空气加热器加热2.2后，自第二新风出气端口2.4排出。内部连接管道3一端连接第一废气出气端口1.3，另一端连接第二废气进气端4.3。

进一步地，催化燃烧单元1下部为第一换热器1.4，第一换热器1.4为管式换热器，管程输送低温待处理废气，壳程输送高温已处理废气。第一换热器冷侧入口1.4.1位于第一换热器1.4左侧，第一换热器冷侧出口1.4.2位于第一换热器1.4的顶部右侧。催化燃烧单元1的上部被挡板1.7分为左右两个区域，左侧区域包括废气加热器1.5及催化床1.6，催化床1.6位于废气加热器1.5及第一换热器热侧入口1.4.3之间。右侧区域与所述第一换热器冷侧出口1.4.2连通。挡板1.7底部与第一换热器1.4上顶面连接，挡板1.7顶部与反应外壳1.1之间留有间隙且挡板1.7顶部高于废气加热器1.5，以防止气体不经过废气加热器1.5直接进入催化床1.6。新风换热单元4位于催化燃烧单元1的右侧，第二废气进气端口4.3位于新风换热单元4的左侧，第一新风进气端口4.1位于新风换热单元4的右侧，第二废气出气端口4.4与第一新风出气端口4.2均位于新风换热单元的顶部。新风加热单元2位于新风换热单元4上部，第二新风进气端口2.3、第二新风出气端口2.4分别位于外壳2.1的底部与顶部。采用上述技术方案进行设备排布，使得催化燃烧单元1、新风换热单元4、新风加热单元2更容易连接成一个整体，一体化设备更容易运输、安装。

进一步地，一体式催化燃烧及热脱附装置与外界空气接触的部分均设置保温层6，保温层厚度不低于100毫米，采用上述技术方案，可以有效的降低热量的散失。

进一步地，废气加热器及1.5所述空气加热器2.2均由多组“I”型电加热管7组成，所述电加热管7两端为接线端，中间为发热部，所述发热部与气流方向垂直布置。电加热管7的两接线端均安置在所述一体式催化燃烧及热脱附装置的保温层6外。

进一步地，一体式催化燃烧及热脱附装置设置有外部调节管道5包括：进气阀门5.1、补冷阀门5.2、进风三通风管5.3、补冷风管5.4、出风三通风管5.5、热风风管5.6。所述进气阀门5.1与所述第一新风进气端口4.1连接，另一端与所述进风三通风管5.3连接。所述进风三通风管5.3还连接有所述补冷阀门5.2和补新风风机5.7。所述补冷风管5.4一端连接所述补冷阀门5.2，另一端连接所述出风三通风管5.5。所述热风风管5.6一端连接第二新风出气端口2.4，另一端连接所述出风三通风管5.5。所述出风三通风管5.5还连接脱附总风管5.8。进气阀门5.1与补冷阀门5.2均为模拟量控制。采用上述技术方案，燃烧后的废气自第一废气出气端口1.3进入第二废气进气端口4.3，经过第二换热器4.5放热后，由第二废气出气端口4.4排放至大气。新鲜空气自第一新风进气端口4.1进入第二换热器4.5吸热升温后，由第一新风出气端口4.2排出，进入新风加热单元2。此时新鲜空气的温度远远低于传统的吸附浓缩和催化燃烧一体化装置中燃烧尾气的温度，因此也更容易通过加热或者补冷风的方式控制其温度。如果新鲜空气的温度达不到规定值，则开启空气加热器2.2；如果新鲜空气的温度超过规定值，则关闭空气加热器2.2同时减小进气阀门5.1的开度、增大补冷阀门5.2的开度，以此来保证用于脱附的新鲜空气的温度稳定在一定范围内。