專利名稱：一種熱氧化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及化學(xué)催化反應(yīng)的轉(zhuǎn)換器，尤其是在環(huán)境監(jiān)測方面，廣泛用于大氣 監(jiān)測時對空氣中的氨氣、硫化氫和總有機硫進行轉(zhuǎn)化的熱氧化爐。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活對大氣環(huán)境的污染日益增大。在有些行業(yè)領(lǐng) 域，國家規(guī)定對硫化物、氨氣的排放濃度進行監(jiān)測。在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中，需要用到將大氣中 氧分解時所產(chǎn)生的污染分子進行轉(zhuǎn)化成分析儀器可以識別的氣體的熱氧化爐?，F(xiàn)有技術(shù)中 的熱氧化爐，一般只能針對性一種氣體進行催化反應(yīng)，例如可以轉(zhuǎn)化含氮氣體的熱氧化爐 與化學(xué)發(fā)光式的氮氧化物分析儀一起使用，可以測試NH3和NOx。；可以轉(zhuǎn)化含硫氣體的熱氧 化爐與二氧化硫分析儀一起使用，可以測試H2S或S02?，F(xiàn)有技術(shù)在多種氣體轉(zhuǎn)換時，需配 置多臺熱氧化爐。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可以同時對空氣中的氨氣、硫化氫和總 有機硫進行轉(zhuǎn)換的熱氧化爐，其轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命長、使用簡單、性能穩(wěn)定、容易控制。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種熱氧化爐，包括順次連接的洗滌 器、催化反應(yīng)爐和氣路，所述催化反應(yīng)爐包括多個催化管，所述催化管內(nèi)填充有催化劑，所 述催化管外繞有加熱電阻絲；所述加熱電阻絲連接有加熱控溫系統(tǒng)，以控制所述加熱電阻 絲的加熱溫度；所述洗滌器的入口輸入待檢測空氣，所述催化反應(yīng)爐的出口通過所述氣路 連接到氣體分析儀器。進一步地，所述洗滌器包括氣嘴、氣室和密封蓋，其中，所述氣室為圓柱狀，由中間 隔板將氣室分為兩部分，氣體從氣嘴進入氣室，形成U形氣路，由另外一個氣嘴出來進入所 述催化反應(yīng)爐，所述密封蓋對所述氣室形成密封。進一步地，所述洗滌器與催化反應(yīng)爐的連接接頭為聚四氟材料的帶有螺紋的密封 螺絲環(huán)。進一步地，所述催化反應(yīng)爐為一體一腔式催化反應(yīng)爐，催化反應(yīng)爐的每個腔內(nèi)設(shè) 有多個催化管。進一步地，所述催化反應(yīng)爐為一體多腔式催化反應(yīng)爐，催化反應(yīng)爐的每個腔內(nèi)設(shè)
有一個催化管。進一步地，所述加熱控溫系統(tǒng)包括控溫儀、固態(tài)繼電器、溫度探頭，所述溫度探頭 與所述控溫儀連接，用于探測催化管內(nèi)的反應(yīng)溫度并將溫度值輸出給所述控溫儀；所述固 態(tài)繼電器連接在所述控溫儀與所述加熱電阻絲之間，所述控溫儀根據(jù)所述溫度探頭輸出的 溫度信號控制固態(tài)繼電器的通斷，從而控制所述加熱電阻絲的加熱溫度。進一步地，所述溫度探頭為K型熱電偶。進一步地，所述催化管為石英管，其外形是螺旋狀的圓柱體。[0012]進一步地，所述加熱控溫系統(tǒng)有多組，每組控制一個催化管外側(cè)加熱電阻絲的加熱溫度。進一步地，所述催化反應(yīng)爐外部設(shè)有硅酸鋁澆注而成的隔熱層。本實用新型的熱氧化爐，設(shè)置了多個催化反應(yīng)管，可以采用不同的催化劑和反應(yīng) 溫度同時對空氣中的氨氣、硫化氫和總有機硫進行轉(zhuǎn)換，并且具有轉(zhuǎn)換效率高、催化劑的使 用壽命長、性能穩(wěn)定、使用簡便、容易控制等優(yōu)點，減低了整套空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的生產(chǎn)和 運行成本。

圖1是本實用新型的熱氧化爐的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型的熱氧化爐中洗滌器的立體圖；圖3是本實用新型的熱氧化爐中洗滌器的剖視圖；圖4是本實用新型的熱氧化爐中催化反應(yīng)爐的立體示意圖；圖5是本實用新型的熱氧化爐中催化反應(yīng)爐的另一方向的立體示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員 可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。如圖1所示，本實用新型的熱氧化爐，該熱氧化爐的中部設(shè)有催化反應(yīng)爐1，上部 設(shè)有變壓器4、加熱開關(guān)5和洗滌器7等，下部設(shè)有加熱控溫系統(tǒng)和控制開關(guān)3。變壓器4 用于將外接電源的電壓調(diào)節(jié)到熱氧化爐的工作電壓，并為加熱及控溫系統(tǒng)等供電；加熱開 關(guān)5用于啟閉加熱系統(tǒng)。洗滌器7與催化反應(yīng)爐1連接，待檢測空氣經(jīng)洗滌器7洗滌后進 入催化反應(yīng)爐6反應(yīng)。催化反應(yīng)爐外部設(shè)有硅酸鋁澆注而成的隔熱層。如圖2和圖3所示，本實用新型的熱氧化爐中的洗滌器7，其包括一圓柱形殼體8， 殼體8內(nèi)部形成圓柱狀氣室13，殼體8 一端設(shè)有氣嘴，另一端通過密封蓋9密封，殼體8內(nèi) 部設(shè)有一隔板12，隔板12將氣室13分為兩部分。氣嘴包括進氣嘴10和出氣嘴11，氣體從 進氣嘴10進入氣室，形成U形氣路，由另出氣嘴11出來進入催化反應(yīng)爐1。洗滌器7與催 化反應(yīng)爐1的連接接頭為聚四氟材料的帶有螺紋的密封螺絲環(huán)。本實用新型中的催化反應(yīng)爐1可以為一體一腔式催化反應(yīng)爐，催化反應(yīng)爐的每個 腔內(nèi)設(shè)有多個催化管；也可以為一體多腔式催化反應(yīng)爐，催化反應(yīng)爐的每個腔內(nèi)設(shè)有一個 催化管。如圖4和圖5所示，催化反應(yīng)爐包括有外殼20，外殼20 —側(cè)設(shè)有支架15，支架15 上設(shè)有連接孔22 ；外殼20底部設(shè)有底板16，底板16上設(shè)有防震孔17。催化管14設(shè)置在 外殼20的內(nèi)腔中，催化管14內(nèi)填充有催化劑23，催化管14外繞有加熱電阻絲18 ；加熱電 阻絲18連接加熱控溫系統(tǒng)，以控制加熱電阻絲18的加熱溫度。催化管14最好為石英管， 其外形是螺旋狀的圓柱體。催化反應(yīng)爐的內(nèi)腔壁上設(shè)有隔熱層21。所述加熱控溫系統(tǒng)包括控溫儀2、固態(tài)繼電器6、溫度探頭19，溫度探頭19與控溫 儀2連接，用于探測催化管14內(nèi)的反應(yīng)溫度并將溫度值輸出給控溫儀2 ；固態(tài)繼電器6連 接在控溫儀2與加熱電阻絲18之間，控溫儀2根據(jù)溫度探頭19輸出的溫度信號控制固態(tài) 繼電器6的通斷，從而控制加熱電阻絲18的加熱溫度。加熱控溫系統(tǒng)可以有多組，每組控制一個催化管外側(cè)加熱電阻絲的加熱溫度；也可以只設(shè)一組加熱控溫系統(tǒng)，用該加熱控溫 系統(tǒng)控制所有催化管外側(cè)加熱電阻絲的加熱溫度。本實用新型采用溫度控制器對各個爐體分別按不同的人工設(shè)置溫度進行 PID(Proportion Integration Differentiation,比例微積分)控制(控制誤差
FS)。加熱溫度在760V 860°C可調(diào)，加熱功率為交直流50V以下的100W 200W，溫度檢 測元件選用常規(guī)的K型熱電偶(檢測誤差，保證在不同氣體流量的情況下，把溫度 的波動控制在士5°C以內(nèi)。爐體內(nèi)的特制催化劑鉬黑在特定的溫度下，與空氣中需要去除的成份發(fā)生反應(yīng)使 該成份在本爐體內(nèi)被去除。上述溫度在130°C 380°C范圍內(nèi)可進行調(diào)節(jié)。反應(yīng)原理H2S+02 = H2CHSO24NH3+502 = 4N0+6H20經(jīng)過對進出口氣體成份進行對比，以出口氣體為樣本，得出以下有效數(shù)據(jù)硫化氫爐溫(700°C 750°C ) 轉(zhuǎn)換效率(96%以上；)氨氣爐溫(800°C 850°C )轉(zhuǎn)換效率(90% 95%。)以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型 的保護范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型基礎(chǔ)上所作的等同替代或變 換，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。本實用新型的保護范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種熱氧化爐，其特征在于，包括順次連接的洗滌器、催化反應(yīng)爐和氣路，所述催化反應(yīng)爐包括多個催化管，所述催化管內(nèi)填充有催化劑，所述催化管外繞有加熱電阻絲；所述加熱電阻絲連接有加熱控溫系統(tǒng)，以控制所述加熱電阻絲的加熱溫度；所述洗滌器的入口輸入待檢測空氣，所述催化反應(yīng)爐的出口通過所述氣路連接到氣體分析儀器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氧化爐，其特征在于，所述洗滌器包括氣嘴、氣室和密封 蓋，其中，所述氣室為圓柱狀，由中間隔板將氣室分為兩部分，氣體從氣嘴進入氣室，形成U 形氣路，由另外一個氣嘴出來進入所述催化反應(yīng)爐，所述密封蓋對所述氣室形成密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱氧化爐，其特征在于，所述洗滌器與催化反應(yīng)爐的連接接 頭為聚四氟材料的帶有螺紋的密封螺絲環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氧化爐，其特征在于，所述催化反應(yīng)爐為一體一腔式催化 反應(yīng)爐，催化反應(yīng)爐的每個腔內(nèi)設(shè)有多個催化管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氧化爐，其特征在于，所述催化反應(yīng)爐為一體多腔式催化 反應(yīng)爐，催化反應(yīng)爐的每個腔內(nèi)設(shè)有一個催化管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氧化爐，其特征在于，所述加熱控溫系統(tǒng)包括控溫儀、固態(tài) 繼電器、溫度探頭，所述溫度探頭與所述控溫儀連接，用于探測催化管內(nèi)的反應(yīng)溫度并將溫 度值輸出給所述控溫儀；所述固態(tài)繼電器連接在所述控溫儀與所述加熱電阻絲之間，所述 控溫儀根據(jù)所述溫度探頭輸出的溫度信號控制固態(tài)繼電器的通斷，從而控制所述加熱電阻 絲的加熱溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱氧化爐，其特征在于，所述溫度探頭為K型熱電偶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氧化爐，其特征在于，所述催化管為石英管，其外形是螺旋 狀的圓柱體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氧化爐，其特征在于，所述加熱控溫系統(tǒng)有多組，每組控制 一個催化管外側(cè)加熱電阻絲的加熱溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氧化爐，其特征在于，所述催化反應(yīng)爐外部設(shè)有硅酸鋁澆 注而成的隔熱層。
專利摘要本實用新型公開了一種熱氧化爐，包括順次連接的洗滌器、催化反應(yīng)爐和氣路，所述催化反應(yīng)爐包括多個催化管，所述催化管內(nèi)填充有催化劑，所述催化管外繞有加熱電阻絲；所述加熱電阻絲連接有加熱控溫系統(tǒng)，以控制所述加熱電阻絲的加熱溫度；所述洗滌器的入口輸入待檢測空氣，所述催化反應(yīng)爐的出口通過所述氣路連接到氣體分析儀器。本實用新型的熱氧化爐，設(shè)置了多個催化反應(yīng)管，可以采用不同的催化劑和反應(yīng)溫度同時對空氣中的氨氣、硫化氫和總有機硫進行轉(zhuǎn)換，并且具有轉(zhuǎn)換效率高、催化劑的使用壽命長、性能穩(wěn)定、使用簡便、容易控制等優(yōu)點，降低了整套空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的生產(chǎn)和運行成本。
文檔編號B01J19/00GK201565295SQ200920292769
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者李虹杰, 汪海煉, 程金華, 蔣茂貴, 謝靖海, 陳力 申請人:武漢市天虹儀表有限責(zé)任公司