本发明专利技术涉及VOCs处理技术领域，公开了一种微波耦合催化反应器以及VOCs处理设备。所述微波耦合催化反应器包括外壳、同轴设置于所述外壳内的内壳以及设置于所述外壳外的多个微波发生器，所述内壳的内部形成反应室，所述反应室内填充有催化剂，所述内壳与所述外壳之间具有径向间隔，多个所述微波发生器沿所述反应室的轴向和/或周向间隔排布，以从不同方位向所述外壳内辐射微波。本发明专利技术的微波耦合催化反应器不仅能够实现催化剂的整体均匀加热，保证反应室内的所有催化剂均达到最佳反应状态，还能有效提高加热速度和反应效率，降低能耗，避免催化剂的浪费，使得所述微波耦合催化反应器具有高效、安全、节能等优点，适于产业化应用。
【技术实现步骤摘要】
微波耦合催化反应器以及VOCs处理设备
本专利技术涉及VOCs处理
，具体地涉及一种微波耦合催化反应器以及VOCs处理设备。
技术介绍
在VOCs(挥发性有机物)处理领域，通常采用电加热器或加热炉等加热含有VOCs的废气，进而通过热传导的方式由高温废气由下而上或由上而下逐层加热催化剂至反应温度。这种加热方式不仅加热时间长、能耗大，而且存在加热不均匀的现象，无法使所有催化剂达到最佳反应状态，易造成催化剂浪费、反应效率低等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种微波耦合催化反应器以及VOCs处理设备，以解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种微波耦合催化反应器，包括外壳、同轴设置于所述外壳内的内壳以及设置于所述外壳外的多个微波发生器，所述内壳的内部形成反应室，所述反应室内填充有催化剂，所述内壳与所述外壳之间具有径向间隔，多个所述微波发生器沿所述反应室的轴向和/或周向间隔排布，以从不同方位向所述外壳内辐射微波。可选地，所述内壳的轴向两端分别设置有密封板，所述内壳的顶壁和底壁形成为格栅状或网状，所述密封板的与所述顶壁和底壁对应的部分形成为开口状，所述密封板、所述内壳以及所述外壳之间限定形成环形密封区。可选地，所述外壳和所述密封板采用不透波材料制成，所述内壳采用透波材料制成。可选地，所述外壳上设置有与所述反应室连通的进气口和出气口，所述进气口和所述出气口处分别设置有微波屏蔽网。可选地，所述外壳呈圆柱状，所述内壳呈柱状，所述进气口位于所述外壳的底部，所述出气口位于所述外壳的顶部。可选地，所述催化剂为蜂窝状。可选地，所述催化剂沿所述反应室的轴向分层布置，相邻层的所述催化剂之间具有间隔以形成透波间隙。可选地，所述反应室内设置有沿所述反应室的轴向间隔布置的多个隔板，所述催化剂填充于相邻两个所述隔板之间，相邻两个所述隔板之间的间距大于其所填充的所述催化剂的高度，所述催化剂的顶面与位于其上方的所述隔板之间形成所述透波间隙，所述隔板设置为允许气体和微波通过。可选地，所述透波间隙内设置有透波支撑件。可选地，所述支撑件为支撑格栅。可选地，所述支撑件为支撑颗粒。可选地，所述外壳内设置有沿所述外壳的轴向间隔布置的多个微波截止板，所述微波截止板包括位于所述反应室内的第一部分和位于所述内壳与所述外壳之间的径向间隔内的第二部分，所述第一部分设置为允许气体通过而不允许微波穿透，所述第二部分设置为不允许微波穿透，每两个相邻的所述微波截止板之间对应设有一个所述微波发生器。可选地，所述催化剂为颗粒状。可选地，所述反应室内填充有透波支撑颗粒，所述透波支撑颗粒与所述催化剂混合设置。本专利技术另一方面提供一种VOCs处理设备，所述VOCs处理设备包括以上所述的微波耦合催化反应器。本专利技术的微波耦合催化反应器通过采用外壳加内壳的双壳体结构，在内壳与外壳之间设置径向间隔，并沿所述反应室的轴向和/或周向间隔排布多个微波发生器，利用多个微波发生器从不同方位向外壳内辐射微波，使得微波首先溃入所述径向间隔内进行充分的反射和折射后再进入所述反应室内，辐射范围能够覆盖整个所述反应室，不仅能够实现催化剂的整体均匀加热，保证反应室内的所有催化剂均达到最佳反应状态，还能有效提高加热速度和反应效率，降低能耗，避免催化剂的浪费，使得所述微波耦合催化反应器具有高效、安全、节能等优点，适于产业化应用。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术中微波耦合催化反应器的第一种实施方式的结构示意图；图2是本专利技术中微波耦合催化反应器的第二种实施方式的结构示意图；图3是本专利技术中微波耦合催化反应器的第三种实施方式的结构示意图；图4是本专利技术中微波耦合催化反应器的第四种实施方式的结构示意图；图5是本专利技术中微波耦合催化反应器的第五种实施方式的结构示意图；图6是本专利技术中微波屏蔽网的结构示意图。附图标记说明10-外壳，11-内壳，12-微波发生器，13-催化剂，14-密封板，15-环形密封区，16-进气口，17-出气口，18-微波屏蔽网，19-透波间隙，20-微波截止板，21-透波支撑件。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是指参照附图1所示的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。本专利技术一方面提供一种微波耦合催化反应器，所述微波耦合催化反应器包括外壳10、同轴设置于所述外壳10内的内壳11以及设置于所述外壳10外的多个微波发生器12，所述内壳11的内部形成反应室，所述反应室内填充有催化剂13，所述内壳11与所述外壳10之间具有径向间隔，多个所述微波发生器12沿所述反应室的轴向(参考图1所示的竖直方向)和/或周向间隔排布，以从不同方位向所述外壳10内辐射微波。上述中，需要说明的是，所述催化剂13可以是用于催化VOCs氧化的催化剂。所述反应室可供VOCs与催化剂13发生催化氧化反应转化为二氧化碳和水蒸气，并释放热量。本专利技术通过采用微波和催化剂的双重耦合作用，利用微波的热效应和非热效应处理VOCs，微波的热效应具有快速加热、选择性加热的特性，能够使催化剂表面活性元素迅速处于高温状态，形成高温点位，加热耗时只需几分钟，从而大大缩短了催化剂的加热时长；微波的非热效应使得微波电场引起化合物中电偶极子的迅速转动，此过程视为分子搅拌，由于分子搅拌使介质将吸收的微波能传给催化剂晶格，加速催化剂晶格氧的释放和转移速率，从而显著提升了催化剂的反应效率。另外，在所述外壳10和所述内壳11为不规则形状的情况下，上述中的轴向可以理解为是所述外壳10的高度方向，径向是垂直于所述高度方向的方向。此外，可以理解的是，多个所述微波发生器12可沿所述反应室的轴向间隔排布，以在所述反应室的轴向上分区对所述反应室内的催化剂13进行加热；多个所述微波发生器12也可沿所述反应室的周向间隔排布，以在所述反应室的周向上分区对所述反应室内的催化剂13进行加热；多个所述微波发生器12还可同时沿所述反应室的轴向和周向间隔排布，在这种情况下，多个所述微波发生器12可形成为沿所述反应室的轴向延伸的螺旋形，也可以是沿所述反应室的轴向间隔设置的多排，这种排布方式对于催化剂13整体加热的均匀性更高。本专利技术的微波耦合催化反应器通过采用外壳10加内壳11的双壳体结构，在内壳11与外壳10之间设置径向间隔，并沿所述反应室的轴向和/或周向间隔排布多个微波发生器12，利用多个微波发生器12从不同方位向外壳10内辐射微波，使得微波首先溃入所述径向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微波耦合催化反应器，其特征在于，包括外壳(10)、同轴设置于所述外壳(10)内的内壳(11)以及设置于所述外壳(10)外的多个微波发生器(12)，所述内壳(11)的内部形成反应室，所述反应室内填充有催化剂(13)，所述内壳(11)与所述外壳(10)之间具有径向间隔，多个所述微波发生器(12)沿所述反应室的轴向和/或周向间隔排布，以从不同方位向所述外壳(10)内辐射微波。/n
【技术特征摘要】
20200121 CN 20201007088431.一种微波耦合催化反应器，其特征在于，包括外壳(10)、同轴设置于所述外壳(10)内的内壳(11)以及设置于所述外壳(10)外的多个微波发生器(12)，所述内壳(11)的内部形成反应室，所述反应室内填充有催化剂(13)，所述内壳(11)与所述外壳(10)之间具有径向间隔，多个所述微波发生器(12)沿所述反应室的轴向和/或周向间隔排布，以从不同方位向所述外壳(10)内辐射微波。
2.根据权利要求1所述的微波耦合催化反应器，其特征在于，所述内壳(11)的轴向两端分别设置有密封板(14)，所述内壳(11)的顶壁和底壁形成为格栅状或网状，所述密封板(14)的与所述顶壁和底壁对应的部分形成为开口状，所述密封板(14)、所述内壳(11)以及所述外壳(10)之间限定形成环形密封区(15)。
3.根据权利要求2所述的微波耦合催化反应器，其特征在于，所述外壳(10)和所述密封板(14)采用不透波材料制成，所述内壳(11)采用透波材料制成。
4.根据权利要求2所述的微波耦合催化反应器，其特征在于，所述外壳(10)上设置有与所述反应室连通的进气口(16)和出气口(17)，所述进气口(16)和所述出气口(17)处分别设置有微波屏蔽网(18)。
5.根据权利要求4所述的微波耦合催化反应器，其特征在于，所述外壳(10)呈圆柱状，所述内壳(11)呈柱状，所述进气口(16)位于所述外壳(10)的底部，所述出气口(17)位于所述外壳(10)的顶部。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的微波耦合催化反应器，其特征在于，所述催化剂(13)为蜂窝状。
7.根据权利要求6所述的微波耦合催化反应器，其特征在于，所述催化剂(13)沿所述反应...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹树孟，单晓雯，于辉，黄兆贺，张健中，陶彬，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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