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    催化燃燒設備的性能要求及工藝流程分析

  • 發布者:益商貝貝超管理員

    發布日期:2023-09-28
  • 催化燃燒是借助催化劑在低溫(200~400℃)下,實現對可燃物的氧化,其實質是活性氧參與的氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低活化能,而催化劑表面具有吸附作用,使反應物分子在催化劑表面富集,從而提高反應速率,加快反應速度。廢氣在催化劑的作用下,可以在較低的點火溫度下無焰燃燒,氧化成CO2和H2O。同時,大量的熱能被釋放出來凈化廢氣。

    催化劑是催化燃燒法的核心,一種好的催化劑要具備催化、熱穩定性好、、壽命長等特性。

    1、催化劑的活性好壞直接影響催化燃燒的化學轉化率。催化燃燒設備而轉化率不僅與催化活性材料自身的活性有關,而且與催化載體的物理形狀有著直接關系。所以,在選擇適應的催化活性材料的同時,還需要考慮催化載體的物理形狀,催化劑有較高的活性,達到催化燃燒凈化的目的。

    2、熱穩定性好。由于廢氣的溫度隨時變化,如果催化劑不能適應指定范圍內的溫度變化,催化劑的性能就會下降,凈化效率就會降低。因此,催化劑應具備適應指定范圍內的溫度變化。

    3、在催化燃燒過程中,催化劑往往會因高溫、振動和氣流等因素的作用,使催化劑產生破裂和磨損,破裂和磨損會造成催化劑的活性降低,增加催化劑床層的壓降,影響凈化效果。

    4、壽命長。催化活性材料大都比較昂貴,所以,設計時選用催化劑時應盡量使用壽命較長的催化劑。

    廢氣處理設備應具備以下基本要求:

    1、設備內氣體與液體應有足夠的接觸面積和接觸時間。

    2、氣液兩相應具有強烈擾動,減少傳質阻力,提高吸收效率。

    3、操作范圍寬,運行穩定。

    4、設備阻力小,能耗低。

    5、具有足夠的機械強度和能力。

    6、結構簡單、便于制造和檢修。

    催化燃燒工藝根據廢氣預熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為3種。

    (1)預熱式。預熱式是催化燃燒工藝的基本流程形式。廢氣溫度在100℃以下,濃度也較低,熱量不能自給,因此在進入反應器前需要在預熱室加熱升溫。燃燒凈化后氣體在熱交換器內與未處理廢氣進行熱交換,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所需的起燃溫度。

    (2)自身熱平衡式。當廢氣排出時溫度高于起燃溫度(在300℃左右)且物含量較高,熱交換器回收部分凈化氣體所產生的熱量,在正常操作下能夠維持熱平衡,無需補充熱量,通常只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時使用。

    (3)吸附-催化燃燒。當廢氣的流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒需耗大量燃料時,可先采用吸附手段將廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使廢氣脫附成為廢氣(可濃縮10倍以上),再進行催化燃燒。此時,不需要補充熱源,就可維持正常運行引。

    對于催化燃燒工藝的選擇主要取決于:

    (1)燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;

    (2)起燃溫度,即組分的性質及催化劑活性;

    (3)熱回收率等。當回收熱量超過預熱所需熱量時,可實現自身熱平衡運轉,無需外界補充熱源,這是比較經濟的。


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