催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成。其凈化原理是:未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前,先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室,在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度,氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行,凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣。
rto蓄熱燃燒設(shè)備主要是利用催化劑來(lái)改變反應(yīng)條件以達(dá)到在較低條件下去掉物的凈化裝置,催化燃燒裝置內(nèi)所發(fā)生的氣-固相催化反應(yīng)的的實(shí)質(zhì)是活性氧參與的氧化作用,在催化凈化過程中,催化劑用來(lái)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)條件有利于所能控制的條件,借助催化劑的作用使廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無(wú)焰燃燒,并將其氧化分解為沒有危害的二氧化碳和水,同時(shí)放出大量的熱能,從而達(dá)到去掉廢氣中不好的物質(zhì)的目的。
rto蓄熱燃燒設(shè)備的大致工藝流程:
1、預(yù)熱式:預(yù)熱式是催化燃燒的基本流程形式。廢氣溫度在100℃以下,濃度也較低,熱量不能自給,因此在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫,燃燒凈化后氣體在熱交換器內(nèi)與未處理廢氣進(jìn)行熱交換,以回收部分熱量。該工藝通常采用煤氣或電加熱升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度。
2、自身熱平衡式:當(dāng)廢氣排出時(shí)溫度較不錯(cuò)(在300℃左右),高于起燃溫度,且物含量較不錯(cuò),熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量,在正常操作下能夠維持熱平衡,無(wú)需補(bǔ)充熱量,通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)使用。
3、吸附-催化燃燒:當(dāng)廢氣的流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒需耗大量燃料時(shí),可先采用吸附手段將廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使廢氣脫附出來(lái)成為濃縮了的廢氣(可濃縮10倍以上),再進(jìn)行催化燃燒。此時(shí),不需要補(bǔ)充熱源,就可維持正常運(yùn)行。
4、對(duì)于廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于:燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;起燃溫度,即組分的性質(zhì)及催化劑活性;熱回收率等。當(dāng)回收熱量超過預(yù)熱所需熱量時(shí),可實(shí)現(xiàn)自身熱平衡運(yùn)轉(zhuǎn),無(wú)需外界補(bǔ)充熱源,這是經(jīng)濟(jì)的。
rto蓄熱燃燒設(shè)備催化劑的主要性能指標(biāo):在空速較不錯(cuò),溫度較低的條件下,廢氣的燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化率接近1,表明該催化劑的活性較不錯(cuò)。催化劑的活性分誘導(dǎo)活化、穩(wěn)定、衰老失活3個(gè)階段,有的使用限期,工業(yè)上實(shí)用催化劑的壽命一般在2年以上。使用期的長(zhǎng)短與好活性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān),而穩(wěn)定性取決于不怕熱、抗毒的能力。廢氣rto蓄熱燃燒設(shè)備對(duì)催化燃燒所用催化劑則要求具有較不錯(cuò)的不怕熱和抗毒的性能。廢氣的催化燃燒一般不會(huì)在很嚴(yán)格的操作條件下進(jìn)行,這是由于廢氣的濃度、流量、成分等往往不穩(wěn)定,因此要求催化劑具有較寬的操作條件適應(yīng)性。催化燃燒工藝的操作空速大,氣流對(duì)催化劑的沖擊力較不錯(cuò),同時(shí)由于床層溫度會(huì)升降,造成熱脹冷縮,易使催化劑載體破裂,因而催化劑要具有大的機(jī)械強(qiáng)度和良好的抗熱脹冷縮性能。
催化燃燒適用于含有可燃?xì)怏w、蒸氣等不好的不好的氣體的凈化,但對(duì)于含有大量塵粒、霧滴等不好的不好的氣體,容易引起催化床層的堵塞,使催化活性下降,從而降低凈化速率。催化燃燒凈化方法,幾乎適用于所有排放烴類或有臭味化合物的工業(yè)生產(chǎn)過程。
催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以,催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程,大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?00~450℃的溫度時(shí),通過催化劑就可以氧化全部。
與熱力燃燒法相比,催化燃燒所需的輔助燃料少,能量消耗低,設(shè)備設(shè)施的體積小。但是,由于使用的催化劑的中毒、催化床層的換和清潔費(fèi)用高等問題,影響了這種方法在工業(yè)生產(chǎn)過程中的推廣和應(yīng)用。
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