本发明涉及催化燃烧技术领域，更具体地说，它涉及一种催化燃烧装置。
背景技术：
天然气燃料具有热值高、大气污染排放物少的优点，在一般情况下，天然气的燃烧仍然会排放一定量的no。由于no具有对环境污染的影响，因此很有必要降低天然气燃烧过程中n0的排放量。近十多年的研究表明，催化燃烧技术完全可能解决上述问题，可以使得燃气燃烧达到低排放的标准，近于零排放，同时可以有效提高炉膛内热效率。催化燃烧装置是指在催化剂作用下燃烧的装置或设备。催化燃烧装置的工作原理是:借助催化剂使有机废气在较低的起燃温度下进行无焰燃烧,使有机废气分解为无毒的二氧化碳和水蒸气。
目前，公开号为cn109945215a的中国发明专利申请公开了一种催化燃烧装置，包括有机废气源、进气管道、排气管道，进气管道的另一端连接有换热器，进气管道上设有除尘过滤器、废气浓度检测装置，进气管道上设有补气支管，换热器的一端连接有燃烧室，燃烧室内设有催化剂床，燃烧室的一端连接有高温烟气的回热管，排气管道上设有循环支管。结构简单使用方便，补气支管与废气浓度检测装置配合使用，稀释有机废气的浓度同时降低有机废气的温度，防爆泄压；燃烧室外壁的双层结构防烫伤人员和节约能源，通过散气罩使得进气管道处的有机废气充分与催化剂床反应；换热器保证余热回收利用，降低催化燃烧装置的能耗。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：催化燃烧反应需要达到一定温度后才能氧化完全，但是锅炉尾气中的预热利用率较高，从而导致烟气进入催化燃烧装置之前的温度没有达到最佳温度，所以利用其自身燃烧产生的余热对进行催化燃烧反应之间的空气进行预热。但是在催化燃烧设备刚启动时，锅炉废气的温度没有到达最佳燃烧温度，从而反应不完全，所以催化燃烧后的尾气温度也相对较低，进而无法将锅炉废气加热至最佳反应温度，所以导致催化燃烧设备刚启动的时候会导致大量未完全进行催化燃烧反应的尾气排入大气中，从而导致环境污染。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种减少刚启动时未完全进行催化燃烧反应的尾气排入大气的催化燃烧装置。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种催化燃烧装置，包括壳体，所述壳体固定连接有进气管和出气管，所述壳体内固定连接有与进气管连通的换热器，所述换热器连通有电加热室，所述电加热室连通有燃烧室，所述燃烧室连通有催化反应器，所述催化反应器与出气管连通，所述换热器固定连接于出气管内，所述进气管同时连通有空气进管和废气进管，所述空气进管和废气进管均安装有蝶阀，所述进气管固定连接有风机。
通过采用上述技术方案，刚开始启动催化燃烧装置时，关闭废气进管上的蝶阀，开启空气进管上的蝶阀，然后启动风机使空气从进气管进入催化燃烧装置；然后启动电加热室，电加热室对空气进行加热，热的空气对催化燃烧装置进行预热，使换热器、燃烧室和催化反应器达到或者接近最佳反应温度，然后再开启废气进管的蝶阀，使废气和空气混合进入催化燃烧装置，利用换热器和电加热室对废气和空气进行加热，使废气和空气在燃烧室和催化反应器进行完全反应，减少刚启动时未完全进行催化燃烧反应的尾气排入大气，保护的环境。当反应稳定后，催化燃烧反应的余热足以利用换热器对于空气和废气进行加热时，电加热室停至工作。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述换热器包括外壳，所述外壳侧壁固定连接有第一进管、第二进管、第一出管和第二出管，所述第一进管和第一出管分别固定连接于外壳相背的侧壁并且两者同轴设置，所述第二进管和第二出管分别固定连接于外壳相背的侧壁并且两者平行设置，所述第一进管和第二进管呈垂直设置，所述第一进管与催化反应器连通，所述第一出管与出气管连通，所述第二进管与进气管连通，所述第二出管与电加热室连通，所述外壳内固定连接有板组件，所述板组件开设有多个第一流动空腔和第二流动空腔，所述第一流动空腔两端分别与第一进、出管连通，所述第二流动空腔两端分别于第二进、出管连通。
通过采用上述技术方案，反应后的尾气进入第一流动空腔，然后将热能传递至板组件，板组件将热量传递至第二流动空腔内的空气和废气，从而对废气和空气进行加热。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述换热板相背的两端分别固定连接有第一连接板，所述换热板在另外相背的两端分别固定连接有第二连接板，同一换热板上所述第一连接板和第二连接板向相互远离的方向弯折，所述换热板以一正一反的方式循环排类堆叠，相邻两个换热板之间通过第一连接板或者第二连接板固定连接，正向换热板在上的两个换热板之间形成第一流动空腔，正向换热板在下的两个换热板之间形成第二流动空腔，第一流动空腔和第二流动空腔的流体的流动方向呈垂直设置。
通过采用上述技术方案，使第一流动空腔和第二流动空腔交替设置，使第一流动空腔和第二流动空腔内流动的流体可以进行更加充分的热交换，提高了换热器的换热效率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述换热板与流体接触的侧壁上固定连接有多排导流块，相邻两排所述导流块之间呈错位位置，位于换热板同一面的四个相邻的所述导流块呈正方形排类。
通过采用上述技术方案，流体经过导流块时会被导流块强行分流，被两个导流块分流的两部分流体在两个导流块之间的位置进行交会混合，然后在下排导流块的作用下再次分流；流体穿过第一流动空腔或第二流动空腔时进过多个排导流块，从而再导流块的作用下不停的分流、交会、再分流、再交会，实现了同一流动空腔内的流体混合，减小了流动空腔两侧流体的温度差，使换热器换热更加均匀。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述换热板与流体接触的侧壁上开设有多排导流凹槽，相邻两排所述导流凹槽之间呈错位位置，位于换热板同一面的四个相邻的所述导流凹槽呈正方形排类，所述导流凹槽位于四个导流块的中间位置。
通过采用上述技术方案，因为导流块的出现，会导致流体流道截面积的缩减，所以会导致流体流阻增加，通过采用上述技术方案，在两个导流块之间设置导流凹槽，减缓了流体流道截面积缩减的情况，减小了流阻；并且导流凹槽和导流块增加了流体与换热板之间的接触面积，提高了换热效率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导流块为换热板冲压形成的圆锥状突起，所述导流凹槽为换热板冲压形成导流块后在其反面留下的圆锥形凹槽。
通过采用上述技术方案，使导流块和导流凹槽成型更加方便，提高换热板的生产效率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：同一条直线上所述导流块和导流凹槽的径向截面呈正弦曲线。
通过采用上述技术方案，使导流块和导流凹槽更加均有流线型，减小了流体流动时收到的流阻。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述换热板沿着流体流动的方向在导流凹槽内间隔设置有导流板，所述导流板呈以其中心线扭转180°，所述导流板靠近流体进口方向的一端与换热板平行。
通过采用上述技术方案，流体经过导流块后被分流，然后经过第一螺旋板时会再次强行分流，同时位于第一螺旋板同一侧的流体在螺旋的作用下混合，然后经过第二螺旋板后再次分流和交会，增加了流体之间的混合，使换热器换热更加均匀。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导流板转动连接于换热板，所述导流板的转动轴线与流体的流动方向平行。
通过采用上述技术方案，流体经过导流板时会带动导流板转动，在转动过程中会出现短暂的封闭导流凹槽，从而使流体混合形式更加多样繁杂，提升了流体混合的效率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导流板包括转动轴和同轴固定连接于转动轴上的螺旋板，所述螺旋板呈以转动轴扭转180°，所述转动轴的两端转动连接有安装块，所述安装块沿着转动轴径向的两端开设有安装凹槽，相邻换热板的两个所述导流块顶端抵触于安装凹槽内壁。
通过采用上述技术方案，将两个换热板固定时将安装块抵紧，从而实现了导流板的安装，安装结构简单方便。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
其一，刚开始启动催化燃烧装置时，先使空气进入催化燃烧装置，然后启动电加热室，电加热室对空气进行加热，热的空气对催化燃烧装置进行预热，使换热器、燃烧室和催化反应器达到或者接近最佳反应温度，然后再使废气进入催化燃烧装置，利用换热器和电加热室对废气和空气进行加热，使废气和空气在燃烧室和催化反应器进行完全反应，减少刚启动时未完全进行催化燃烧反应的尾气排入大气，保护的环境；
其二，在换热板与流体接触的侧壁上固定连接有多排导流块，流体穿过第一流动空腔或第二流动空腔时进过多个排导流块，从而再导流块的作用下不停的分流、交会、再分流、再交会，实现了同一流动空腔内的流体混合，减小了流动空腔两侧流体的温度差，使换热器换热更加均匀；
其三，在导流凹槽内固定连接有导流板，导流板包括两个螺旋方向相反的第一螺旋板和第二螺旋板，流体在第一螺旋板和第二螺旋板的作用下被多次的强制分流、交互，增加了流体之间的混合，使换热器换热更加均匀。
附图说明
图1为本实施例的立体图；
图2为本实施例用于展示换热器的结构示意图；
图3为本实施例用于展示板组件的结构示意图;
图4为本实施例用于展示换热板的爆炸图；
图5为本实施例用于展示导流板的剖面图。
附图标记：100、壳体；101、进气管；102、出气管；103、换热器；104、电加热室；105、燃烧室；106、催化反应器；107、风机；108、空气进管；109、废气进管；110、蝶阀；200、板组件；201、换热板；202、第一连接板；203、第二连接板；204、第一流动空腔；205、第二流动空腔；206、导流块；207、导流凹槽；208、导流板；209、转动轴；210、螺旋板；211、安装块；212、安装凹槽；300、外壳；301、第一进管；302、第二进管；303、第一出管；304、第二出管；305、连通口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：如图1所示，为本发明公开的一种催化燃烧装置，包括壳体100，壳体100固定连接有进气管101和出气管102，进气管101依次连通有换热器103、电加热室104、燃烧室105和催化反应器106，催化反应器106与出气管102连通，换热器103固定连接于出气管102内。天然气燃烧产生的废气和空气从进气管101进入，通过电加热室104和换热器103进行热交换以提升温度，达到最佳反应温度。然后经过燃烧室105和催化反应器106进行催化反应，催化反应后的尾气经过换热器103，对空气和废气进行预热，最后尾气从排气管排出。
如图1所示，进气管101固定连接有风机107，进气管101同时连通有空气进管108和废气进管109，空气进管108和废气进管109均安装有蝶阀110。刚开始启动催化燃烧装置时，关闭废气进管109上的蝶阀110，开启空气进管108上的蝶阀110，然后启动风机107使空气从进气管101进入催化燃烧装置；然后启动电加热室104，电加热室104对空气进行加热，热的空气对催化燃烧装置进行预热，使换热器103、燃烧室105和催化反应器106达到或者接近最佳反应温度。然后再开启废气进管109的蝶阀110，使废气和空气混合进入催化燃烧装置，利用换热器103和电加热室104对废气和空气进行加热，使废气和空气在燃烧室105和催化反应器106进行完全反应，减少刚启动时未完全进行催化燃烧反应的尾气排入大气，保护的环境。当反应稳定后，催化燃烧反应的余热足以利用换热器103对于空气和废气进行加热时，电加热室104停至工作。
如图2所示，换热器103包括长方体的外壳300。外壳300周向的四个侧壁分别固定连接有第一进管301、第二进管302、第一出管303和第二出管304。第一进管301和第一出管303分别固定连接于外壳300相背的侧壁并且两者平行设置，第二进管302和第二出管304分别固定连接于外壳300相背的侧壁并且两者平行设置，第一进管301和第二进管302呈垂直设置。
如图2所示，第一进管301与催化反应器106的出口连通，第一出管303与出气管102连通。第一进管301流入的流体为流体x，流体x为经过催化燃烧反应的尾气。第二进管302与进气管101连通，第二出管304与电加热室连通。第二进管302流入的流体为流体y，流体y为空气或其与尾气混合气体。
如图3所示，外壳300内固定连接有板组件200，利用板组件200实现流体x和流体y的热交换。外壳300周向的四个侧壁开设有矩形的连通口305，连通口305小于外壳300的侧壁，第一进管301、第二进管302、第一出管303和第二出管304分别与四个连通口305连通，第一进管301、第二进管302、第一出管303和第二出管304靠近外壳300的一端呈喇叭状。利用外壳300包裹板组件200，当连通口305小于外壳300的侧壁时，外壳300侧壁有足够的位置可以包裹板组件200，使板组件200和外壳300连接结构更加紧密。
如图3和图4所示，板组件200包括多个换热板201。换热板201相背的两端分别固定连接有第一连接板202，换热板201在另外相背的两端分别固定连接有第二连接板203。第一连接板202和第二连接板203均向垂直于换热板201板面的方向弯折，换热板201板面是指换热板201直接于流体接触起到换热目的的侧壁，同一换热板201上第一连接板202和第二连接板203向相互远离的方向弯折。为了方便生产，第一连接板202和第二连接板203均与换热板201一体成型，第一连接板202和第二连接板203通过冲压工艺又换热板201的侧壁弯折成型。
如图3和图4所示，将第一连接板202向上弯折的换热板201的朝向定义为正向，将其转动180°后使第一连接板202朝向下方的换热板201的朝向定义为反向。换热板201以一正一反的方式循环排类堆叠，相邻两个换热板201之间通过第一连接板202或者第二连接板203固定连接。自上而下，一个正向换热板201和一个反向换热板201之间形成第一流动空腔204。自上而下，一个反向换热板201和一个正向换热板201之间形成第二流动空腔205。第一流动空腔204两端分别与第一进管301和第一出管303连通，流体x经过第一流动空腔204；第二流动空腔205两端分别与第二进管302和第二出管304连通，流体y经过第二流动空腔205。
如图4和图5所示，换热板201与流体接触的侧壁上固定连接有多排导流块206，相邻两排导流块206之间呈错位设置，位于换热板201同一面的四个相邻的导流块206呈菱形排类。换热板201与流体接触的侧壁上开设有多排导流凹槽207，相邻两排导流凹槽207之间呈错位设置，位于换热板201同一面的四个相邻的导流凹槽207呈正方形排类，导流凹槽207位于四个导流块206的中间位置。
如图4和图5所示，流体经过导流块206时会被导流块206强行分流，被两个导流块206分流的两部分流体在导流凹槽207处进行交会混合，然后在下排导流块206的作用下再次分流。流体穿过第一流动空腔204或第二流动空腔205时进过多排导流块206和导流凹槽207，从而再导流块206的作用下不停的分流、交会、再分流、再交会，实现了同一流动空腔内的流体混合，减小了流动空腔两侧流体的温度差，使换热器103换热更加均匀。
如图4和图5所示，为了方便换热板201的加工成型，导流块206为换热板201冲压形成的圆锥状突起，导流凹槽207为换热板201冲压形成导流块206后在其反面留下的圆锥形凹槽。并且同一条直线上导流块206和导流凹槽207的径向截面呈正弦曲线，使导流块206和导流凹槽207更加均有流线型，减小了流体流动时受到的流阻。
如图4和图5所示，换热板201沿着流体流动的方向在导流凹槽207内间隔设置有导流板208。导流板208包括转动轴209和同轴固定连接于转动轴209上的螺旋板210。转动轴209平行于流体的流动方向。螺旋板210呈以转动轴209扭转180°，转动轴209的两端转动连接有安装块211，安装块211沿着转动轴209径向的两端开设有安装凹槽212，相邻换热板201的两个导流块206顶端抵触于安装凹槽212内壁。将两个换热板201固定时将安装块211抵紧，从而实现了导流板208的安装，安装结构简单方便。
如图4和图5所示，流体经过导流块206后被分流，然后经过第一螺旋板210时会再次强行分流，同时位于第一螺旋板210同一侧的流体在螺旋的作用下混合，然后经过第二螺旋板210后再次分流和交会，增加了流体之间的混合，使换热器103换热更加均匀。同时流体经过导流板208时会带动导流板208转动，在转动过程中会出现短暂的封闭导流凹槽207，从而使流体混合形式更加多样繁杂，提升了流体混合的效率。
本实施例的具体工作过程：刚开始启动催化燃烧装置时，关闭废气进管109上的蝶阀110，开启空气进管108上的蝶阀110，然后启动风机107使空气从进气管101进入催化燃烧装置；然后启动电加热室104，电加热室104对空气进行加热，热的空气对催化燃烧装置进行预热，使换热器103、燃烧室105和催化反应器106达到或者接近最佳反应温度，然后再开启废气进管109的蝶阀110，使废气和空气混合进入催化燃烧装置，利用换热器103和电加热室104对废气和空气进行加热，使废气和空气在燃烧室105和催化反应器106进行完全反应，减少刚启动时未完全进行催化燃烧反应的尾气排入大气，保护的环境。当反应稳定后，催化燃烧反应的余热足以利用换热器103对于空气和废气进行加热时，电加热室104停至工作。
流体进料换热器103内后，经过导流块206时会被导流块206强行分流，被两个导流块206分流的两部分流体在两个导流块206之间的位置进行交会混合，然后在下排导流块206的作用下再次分流；流体穿过第一流动空腔204或第二流动空腔205时进过多个排导流块206，从而再导流块206的作用下不停的分流、交会、再分流、再交会，实现了同一流动空腔内的流体混合，减小了流动空腔两侧流体的温度差，使换热器103换热更加均匀。同时因为导流板208的作用加剧了这样的分流和交会的情况，增加了换热器103的换热效率。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
技术特征：
1.一种催化燃烧装置，包括壳体（100），所述壳体（100）固定连接有进气管（101）和出气管（102），所述壳体（100）内固定连接有与进气管（101）连通的换热器（103），其特征在于：所述换热器（103）连通有电加热室（104），所述电加热室（104）连通有燃烧室（105），所述燃烧室（105）连通有催化反应器（106），所述催化反应器（106）与出气管（102）连通，所述换热器（103）固定连接于出气管（102）内，所述进气管（101）同时连通有空气进管（108）和废气进管（109），所述空气进管（108）和废气进管（109）均安装有蝶阀（110），所述进气管（101）固定连接有风机（107）。
2.根据权利要求1所述的一种催化燃烧装置，其特征在于：所述换热器（103）包括外壳（300），所述外壳（300）侧壁固定连接有第一进管（301）、第二进管（302）、第一出管（303）和第二出管（304），所述第一进管（301）和第一出管（303）分别固定连接于外壳（300）相背的侧壁并且两者同轴设置，所述第二进管（302）和第二出管（304）分别固定连接于外壳（300）相背的侧壁并且两者平行设置，所述第一进管（301）和第二进管（302）呈垂直设置，所述第一进管（301）与催化反应器（106）连通，所述第一出管（303）与出气管（102）连通，所述第二进管（302）与进气管（101）连通，所述第二出管（304）与电加热室（104）连通，所述外壳（300）内固定连接有板组件（200），所述板组件（200）开设有多个第一流动空腔（204）和第二流动空腔（205），所述第一流动空腔（204）两端分别与第一进、出管（301、303）连通，所述第二流动空腔（205）两端分别于第二进、出管连通（302、304）。
3.根据权利要求2所述的一种催化燃烧装置，其特征在于：所述板组件（200）包括多个换热板（201），所述换热板（201）相背的两端分别固定连接有第一连接板（202），所述换热板（201）在另外相背的两端分别固定连接有第二连接板（203），同一换热板（201）上所述第一连接板（202）和第二连接板（203）向相互远离的方向弯折，所述换热板（201）以一正一反的方式循环排类堆叠，相邻两个换热板（201）之间通过第一连接板（202）或者第二连接板（203）固定连接，正向换热板（201）在上的两个换热板（201）之间形成第一流动空腔（204），正向换热板（201）在下的两个换热板（201）之间形成第二流动空腔（205），第一流动空腔（204）和第二流动空腔（205）的流体的流动方向呈垂直设置。
4.根据权利要求3所述的一种催化燃烧装置，其特征在于：所述换热板（201）与流体接触的侧壁上固定连接有多排导流块（206），相邻两排所述导流块（206）之间呈错位位置，位于换热板（201）同一面的四个相邻的所述导流块（206）呈正方形排类。
5.根据权利要求4所述的一种催化燃烧装置，其特征在于：所述换热板（201）与流体接触的侧壁上开设有多排导流凹槽（207），相邻两排所述导流凹槽（207）之间呈错位位置，位于换热板（201）同一面的四个相邻的所述导流凹槽（207）呈正方形排类，所述导流凹槽（207）位于四个导流块（206）的中间位置。
6.根据权利要求5所述的一种催化燃烧装置，其特征在于：所述导流块（206）为换热板（201）冲压形成的圆锥状突起，所述导流凹槽（207）为换热板（201）冲压形成导流块（206）后在其反面留下的圆锥形凹槽。
7.根据权利要求6所述的一种催化燃烧装置，其特征在于：同一条直线上所述导流块（206）和导流凹槽（207）的径向截面呈正弦曲线。
8.根据权利要求7所述的一种催化燃烧装置，其特征在于：所述换热板（201）沿着流体流动的方向在导流凹槽（207）内间隔设置有导流板（208），所述导流板（208）呈以其中心线扭转180°，所述导流板（208）靠近流体进口方向的一端与换热板（201）平行。
9.根据权利要求8所述的一种催化燃烧装置，其特征在于：所述导流板（208）转动连接于换热板（201），所述导流板（208）的转动轴线与流体的流动方向平行。
10.根据权利要求9所述的一种催化燃烧装置，其特征在于：所述导流板（208）包括转动轴（209）和同轴固定连接于转动轴（209）上的螺旋板（210），所述螺旋板（210）呈以转动轴（209）扭转180°，所述转动轴（209）的两端转动连接有安装块（211），所述安装块（211）沿着转动轴（209）径向的两端开设有安装凹槽（212），相邻换热板（201）的两个所述导流块（206）顶端抵触于安装凹槽（212）内壁。
技术总结
本发明公开了一种催化燃烧装置，属于催化燃烧技术领域，其包括壳体，所述壳体固定连接有进气管和出气管，所述壳体内固定连接有与进气管连通的换热器，所述换热器连通有电加热室，所述电加热室连通有燃烧室，所述燃烧室连通有催化反应器，所述催化反应器与出气管连通，所述换热器固定连接于出气管内，所述进气管同时连通有空气进管和废气进管，所述空气进管和废气进管均安装有蝶阀，所述进气管固定连接有风机。本发明具有减少刚启动时未完全进行催化燃烧反应的尾气排入大气，从而达到保护的环境的效果。
技术研发人员：任震伟
受保护的技术使用者：济南章运机械科技有限公司
技术研发日：.11.23
技术公布日：.02.28
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