權(quán)利要求書： 1.一種工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，布置于鍋爐的脫硫脫硝和電除塵之后與煙囪之前的引風(fēng)機(jī)之間，其特征在于，包括：依次連通的第一換熱器、催化反應(yīng)器和第二換熱器；其中，所述第一換熱器的冷源入口與第二換熱器的熱源出口連通，所述第二換熱器的上側(cè)冷源入口與主煙道連通；所述第一換熱器的冷源出口與熱源入口之間設(shè)置有熱源生成器，所述第一換熱器的熱源出口與所述催化反應(yīng)器的煙氣入口連通；所述催化反應(yīng)器用于將煙氣中的一氧化碳進(jìn)行催化燃燒反應(yīng)；所述催化反應(yīng)器的煙氣出口與所述第二換熱器的下側(cè)熱源入口連通，所述第二換熱器的冷源出口通過引風(fēng)機(jī)與煙囪連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，其特征在于，所述催化反應(yīng)器包含反應(yīng)室，所述反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有多個催化反應(yīng)單元，每個催化反應(yīng)單元對應(yīng)的反應(yīng)室的側(cè)壁設(shè)置有煙氣入口和煙氣出口；每個催化反應(yīng)單元包含上下設(shè)置的兩層催化劑層，所述催化劑層與所述反應(yīng)室的內(nèi)側(cè)壁連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，其特征在于，多個催化反應(yīng)單元呈上下兩層布設(shè)于所述反應(yīng)室內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，其特征在于，設(shè)置于下層的催化反應(yīng)單元對應(yīng)的反應(yīng)室的底板為傾斜板，該傾斜板向?qū)?yīng)的煙氣入口傾斜，以減小煙氣流速。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，其特征在于，設(shè)置于上層的催化反應(yīng)單元內(nèi)與煙氣進(jìn)口對應(yīng)的設(shè)置有導(dǎo)流板。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，其特征在于，每個催化反應(yīng)單元的煙氣出口處設(shè)置有伸向反應(yīng)室內(nèi)的遮擋板。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，其特征在于，所述第二換熱器的上側(cè)冷源入口與主煙道連通的煙道上設(shè)置有空氣補(bǔ)償口。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，其特征在于，所述第一換熱器為螺旋翅片管換熱器，其熱源為飽和蒸汽。

說明書： 一種工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實用新型涉及煙氣治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置。

背景技術(shù)[0002] 一氧化碳是大氣中幾種主要的污染物質(zhì)之一，對環(huán)境的污染主要體現(xiàn)在對人的傷害上，在工業(yè)生產(chǎn)中接觸CO的作業(yè)不下100余種，如冶金工業(yè)中煉焦、煉鐵、鍛冶和熱處理的生產(chǎn)過程，礦井放炮，煤礦瓦斯爆炸事故；碳素石墨電極制造，內(nèi)燃機(jī)試車；生產(chǎn)金屬羰化物如羰基鎳，羰基鐵等過程，尤其是隨著煤氣化工的發(fā)展，煤氣化裝置及后續(xù)合成氣處理裝置，制氫裝置，化學(xué)工業(yè)中合成氫，丙酮、光氣、甲醇的生產(chǎn)或生產(chǎn)中使用含CO的可燃?xì)怏w(如水煤氣含CO達(dá)40％，高爐與發(fā)生爐煤氣中含30％，煤氣含5％)都可能接觸CO。如生產(chǎn)過程中密閉不嚴(yán)，局部濃度過高，可引起中毒。

[0003] 隨著環(huán)境治理工作的逐漸深入，企業(yè)為了滿足國家強(qiáng)制規(guī)定的NOx超低排放，往往會優(yōu)先采取低氮燃燒改造降低氮氧化物排放，但該改造技術(shù)往往會導(dǎo)致廢氣中CO的濃度升高。在鍋爐，工業(yè)爐窯等燃燒設(shè)備的國家標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定了煙氣黑度限值，要求燃料燃燒充分，從而達(dá)到減少一氧化碳排放的目的?，F(xiàn)有的循環(huán)流化床燃煤鍋爐一般采用的煙氣治理工藝為“SNCR+SCR+濕法脫硫(雙塔雙循環(huán))+濕式電除塵”，該煙氣治理工藝處理后的煙氣中3 3 3NOx的濃度＜45mg/m、SO2的濃度＜45mg/m 、顆粒物的濃度＜5mg/m ，均能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，3 3但是煙氣中一氧化碳的濃度較高，達(dá)到600mg/m ，且煙氣量較大約179800m/h，溫度低(40?60℃)且含水蒸汽，急需進(jìn)一步對煙氣中的一氧化碳(CO)進(jìn)行治理。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的在于提出一種工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，提供了一種工業(yè)煙氣中一氧化碳的治理方案，能夠大大降低煙氣中的一氧化碳濃度，從而降低煙氣中一氧化碳對環(huán)境的污染，提高工業(yè)生產(chǎn)的安全性。

[0005] 為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。[0006] 一種工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，布置于鍋爐的脫硫脫硝和電除塵之后與煙囪之前的引風(fēng)機(jī)之間，包括：依次連通的第一換熱器、催化反應(yīng)器和第二換熱器；其中，所述第一換熱器的冷源入口與第二換熱器的熱源出口連通，所述第二換熱器的上側(cè)冷源入口與主煙道連通；所述第一換熱器的冷源出口與熱源入口之間設(shè)置有熱源生成器，所述第一換熱器的熱源出口與所述催化反應(yīng)器的煙氣入口連通；所述催化反應(yīng)器用于將煙氣中的一氧化碳進(jìn)行催化燃燒反應(yīng)；所述催化反應(yīng)器的煙氣出口與所述第二換熱器的下側(cè)熱源入口連通，所述第二換熱器的冷源出口通過引風(fēng)機(jī)與煙囪連通。

[0007] 本實用新型技術(shù)方案的特點和進(jìn)一步的改進(jìn)在于：[0008] 進(jìn)一步地，所述催化反應(yīng)器包含反應(yīng)室，所述反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有多個催化反應(yīng)單元，每個催化反應(yīng)單元對應(yīng)的反應(yīng)室的側(cè)壁設(shè)置有煙氣入口和煙氣出口；每個催化反應(yīng)單元包含上下設(shè)置的兩層催化劑層，所述催化劑層與所述反應(yīng)室的內(nèi)側(cè)壁連接。

[0009] 更進(jìn)一步地，多個催化反應(yīng)單元呈上下兩層布設(shè)于所述反應(yīng)室內(nèi)。[0010] 更進(jìn)一步地，設(shè)置于下層的催化反應(yīng)單元對應(yīng)的反應(yīng)室的底板為傾斜板，該傾斜板向?qū)?yīng)的煙氣入口傾斜，以減小煙氣流速。

[0011] 更進(jìn)一步地，設(shè)置于上層的催化反應(yīng)單元內(nèi)與煙氣進(jìn)口對應(yīng)的設(shè)置有導(dǎo)流板。[0012] 進(jìn)一步地，每個催化反應(yīng)單元的煙氣出口處設(shè)置有伸向反應(yīng)室內(nèi)的遮擋板。[0013] 進(jìn)一步地，所述第二換熱器的上側(cè)冷源入口與主煙道連通的煙道上設(shè)置有空氣補(bǔ)償口。

[0014] 進(jìn)一步地，所述第一換熱器為螺旋翅片管換熱器，其熱源為飽和蒸汽。[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為：[0016] 本實用新型設(shè)計了低溫催化燃燒去除煙氣中一氧化碳的裝置，以飽和蒸汽為熱源加熱煙氣使其達(dá)到催化反應(yīng)溫度，大大降低了煙氣中的一氧化碳濃度，提高安全性；同時，本實用新型利用一氧化碳催化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量對原始的主煙道低溫?zé)煔膺M(jìn)行初步加熱，對熱量實現(xiàn)了循環(huán)利用，節(jié)能環(huán)保，提高處理效率。

附圖說明[0017] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0018] 圖1為本實用新型的一種工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置的工藝流程示意圖；

[0019] 圖2為本實用新型的催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0020] 以上圖中，1第一換熱器；2催化反應(yīng)器；21反應(yīng)室；22催化反應(yīng)單元；221催化劑層；222傾斜板；223導(dǎo)流板；224遮擋板；225煙氣進(jìn)口；226煙氣出口；3第二換熱器；4主煙道；5空氣補(bǔ)償口。

具體實施方式[0021] 下面將結(jié)合實施例對本實用新型的實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本實用新型，而不應(yīng)視為限制本實用新型的范圍。

[0022] 參考圖1，本實用新型提供一種工業(yè)煙氣中一氧化碳的催化燃燒裝置，布置于鍋爐的脫硫脫硝和電除塵之后與煙囪之前的引風(fēng)機(jī)之間，包括：依次連通的第一換熱器1、催化反應(yīng)器2和第二換熱器3；其中，所述第一換熱器1的冷源入口與第二換熱器3的熱源出口連通，所述第二換熱器3的上側(cè)冷源入口與主煙道4連通；所述第一換熱器1的冷源出口與熱源入口之間設(shè)置有熱源生成器，所述第一換熱器1的熱源出口與所述催化反應(yīng)器2的煙氣入口連通；所述催化反應(yīng)器2用于將煙氣中的一氧化碳進(jìn)行催化燃燒反應(yīng)；所述催化反應(yīng)器2的煙氣出口226與所述第二換熱器3的下側(cè)熱源入口連通，所述第二換熱器3的冷源出口通過引風(fēng)機(jī)與煙囪連通。

[0023] 以上實施例中，經(jīng)過脫硫脫硝和濕式電除塵處理后的煙氣，即現(xiàn)有鍋爐的待排放煙氣，溫度為40?60℃，從主煙道4經(jīng)第二換熱器3的冷源入口流入第二換熱器3的殼程內(nèi)，在燃燒反應(yīng)未開始之前，第二換熱器3的殼程內(nèi)為主煙道4內(nèi)的低溫?zé)煔?；該低溫?zé)煔鈴牡诙Q熱器3的熱源出口流出，再經(jīng)第一換熱器1的冷源入口進(jìn)入第一換熱器1的殼程內(nèi)；第一換熱器1的管程內(nèi)為飽和熱蒸汽(溫度為250?265℃)，飽和熱蒸汽經(jīng)第一換熱器1的熱源入口進(jìn)入，在第一換熱器1內(nèi)實現(xiàn)飽和熱蒸汽與煙氣的換熱，冷卻后的蒸汽凝結(jié)成熱水，從第一換熱器1的冷源出口流出，再流入熱源生成器進(jìn)行加熱后進(jìn)入第一換熱器1的管程，以此循環(huán)。本實施例的熱源生成器可以單獨設(shè)置蒸汽發(fā)生器，也可以利用鍋爐系統(tǒng)的汽包，飽和蒸汽來自汽包，經(jīng)第一換熱器換熱后冷凝為熱水返回除氧器再利用。

[0024] 經(jīng)第一換熱器1換熱后低溫?zé)煔獾臏囟冗_(dá)180?200℃，從第一換熱器1的熱源出口流出進(jìn)入催化反應(yīng)器2；催化反應(yīng)器2內(nèi)的高溫?zé)煔庠诖呋瘎┑淖饔孟屡c煙氣中的氧氣發(fā)生催化燃燒反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)后的煙氣從第二換熱器3的下側(cè)熱源入口進(jìn)入殼程，并將熱量傳給管程內(nèi)的導(dǎo)熱油，下側(cè)熱管內(nèi)的導(dǎo)熱油部分汽化后流入上部熱管內(nèi)，與上部第二換熱器3的冷源入口進(jìn)入的低溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱；同時，上部熱管內(nèi)的導(dǎo)熱油流入下部熱管繼續(xù)汽化，以此完成反應(yīng)后的高溫?zé)煔鈱χ鳠煹?內(nèi)的低溫?zé)煔獾念A(yù)加熱過程，預(yù)加熱后的煙氣溫度為100?120℃。

[0025] 實際上，當(dāng)燃燒反應(yīng)開始后，第二換熱器3的殼程的上部為低溫?zé)煔猓瑲こ痰南虏繛槿紵磻?yīng)產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，第二換熱器3的熱管為封閉管，該熱管內(nèi)為導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油在熱管內(nèi)形成自循環(huán)。本實用新型設(shè)計了低溫催化燃燒去除煙氣中一氧化碳的裝置，以飽和蒸汽為熱源加熱煙氣使其達(dá)到催化反應(yīng)溫度，大大降低了煙氣中的一氧化碳濃度，提高安3 3全性，本裝置能夠?qū)煔庵械囊谎趸紳舛葟拇笥?00mg/m降到小于150mg/m。同時，對反應(yīng)后的煙氣的熱量進(jìn)行循環(huán)利用，以對煙氣進(jìn)行預(yù)加熱，節(jié)能環(huán)保。

[0026] 參考圖2，根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述催化反應(yīng)器2包含反應(yīng)室21，所述反應(yīng)室21內(nèi)設(shè)置有多個催化反應(yīng)單元22，每個催化反應(yīng)單元22對應(yīng)的反應(yīng)室21的側(cè)壁設(shè)置有煙氣入口和煙氣出口226；每個催化反應(yīng)單元22包含上下設(shè)置的兩層催化劑層221，所述催化劑層221與所述反應(yīng)室21的內(nèi)側(cè)壁連接。

[0027] 以上實施例中，催化反應(yīng)單元22的數(shù)量可以根據(jù)煙氣流量進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)實際的廠房占地和高度進(jìn)行設(shè)置。本實施例中催化反應(yīng)器2設(shè)計為一個具有統(tǒng)一外殼的反應(yīng)室21，在該反應(yīng)室21內(nèi)設(shè)置多個催化反應(yīng)單元22，即將較大的煙氣量進(jìn)行模塊劃分，每個催化反應(yīng)單元22用于對較小煙氣量進(jìn)行催化燃燒處理。在每個催化反應(yīng)單元22內(nèi)設(shè)置上下兩層催化劑層221，下層的催化劑層221為采用堇青石蜂窩陶瓷體作為第一載體，活性氧化鋁為第二載體；對濕煙氣中的粉塵等雜質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的去除，上層催化劑層221采用堇青石蜂窩陶瓷體作為第一載體，活性氧化鋁為第二載體，以貴金屬Pd、Pt等為主要活性組分，將CO在180～400℃的低溫下氧化成CO2，完成煙氣中一氧化碳的催化燃燒反應(yīng)，降低煙氣中的一氧化碳濃度。

[0028] 參考圖2，根據(jù)本實用新型的一個實施例，多個催化反應(yīng)單元22呈上下兩層布設(shè)于所述反應(yīng)室21內(nèi)。

[0029] 以上實施例中，將多個催化反應(yīng)單元22設(shè)計為上下兩層布置，每個催化反應(yīng)單元22都有獨立的煙氣進(jìn)口225和煙氣出口226，且煙氣進(jìn)口225在下，出口在上，以節(jié)省占地面積。本實施例中，一套催化反應(yīng)器2由兩個5m(長)x4.5m(寬)x11m(高)的催化反應(yīng)單元22組成，每個催化反應(yīng)單元22分上下兩層，該兩層相對獨立，各自具有獨立的煙氣入口及出口。

每個催化反應(yīng)單元22的每層均安裝催化劑層221，可實現(xiàn)最大催化劑裝填高度1m。一套催化反應(yīng)器2裝置系統(tǒng)占地面積約7x9平米。

[0030] 參考圖2，根據(jù)本實用新型的一個實施例，設(shè)置于下層的催化反應(yīng)單元22對應(yīng)的反應(yīng)室21的底板為傾斜板222，該傾斜板222向?qū)?yīng)的煙氣入口傾斜，以減小煙氣流速。

[0031] 參考圖2，根據(jù)本實用新型的一個實施例，設(shè)置于上層的催化反應(yīng)單元22內(nèi)與煙氣進(jìn)口225對應(yīng)的設(shè)置有導(dǎo)流板223。

[0032] 以上實施例中，上層催化反應(yīng)單元22的底角處設(shè)置導(dǎo)流板223，以增大煙氣流動阻力，降低煙氣流速，以使煙氣能夠與催化劑層221上的催化劑充分接觸，使催化燃燒反應(yīng)更加充分、徹底。

[0033] 參考圖2，根據(jù)本實用新型的一個實施例，每個催化反應(yīng)單元22的煙氣出口226處設(shè)置有伸向反應(yīng)室21內(nèi)的遮擋板224。

[0034] 以上實施例中，每個催化反應(yīng)單元22采用煙氣進(jìn)口225對應(yīng)處設(shè)置傾斜板222或?qū)Я靼?23，在煙氣出口226處設(shè)計遮擋板224，使進(jìn)口和出口相結(jié)合，以改變每個催化反應(yīng)單元22內(nèi)的阻力分布以及氣體流速，使煙氣均勻分布，與催化劑充分接觸反應(yīng)。

[0035] 參考圖1，根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述第二換熱器3的上側(cè)冷源入口與主煙道4連通的煙道上設(shè)置有空氣補(bǔ)償口5。

[0036] 以上實施例中，當(dāng)煙氣中的氧不足以使其中的一氧化碳完成氧化反應(yīng)時，從第二換熱器3的上側(cè)冷源入口與主煙道4連通的煙道上的空氣補(bǔ)償口5處向煙氣中通入空氣，以增加煙氣中的含氧量，保證催化燃燒反應(yīng)的氧氣供應(yīng)。

[0037] 參考圖1，根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述第一換熱器1為螺旋翅片管換熱器，能夠增加換熱效率。

[0038] 本實用新型在第一換熱器1、催化反應(yīng)器2、第二換熱器3的每個進(jìn)出口的煙道上分別設(shè)有測溫儀表和差壓變送器，以實時監(jiān)測每個位置處煙氣和飽和蒸汽等氣體的壓力和溫度。

[0039] 雖然，本說明書中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實用新型要求保護(hù)的范圍。