催化燃燒設(shè)備的三種燃燒過程

 

催化燃燒設(shè)備主要由換熱器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣排氣煙囪等組成。它的凈化原理是:未凈化的氣體在進(jìn)入燃燒室之前，先經(jīng)過換熱器預(yù)熱，然后送到燃燒室，在那里達(dá)到所需的反應(yīng)溫度。氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行，凈化后的煙氣通過換熱器釋放部分熱量，然后通過煙囪排入***氣。催化燃燒一般適用于空氣體積小、濃度高、溫度高的氣態(tài)有機(jī)物，廢氣中不能含有硫、鉛、汞、砷、鹵素等會(huì)使催化劑中毒的物質(zhì)。催化燃燒需要在相應(yīng)的溫度條件下進(jìn)行，低溫氣體需要加熱。風(fēng)量越***，能耗越***，運(yùn)行成本越高。在收集率的前提下，盡可能減少廢氣量，既能提高廢氣濃度和廢氣的單位熱值，又能減少風(fēng)量和能耗。同時(shí)要考慮熱量回收尾氣中的熱量。有機(jī)廢氣一般是易燃易爆氣體。雖然高濃度可以回收有機(jī)燃燒產(chǎn)生的部分熱量，降低能耗，但在處理過程中應(yīng)將其濃度控制在爆炸極限以內(nèi)。在能耗可以接受的情況下，對(duì)于小風(fēng)量一般采用簡單管直接換熱來回收熱量。

 

根據(jù)預(yù)熱和收集廢氣的方式，催化燃燒過程可分為三種類型。它們是:

 

***，預(yù)熱。預(yù)熱是rco催化燃燒的基本流程形式。有機(jī)廢氣溫度低于100℃，濃度低，熱量不自給，進(jìn)入反應(yīng)器前需要預(yù)熱加熱室的加熱溫度。燃燒和凈化后，氣體在熱交換器中與未處理的廢氣進(jìn)行交換，以回收部分熱量。這個(gè)過程通常由氣體或電力加熱到催化反應(yīng)所需的點(diǎn)火溫度。

 

***二，自熱平衡。當(dāng)有機(jī)廢氣的溫度高于著火溫度(約300℃)且有機(jī)物含量高時(shí)，回收部分凈化氣體的換熱器產(chǎn)生的熱量可以維持正常運(yùn)行時(shí)的熱平衡，無需補(bǔ)充熱量。一般來說，點(diǎn)火只能通過在催化反應(yīng)器中安裝電加熱器來實(shí)現(xiàn)。

 

***三，吸附催化燃燒。當(dāng)有機(jī)廢氣流量***、濃度低、溫度低時(shí)，使用催化燃燒需要***量的燃料消耗。可以達(dá)到有機(jī)廢氣在吸附劑上的吸附濃度，然后用熱空氣將高濃度有機(jī)廢氣(可以濃縮10倍以上)汽提，再進(jìn)行催化燃燒。此時(shí)，無需添加熱源即可維持正常運(yùn)行。

 

催化燃燒設(shè)備的催化燃燒過程在催化燃燒裝置中進(jìn)行。有機(jī)廢氣經(jīng)換熱器預(yù)熱至200 ~ 400℃，然后進(jìn)入燃燒室。當(dāng)通過催化劑床時(shí)，混合氣體中的烴分子和氧分子分別吸附在催化劑表面并被活化。由于表面吸附降低了反應(yīng)的活化能，碳?xì)浠衔锖脱醴肿釉谳^低溫度下不會(huì)緩慢氧化，產(chǎn)生二氧化碳和水。催化燃燒法在RCO催化燃燒設(shè)備中存在的主要問題是催化劑易中毒，不怕溫度。容易使催化劑中毒的物質(zhì)包括焦油、油煙、粉塵、鉛化合物、硫、磷和鹵素化合物等。為了保持催化劑的活性，一般采用預(yù)處理，提前去除不***物質(zhì)。近年來，含稀土元素的鈣鈦礦型復(fù)合氧化物催化劑的研究開發(fā)在提高耐溫性方面取得了一些進(jìn)展。在廢氣處理設(shè)備中，催化燃燒設(shè)備和直接燃燒設(shè)備的工作原理是相同的氧化方法。但催化燃燒與直接燃燒的區(qū)別在于前者燃燒過程中催化劑的存在，減少了廢氣燃燒所需的化學(xué)能，從而節(jié)約了處理成本。然而，催化燃燒裝置比直接燃燒裝置具有更多的催化劑。

 

催化燃燒是一種利用催化劑在較低溫度下氧化分解廢氣中可燃物質(zhì)的凈化方法。所以催化燃燒也叫催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解過程，在300~450℃時(shí)，***部分烴類可以被催化劑完全氧化。與熱燃燒方法相比，催化燃燒需要的輔助燃料更少，能耗更低，設(shè)備和設(shè)施更小。但由于所用催化劑中毒、催化劑床層更換和清洗成本高，影響了該方法在工業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。