一种旋转式蓄热催化氧化反应器
阅读说明：本技术 一种旋转式蓄热催化氧化反应器 (Rotary heat-storage catalytic oxidation reactor ) 是由 钱付平 常生生 高艺华 孙祎 郭丽娜 吴胜华 鲁进利 韩云龙 于 2021-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种旋转式蓄热催化氧化反应器,包括反应室、蓄热催化室、旋转阀,蓄热催化室设置在反应室和旋转阀之间,旋转阀上设置有进气口和出气口,进气口和出气口均与蓄热催化室连通,旋转阀通过第一连接口和进气管道连接,旋转阀通过第二连接口和出气管道连接,进气口和第一连接口之间形成进气通道,出气口和第二连接口之间形成出气通道,进气通道和出气通道不连通,旋转阀可与蓄热催化室相对转动；本发明通过反应器底部的旋转阀能够将进口的废气与出口的净化气进行分离,并通过旋转阀的转动改变废气的流动方向,节约了成本,且结构简单,易于加工,同时改变流动方向也可大幅度降低氧化废气的残留,有效提高换热效果。(The invention discloses a rotary heat-storage catalytic oxidation reactor, which comprises a reaction chamber, a heat-storage catalytic chamber and a rotary valve, wherein the heat-storage catalytic chamber is arranged between the reaction chamber and the rotary valve, the rotary valve is provided with an air inlet and an air outlet, the air inlet and the air outlet are both communicated with the heat-storage catalytic chamber, the rotary valve is connected with an air inlet pipeline through a first connecting port, the rotary valve is connected with an air outlet pipeline through a second connecting port, an air inlet channel is formed between the air inlet and the first connecting port, an air outlet channel is formed between the air outlet and the second connecting port, the air inlet channel is not communicated with the air outlet channel, and the rotary valve can rotate relative to the heat-storage catalytic chamber; the rotary valve at the bottom of the reactor can separate the waste gas at the inlet from the purified gas at the outlet, and the rotary valve rotates to change the flow direction of the waste gas, so that the cost is saved, the structure is simple, the processing is easy, and meanwhile, the residue of oxidized waste gas can be greatly reduced by changing the flow direction, and the heat exchange effect is effectively improved.)
技术领域
本发明涉及反应器技术领域，具体涉及一种旋转式蓄热催化氧化反应器。
背景技术
近年来我国区域性大气污染事件频发，严重危害人民的健康和生活，引起政府的高度重视。控制VOCs污染排放是解决PM2.5和臭氧等为主要成分的区域大气污染问题的重要途径之一。在各种VOCs处理技术中，催化燃烧法被认为是最具备应用前景的处理技术，目前在全球范围内，催化燃烧法的市场占比最高，达到26％。
旋转式蓄热催化氧化反应器(RC0)(regenerative catalytic oxidation，RCO)结构与旋转式蓄热氧化系统结构大致相同，只是比旋转式蓄热氧化的蓄热床层上面多出了一个催化床层。RCO由蓄热床、催化床、阀门三大部分组成，型式上有单床(旋转床)，双床及三床等多种类型。设备采用流向变换操作，通过催化燃烧将废气中的碳氢化合物转化为CO2和H2O，使有毒有害的废气变为无毒无害的气体，从而使污染得到治理。RC0是一种技术先进、结构新颖、高净化率、低能耗的VOCs污染治理工艺，应用行业包括涂装、石油、化工、橡胶、涂料、制鞋、塑胶制品、印刷、电缆及漆包线等。
目前技术中蓄热催化氧化装置应用广泛，但是应用于旋转蓄热装置较少，且蓄热氧化装置氧化废气残留较多，同时目前蓄热催化氧化装置主要通过旋转蓄热催化床来实现换热效果，旋转过程中由于蓄热催化床较为笨重，造成能源消耗大，且热交换效果差。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种旋转式蓄热催化氧化反应器，包括反应室、蓄热催化室、旋转阀，所述蓄热催化室设置在所述反应室和所述旋转阀之间，所述旋转阀上设置有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口均与所述蓄热催化室连通，所述旋转阀通过第一连接口和进气管道连接，所述旋转阀通过第二连接口和出气管道连接，所述进气口和所述第一连接口之间形成进气通道，所述出气口和所述第二连接口之间形成出气通道，所述进气通道和所述出气通道不连通，所述旋转阀可与所述蓄热催化室相对转动。
较佳的，所述反应室、所述蓄热催化室、所述旋转阀均设置在反应器壳体内，所述反应器壳体为双层设置，层间填充有保温棉构成保温层。
较佳的，所述第一连接口设置在所述旋转阀侧面，所述第二连接口设置在所述旋转阀底部。
较佳的，所述蓄热催化室包括催化剂层和蓄热层，所述催化剂层设置在所述反应室和所述蓄热层之间，所述蓄热层设置有蜂窝陶瓷蓄热体，所述催化剂层设置有负载型贵金属催化剂。
较佳的，所述蓄热催化室设置为环形，且通过隔板分隔为扇形的预热区、蓄热区和中隔区，所述预热区、所述蓄热区和所述中隔区相互不连通，所述中隔区设置在所述预热区和所述蓄热区之间。
较佳的，所述反应室内设置有用于氧化废气的点火装置和火花塞。
较佳的，对应所述旋转阀设置有电机与齿轮，所述旋转阀上设置有与所述齿轮啮合的齿条，所述电机的输出轴与所述齿轮连接。
较佳的，所述蓄热催化室中心设置有旋转中心轴，所述旋转中心轴中空且外圆面上设置有吹扫进气口，所述吹扫进气口通过所述旋转中心轴与风机连通。
较佳的，所述旋转阀包括圆形隔板、竖直隔板、扇形隔板，所述圆形隔板和所述扇形隔板之间通过所述竖直隔板固定连接，所述竖直隔板设置为两个，所述旋转中心轴穿过所述圆形隔板圆心、所述扇形隔板圆心和两所述竖直隔板的交点，两所述竖直隔板将所述旋转阀内部分为扇形的一进口区、一出口区和两功能区，所述进口区、所述出口区由所述功能区分隔，所述进口区连接所述预热区和所述进气管道，所述出口区连接所述出气管道和所述蓄热区，所述吹扫进气口对应设置在一所述功能区上。
较佳的，所述圆形隔板和所述扇形隔板之间形成具有一侧部开口的所述进口区，位于所述侧部开口上部的所述进气口与所述蓄热催化室连通，位于所述侧部开口下部的所述第一连接口与所述进气管道连通；对应所述出口区设置有环形隔板，所述圆形隔板和所述环形隔板形成所述出口区，位于所述出口区侧部的所述出气口与所述蓄热催化室连通，位于所述出口区下部的所述第二连接口与所述出气管道连通。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明通过反应器底部的旋转阀能够将进口的废气与出口的净化气进行分离，并通过旋转阀的转动改变废气的流动方向，以代替传统的多个阀门，无需定期频繁开关，节约了成本，且结构简单，易于加工，同时改变流动方向也可大幅度降低氧化废气的残留，有效提高换热效果。
附图说明
图1为所述旋转式蓄热催化氧化反应器的结构视图；
图2为所述蓄热催化室的结构俯视图；
图3为所述旋转阀的连接结构视图；
图4为所述旋转阀的结构爆炸图。
图中数字表示：
1-点火装置；2-火花塞；3-反应室；4-第一催化剂层；5-第一蓄热层；6-进气管道；7-齿轮；8-电机；9-旋转中心轴；10-风机；11-出气管道；12-旋转阀；13-第二蓄热层；14-第二催化剂层；15-反应器壳体；16-圆形隔板；17-竖直隔板；18-吹扫进气口；19-环形隔板；20-扇形隔板。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
如图1、图2所示，图1为所述旋转式蓄热催化氧化反应器的结构视图；图2为所述蓄热催化室的结构俯视图。
本发明所述旋转式蓄热催化氧化反应器包括反应室3、蓄热催化室、旋转阀12，所述反应室3、所述蓄热催化室、所述旋转阀12均设置在反应器壳体15内，所述蓄热催化室设置在所述反应室3和所述旋转阀12之间，所述旋转阀12上设置有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口均与所述蓄热催化室连通，所述旋转阀12通过第一连接口和进气管道6连接，所述旋转阀12通过第二连接口和出气管道11连接，所述进气口和所述第一连接口之间形成进气通道，所述出气口和所述第二连接口之间形成出气通道，所述进气通道和所述出气通道不连通，避免废气与净化后的气体相混，提高废气的净化效率。所述旋转阀12可与所述蓄热催化室相对转动，从而改变所述进气口、所述出气口与所述蓄热催化室的连接位置。
较佳的，所述反应器壳体15为双层设置，层间填充有保温棉构成保温层。
一般的，所述第一连接口设置在所述旋转阀12侧面，所述第二连接口设置在所述旋转阀12底部。
较佳的，所述蓄热催化室包括催化剂层和蓄热层，所述催化剂层设置在所述反应室3和所述蓄热层之间，所述蓄热层设置有蜂窝陶瓷蓄热体，所述催化剂层设置有负载型贵金属催化剂，有利于热量的回收和废气的净化效率。
所述蓄热催化室设置为环形，且通过隔板分隔为扇形的预热区、蓄热区和中隔区，所述预热区、所述蓄热区和所述中隔区相互不连通，所述中隔区设置在所述预热区和所述蓄热区之间。所述预热区用于预热废气，所述蓄热区用于蓄积挥发性有机物(VOC)的氧化放热。所述中隔区将预热区与蓄热区隔开，一所述中隔区用于吹除未反应完全的废气，一所述中隔区气体停滞。
所述预热区、所述蓄热区为相同部件的功能切换，具体的，由所述旋转阀12向所述反应室3流通的待处理废气经所述预热区预热，所述预热区将热量传递给待处理废气后转变为所述蓄热区，由所述反应室3向所述旋转阀12流通的处理后废气经所述蓄热区储热，所述蓄热区吸收处理后废气的热量后转变为所述预热区。同一区域的所述蓄热催化室在第一次循环过程中作为所述预热区放热后在第二次循环过程中作为所述蓄热区储热，所述旋转阀12旋转以切换所述进气口和所述出气口的相对位置，从而实现所述蓄热催化室同一区域位置处的功能转换。
较佳的，所述反应室3内设置有点火装置1和火花塞2，实现对废气的氧化。
较佳的，对应所述旋转阀12设置有电机8与齿轮7，所述旋转阀12上设置有与所述齿轮7啮合的齿条，所述电机8的输出轴与所述齿轮7连接，通过所述电机8带动所述齿轮7转动，从而实现所述旋转阀12与所述蓄热催化室的相对转动。
较佳的，所述蓄热催化室中心设置有旋转中心轴9，所述旋转中心轴9中空且外圆面上设置有吹扫进气口18，所述吹扫进气口18通过所述旋转中心轴9与风机10连通，通过所述风机10向所述吹扫进气口18鼓风，从而使所述吹扫进气口18对所述蓄热催化室进行吹扫，避免废气停留在所述蓄热催化室中，从而提高废气的净化效率和防止蓄热体堵塞。
本发明的工作原理是：所述蓄热催化室包括第一蓄热层5、第一催化剂层4、第二蓄热层13、第二催化剂层14。
通过所述电机8带动所述齿轮7旋转，进而带动所述旋转阀12的转动，废气可通过所述进气管道6进入所述旋转阀12，通过所述旋转阀12的转动将废气分配给所述预热区，废气通过所述第一蓄热层5和所述第一催化剂层4，在所述反应室3中开始氧化，随后进入所述第二催化剂层14和所述第二蓄热层13，被所述第二蓄热层13吸收热量，最后将净化后的气体通过出气管道11排到大气中，完成第一次废气处理，在第一次废气处理时，所述第一蓄热层5和所述第一催化剂层4为所述预热区，所述第二催化剂层14和所述第二蓄热层13为所述蓄热区。
在第二次废气处理时，通过所述旋转阀13的转动使废气进入所述第二蓄热层13，由所述第二蓄热层13吸收的热量加热废气，然后废气通过所述第二催化剂层14，在所述反应室3中开始氧化，随后进入所述第一催化剂层4和所述第一蓄热层5，被所述第一蓄热层5吸收热量，最后将净化后的气体通过所述出气管道11排到大气中，完成第二次废气处理，在第二次废气处理时，所述第一蓄热层5和所述第一催化剂层4为所述蓄热区，所述第二催化剂层14和所述第二蓄热层13为所述预热区。交替进行第一次废气处理和第二次废气处理，从而进行循环处理。
实施例二
如图3、图4所示，图3为所述旋转阀的连接结构视图；图4为所述旋转阀的结构爆炸图。
所述旋转阀12分隔为上下两个部分，上部与所述蓄热催化室下方相连，下部一侧与所述进气管道6相连，所述进气管道6中间设置有圆形孔与所述旋转阀12相连，所述旋转阀12底部与所述出气管道11相连，通过隔板将废气与净化后的气体相隔开，避免出现废气与净化后的气体相混的情况，从而提高废气的净化效率。
具体的，所述旋转阀12包括圆形隔板16、竖直隔板17、扇形隔板20，所述圆形隔板16和所述扇形隔板20之间通过所述竖直隔板17固定连接，所述竖直隔板17设置为两个，两所述竖直隔板17夹角设置，所述旋转中心轴9穿过所述圆形隔板16圆心、所述扇形隔板20圆心和两所述竖直隔板17的交点，两所述竖直隔板17将所述旋转阀12内部分为扇形的一进口区、一出口区和两功能区，所述进口区、所述出口区由所述功能区分隔，所述进口区连接所述预热区和所述进气管道6，所述出口区连接所述出气管道11和所述蓄热区，所述吹扫进气口18对应设置在一所述功能区上。
较佳的，所述圆形隔板16和所述扇形隔板20之间形成具有一侧部开口的所述进口区，所述侧部开口上部即所述进气口与所述蓄热催化室连通，下部即所述第一连接口与所述进气管道6连通。
对应所述出口区设置有环形隔板19，所述圆形隔板16和所述环形隔板19形成具有一侧部进口、一下部出口的所述出口区，所述侧部进口即所述出气口与所述蓄热催化室连通，所述下部出口即所述第二连接口与所述出气管道11连通。
所述旋转阀12上半部分顶部为圆形隔板16，中部设置两竖直隔板17将所述旋转阀12内部分为4个扇形区域，两竖直隔板17之间的角度为30°，两个扇形角度较大的区域与蓄热体下方相连，另两个扇形区域其中一个用于气体吹扫，另一个区域完全封闭，用于气体停滞。
所述旋转阀下半部分底端设置为扇形隔板20，侧面设置有环形隔板19，所述扇形隔板20和所述环形隔板19两端均与所述竖直隔板17对齐且通过所述竖直隔板17连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：冲击波供给装置