吸附脫附催化燃燒設計考慮因素和不安全因素

發(fā)布時間：2019-03-08

當吸附脫附催化燃燒在運行的時候，其實是可燃物在催化劑作用下燃燒。與直接燃燒相比，催化燃燒溫度較低，燃燒比較全部。催化燃燒所用的催化劑為具有大比表面的貴金屬和金屬氧反應物多組分物質。例如家用負載Pd或稀土化合物的催化燃氣灶，可減少尾氣中CO含量，提高熱速率。負載0.2%pt的氧反應鋁催化劑，在500℃下，可將大多數化合物燃燒，脫臭凈化到化學位移σ=1以下。催化燃燒為無焰燃燒，因此適用于穩(wěn)定性要求高的場合，如以H2和O2為原料的燃料電池、用汽油或酒精為原料的懷爐（催化劑為浸Pt石棉）等。如化工廠NOx的煙霧，可加燃料到煙霧中，通過負載型鉑和鈀催化劑，催化燃燒使NOx轉化為N2氣。

吸附脫附催化燃燒采用活性炭吸附、熱氣流脫贊同催化焚燒三種組合技術凈化廢氣，利用活性炭多微孔及較多的表面張力等特性將廢氣中的溶劑吸附，使所排廢氣   凈化為榜首作業(yè)進程；活性炭吸附飽滿后，按相應濃縮比把吸附在活性炭上的溶劑用熱氣流脫出并送往催化焚燒床為二作業(yè)進程；進入催化焚燒床的廢氣通過進一步加熱后，在催化的效果下氧反應分化，轉化成二氧反應碳和水，分化釋放出的熱量經高速換熱器收回后用于加熱進入催化焚燒床的廢氣為第三作業(yè)進程，上述三個作業(yè)進程在運轉相應時間達到自平衡后，脫附、催化分化進程無需外加動力加熱。

氣象對工業(yè)生產的影響是非常廣泛的，這當然也包括吸附脫附催化燃燒的使用。無論是廠址的選擇、廣房的設計，還是原料儲存、制造、產品保管和運輸等各環(huán)節(jié)，都受溫度、濕度、降水、風、日射等氣象條件的影響。特別是災害性天氣，如熱帶風暴和臺風、暴雨洪水、輸電線路中斷或廠房、設備損壞，倉庫被淹以及工人傷亡、不能上班等。由干旱引起供水不足，雷電等引起火災，低溫造成的水管和輸油管凍裂及其他凍害，高溫低濕容易誘發(fā)火災和爆炸，高溫高濕易造成原材料等的腐蝕、霉爛，以及影響工人的身體健康和生產速率等，這些都直接或間接的影響著工業(yè)生產。有人通過調研分析得出，高溫時節(jié)的工傷事故多于其他時節(jié)，當棉紡廠車間內溫度、濕度突然下降時，棉紗斷頭增多。

吸附脫附催化燃燒的使用越來越頻繁，這一點早已不是什么秘密。這是因為現今廢氣處理技術中，主要有燃燒、冷凝、吸附、膜處理技術等。除燃燒技術外，其它處理方法主要適合于物種較單一、廢氣工況較穩(wěn)定的場合，而且可適用工況范圍均較小。但是大多數工業(yè)廢氣存在物種復雜、工況波動大，回收價值不高的問題，對于這一類尾氣較適合采用燃燒技術。另外，與普通的熱力焚燒處理技術相比，催化燃燒技術具有很多優(yōu)點，據市場分析數據，催化燃燒技術在廢氣環(huán)保處理技術中已占50～60%之多，成為主流成熟的廢氣處理技術。

催化燃燒處理方式是借助催化劑的催化作用對尾氣中物進行低溫高速、節(jié)能環(huán)保型的處理，從而實現達標排放的目的。催化燃燒反應是典型的氣—固相催化反應，其實質是在相應溫度下，共同吸附于催化劑表面的物（VOC）與來自空氣中的氧發(fā)生催化氧反應反應，全部氧反應分離成的CO2和H2O，并釋放反應熱的過程。借助催化劑可大幅降低物的起燃溫度，進行無焰燃燒，減少預熱能耗及NOx的生成。可燃物在催化劑作用下燃燒。與直接燃燒相比，催化燃燒溫度較低，燃燒比較全部。催化燃燒所用的催化劑為具有大比表面的貴金屬和金屬氧反應物多組分物質。

吸附脫附催化燃燒設計考慮因素

吸附脫附催化燃燒催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質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轉化。

1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室   具有足夠的長度和空間。吸附脫附催化燃燒應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯耐火材料，或用雙層夾墻結構。

2、便于清洗和   換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構，便于清洗和   換催化劑載體。

3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用   氣作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應引入空氣助燃。

4、較高的轉化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應，所以，無論反應進行到什么階段，都應在盡可能高的溫度下進行，以獲得較高的轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應，以及是否伴有副反應等。因而實際生產中應根據實際情況恰當地選擇。

吸附脫附催化燃燒作為一種治理廢氣污染的手段，在我國取得了相當大的成效。但是，在吸附脫附催化燃燒的設計、加工、應用過程中，還存在一些潛在的不   因素、事故隱患，嚴重時裝置將發(fā)生火災和爆炸。為此，   應統(tǒng)一制定關于催化燃燒治理廢氣的濃度控制標準或設計規(guī)范。除上述因素外，從技術角度考慮，以下幾點不   因素也值得注意：

1、氣體的爆炸下限與溫度有關。通常，溫度愈高，反應速度愈快，爆炸   限范圍愈大。當進入吸附脫附催化燃燒的廢氣濃度過大時，吸附脫附催化燃燒的溫度將會升高，加之自前國產吸附脫附催化燃燒均未設置廢氣濃度檢測和控制設備，而溫度升高后的廢氣的爆炸下限值將比手冊給出的值要小，再加上裝置中廢氣成分混合的不均勻性，在局部區(qū)域可能超過高溫條件下廢氣的真實爆炸下限，則有爆炸的危險。

2、一般來講，大多數廢氣中的成份在同樣爆炸下限濃度下，所含的燃燒熱值可視為相同值，每1%的爆炸下限值約含熱值1868千焦/牛·米勺如果燃燒，即熱值全部用于使廢氣本身升溫，則1%的爆炸下限值的廢氣燃燒可使廢氣升溫15.3℃；當廢氣濃度達到25%的爆炸下限值時，可使廢氣本身溫度升高。