本發明涉及煙氣處理,具體是一種工業廢氣處理用催化裂解反應裝置。
背景技術:
1、隨著各類工業過程排放的復雜煙氣成分不斷增多,傳統的處理方式在面對含有多種有機組分、油霧雜質及難降解物質的廢氣時,往往存在反應效率不足、處理不徹底或運行穩定性差等問題。催化裂解裝置通過在特定反應條件下對廢氣中的復雜化合物進行催化活化和分解,使大分子或難處理組分逐步轉化為更易處理的產物,從而為后續凈化提供更有利的反應環境。
2、現有工業廢氣催化裂解裝置普遍面臨油污分離與去除不足的問題,廢氣中殘留的油污進入反應區后容易包覆催化劑表面,導致活性下降并削弱催化裂解反應效果;盡管存在一些反應裝置反應前對廢氣進行二次分離處理,但傳統濾網式分離方式,使得油污在濾網上黏附堆積會引發局部堵塞,讓氣流出現停滯、紊流等現象,影響整體反應效率。此外,在長期運行條件下,傳統分離方式缺乏便捷而有效的清潔手段,難以滿足工業場景對連續穩定運行的要求。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種工業廢氣處理用催化裂解反應裝置,以解決現有技術中提出的問題。
2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:一種工業廢氣處理用催化裂解反應裝置,包括爐體,爐體內設有加熱模塊,爐體內設有催化模塊,爐體內安裝有熱交換模塊,爐體進氣端上安裝有低阻分離器;
3、低阻分離器包括分級管,分級管與爐體進氣端連接,分級管內轉動安裝有起旋分離組件,分級管上安裝有第一驅動器,第一驅動器與起旋分離組件嚙合傳動,分級管內轉動安裝有邊緣分離組件,分級管上安裝有第二驅動器,第二驅動器與分級管嚙合傳動,邊緣分離組件位于靠近爐體的一端。
4、爐體外接有控制柜,控制柜內設有用于控制整個裝置的控制系統。
5、經過處理后的廢氣進入爐體,先在加熱模塊中加熱至反應溫度,使廢氣中復雜有機物及部分高分子組分處于易分解和易斷鍵的能量狀態;隨后氣流進入催化模塊,在催化劑表面發生裂解、降解與氧化等反應,大分子或難處理雜質被逐步分解并最終轉化為穩定的小分子產物,從而達到工業廢氣催化裂解與深度凈化的目的;反應后的高溫凈化氣體在熱交換模塊中完成能量回收。
6、進一步的,起旋分離組件包括齒輪環和熱清理器,齒輪環轉動安裝在分級管內,齒輪環上轉動安裝有若干起旋板,齒輪環上安裝有電動旋轉環,電動旋轉環與起旋板嚙合傳動,熱清理器安裝在分級管內,熱清理器緊靠起旋板軸心位置處,熱清理器一端貫穿分級管并連接有抽吸裝置,齒輪環與第一驅動器嚙合傳動。
7、進一步的,邊緣分離組件包括分離盤,分離盤轉動安裝在分級管內,分離盤與第二驅動器嚙合傳動,分離盤外緣設有若干二級濾孔,分離盤一側安裝有翻邊隔離環,分離盤另一側安裝有若干外消旋板,外消旋板位于二級濾孔位置處,分離盤安裝有外消旋板的一側還安裝有若干內消旋板。
8、當起旋氣流流向邊緣分離組件時,氣流外緣由于離心力作用聚集的灰塵和油霧滴被分離盤外緣阻隔攔截,實現對灰塵和油霧滴的隔離;而廢氣中的氣體組分則穿過分離盤外緣設置的二級濾孔。通過二級濾孔的外緣氣流隨后經過若干外消旋板的整流、消旋處理,旋轉動量被削弱,流向逐步被矯正。而處于氣流內圈的較潔凈廢氣則直接由內消旋板進行整流消旋后進入整平腔。最終,經過消旋處理的內外圈氣流在整平腔內以穩定、均勻的狀態匯入爐體。被阻攔的灰塵和油霧滴最后沿環形槽下落,最后流入排污口,維護時,通過開啟排污口將灰塵和油霧滴排出。
9、起旋分離組件上若干偏轉的板體,為廢氣提供了開放式流動空間;邊緣分離組件上分離盤,采用中間空心的結構,亦為廢氣提供了開放式流動空間;起旋分離組件與邊緣分離組件相互配合實現對廢氣中油污的多級開放式分離,保證了廢氣流動性,避免廢氣在分離處理時停滯導致反應裝置效率降低。
10、進一步的,邊緣分離組件還包括自熱清潔片,自熱清潔片安裝在分級管底端,翻邊隔離環與分離盤構成環形槽,自熱清潔片位于環形槽底端,自熱清潔片形狀與環形槽截面形狀匹配,自熱清潔片內設有電加熱絲。
11、自熱清潔片形狀與環形槽截面形狀匹配,使得自熱清潔片可以緊密嵌合在環形槽底部,便于對環形槽內的雜質和油污進行無縫刮掃。電加熱絲用于對自熱清潔片進行加熱,便于使油污融化。
12、維護時,控制系統同時啟動第二電機和自熱清潔片內的電加熱絲,第二電機輸出軸帶動第二齒輪旋轉,第二齒輪通過旋轉齒帶動整個分離盤旋轉,使得自熱清潔片持續對分離盤外緣的油污進行融化刮除,滲入二級濾孔的油污被融化后隨著旋轉被離心甩出,最后下落匯入排污口,從而完成對分離盤外緣的清潔維護。
13、進一步的,起旋板包括板體,板體上設有若干初級濾孔,板體中心軸處安裝有轉軸,轉軸轉動安裝在齒輪環上,轉軸一端安裝有偏轉齒輪,齒輪環上設有若干齒輪槽,偏轉齒輪位于齒輪槽內,電動旋轉環上設有若干調節齒,調節齒與偏轉齒輪嚙合傳動,熱清理器緊靠板體軸心位置處。
14、電動旋轉環可在齒輪環上電動旋轉,控制系統通過控制電動旋轉環轉動,從而通過其上的調節齒帶動若干偏轉齒輪同步轉動,偏轉齒輪再通過轉軸帶動板體繞中心軸偏轉。工作場景下,控制系統通過電動旋轉環控制若干起旋板偏轉并保持預設角度,若干偏轉的起旋板組成旋轉導向結構。當廢氣經過旋轉導向結構時,在若干等角度斜向偏轉板體的作用下,被導向成旋轉向前的氣流。
15、工業廢氣在進入裝置后,首先進入分級管,隨后穿過起旋分離組件,部分廢氣直接穿過板體,廢氣中的氣體成分穿過板體上的初級濾孔,而廢氣中夾雜的灰塵和油霧滴則被阻擋滯留在板體上,另一部分未穿過初級濾孔的廢氣,沿斜向的板體表面流動,形成旋轉向前的氣流,旋轉的離心力使得廢氣中的灰塵和油滴被甩向氣流邊緣,隨后起旋的氣流在旋流腔內流向邊緣分離組件。
16、進一步的,熱清理器包括抽氣件,抽氣件上連通有硬質管,抽氣件上設有若干抽吸格柵,抽氣件上設有刮刀,刮刀緊靠板體軸心位置處,硬質管安裝在分級管內,硬質管一端貫穿分級管并安裝有抽吸裝置,刮刀內設有電加熱絲。
17、硬質管采用剛性材料制成,可對抽氣件進行支撐。由于刮刀緊靠板體軸心位置處,當板體繞中心軸旋轉時,刮刀始終能與板體表面保持接觸。電加熱絲可對刮刀進行加熱,便于使油污融化。抽吸裝置用于在維護時,對抽氣件進行抽真空,使抽氣件產生負壓吸力。
18、當裝置長時間運行需要維護時,控制系統利用電動旋轉環調節起旋板偏轉角度,使起旋板呈平鋪狀態,若干起旋板處于同一平面;隨后控制系統同時啟動第一電機、抽吸裝置和刮刀內的電加熱絲,第一電機輸出軸帶動第一齒輪旋轉,第一齒輪帶動齒輪環旋轉,齒輪環帶動若干起旋板旋轉,刮刀內的電加熱絲對刮刀加熱,旋轉的板體表面與加熱刮刀持續接觸,刮刀將板體表面的油污融化并刮除,滲入初級濾孔的油污則被熔化后離心甩出,同時,負壓狀態的抽氣件將附近的油污進行吸除,從而實現對起旋分離組件的清潔維護。
19、進一步的,分級管內分別設有旋流腔和整平腔,旋流腔位于起旋分離組件與邊緣分離組件之間,整平腔位于邊緣分離組件與爐體之間。
20、分級管底部設有排污口,排污口根據實際需求分別設置在起旋分離組件與邊緣分離組件附近,用于收集被隔離下落的灰塵和油霧滴。
21、進一步的,第一驅動器包括第一電機,第一電機安裝在分級管上,第一電機輸出軸上安裝有第一齒輪,第一齒輪與齒輪環嚙合傳動。
22、進一步的,第二驅動器包括第二電機,第二電機輸出軸上安裝有第二齒輪,分離盤上設有若干旋轉齒,第二齒輪通過旋轉齒與分離盤嚙合傳動,第二電機安裝在分級管上。
23、與現有技術相比,本發明的有益效果是:
24、1、通過起旋分離組件使一部分輕質氣體成分直接經初級濾孔穿透板體,迅速完成初級凈化分離;另一部分沿斜向板體形成旋轉推進的氣流,利用旋轉產生的離心力將灰塵與油霧滴主動甩向氣流外緣,使雜質在進入后續通道前被提前聚集并與主氣流分離。
25、2、利用分離盤將氣流外緣聚集的灰塵和油霧滴阻隔,實現對油污的二級捕獲分離;同時,通過內外消旋板對不同區域的氣流分別進行整流與消旋,使氣流在進入整平腔前旋轉動量被削弱、流向得到矯正,從而獲得更加穩定、均勻的流體。
26、3、通過在起旋分離組件中設置偏轉板體以及在邊緣分離組件中采用中空式分離盤,裝置形成多級、連續且開放的廢氣流動通道,使廢氣在分離過程中始終保持良好的流動性;二者協同還能夠對廢氣中的油污實現逐步、分層的開放式分離,既提高了雜質剝離效果,又有效避免因流道收縮或局部堵塞導致的氣流停滯,從而防止反應裝置處理效率下降。
27、4、通過電加熱刮刀、抽吸組件對可調節偏轉角度的起旋板結構進行清潔,同步達到油污融化、刮刀刮除、離心甩油與負壓抽吸的共同協作效果,使板體表面以及初級濾孔內滲入的油污均被高效去除,實現對起旋分離組件的深度清潔。
28、5、通過第二電機驅動分離盤整體旋轉,并利用自熱清潔片的加熱熔化與刮除功能,對分離盤外緣累積的油污進行持續剝離;使滲入二級濾孔內部的油污在加熱作用下被熔化并借助離心力甩出,最終集中落入排污口,實現外緣與孔內油污的同步清潔。