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催化燃烧设备设计时应考虑哪些问题

FABURIQI:2020-11-19 9:10:19 FANGWENCISHU:10

催化燃烧设备设计时应考虑哪些问题
  催化燃烧设备分别是直接燃烧和催化氧化燃烧。直接燃烧法是指当燃烧气体的同时,通过氧化及高温下的热分解的方法,将燃烧室中有害的VOCs进行降解,将有害的VOCs气体输入到燃烧室后,当高温、充足空气等客观因素条件完善的前提下,将有害废气充分燃烧完全,   终使其完全分解成CO2和H2O。而直接燃烧法就是燃烧可燃的这一类VOCs废气,该方法在处理高浓度VOCs废气方面,表现出的效果较佳,但相应的对温度的控制要求很高,   在高温的条件下,当温度在1100℃附近,去除效率可达95%以上,但是如果当废气中含有Cl、S、N等元素时,则直接燃烧法会产生HCl、SOx、NOx等有害气体,造成二次污染。
  催化燃烧技术是近几十年在   大力倡导环保与节能趋势下而发展的一门新型技术。催化燃烧法是使用不同种类的催化剂,利用其可以   降低反应活化能的原理,使VOCs在温度比较低的情况下,将其完全氧化为CO2和H2O,一般当温度控制在300℃~450℃的范围内,绝大部分碳氢化合物可在被其氧化,并且去除率高达95%以上,但是催化剂有   的使用寿命,且在催化剂的使用过程中,废气的湿度和种类对催化剂的催化氧化效果有很关键的影响,如果废气中出现其他物质,很可能会引发催化剂的中毒,故   的催化剂应具备高活化能力、高热稳定能力和水热稳定能力等特点,目前应用比较多的金属氧化物催化剂有Pd、Pt、Rh、Au、Mn、Co、Ce,而其中Pd、Pt、Rh、Au为贵金属。然而贵金属有价格昂贵、且易烧结等缺点,因而开发新型复合型催化剂是未来的   方向。
  催化燃烧设备废气处理过程主要包括三部分吸附气体过程、脱附气体过程,催化燃烧过程。
  1、吸附气体流程利用活性炭的物理特性对VOC有机废气进行吸附,且蜂窝状活性炭比表面积大、吸附能力强特性,将有机废气吸附到活性炭的微孔中,从而使气体得以净化,净化后的气体再通过风机排空。
  2、脱附气体流程当活性炭微孔吸附饱和时,将不能再进行吸附,此时利用催化床产生的高温热风对活性炭进行脱附,活性炭微孔中的有机物遇高温后自动脱离活性炭,使活性炭   。
  3、脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并被送入催化燃烧室进行催化燃烧,在催化剂上在250~300℃进行催化氧化,使其转化为无害的CO2和H2O排出,当有机废气浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用另外再行加热,燃烧后的尾气一部份直接排到大气,大部份热气流被再次循环送往吸附床,用于对活性炭的脱附   。这样既能满足燃烧和脱附所需热能,又能达到节能的目的,   后的活性炭可用于下次吸附。
  该设备可采用双气路连续工作,工作量较大时设两个吸附床交替切换使用,一个催化燃烧室,先将有机废气经其中一个活性炭吸附床对气流中的废气进行吸附,当活性炭快达到饱和时吸附床两端的密闭阀门同时关闭,即停止吸附工作,同时另一台吸附床自动打开开始接替吸附工作。如此以来两台吸附床切换运行可实现大工作量的连续工作,有时为了增加催化燃烧设备的使用寿命,可以在催化燃烧设备之前加设一台预处理设备,例如喷淋塔、干式过滤器或者除尘器,这些设备可以过滤废气中的颗粒物及粘性成分。
  催化剂是催化燃烧法的核心,一种好的催化剂   具备催化活性高、热稳定性好、强度高、寿命长等特性。
  1、活性高。催化剂的活性好坏直接影响催化燃烧的化学转化率。而转化率不仅与催化活性材料自身的活性有关,而且与催化载体的物理形状有着直接关系。所以,在选择适应的催化活性材料的同时,还   考虑催化载体的物理形状,保证催化剂有较高的活性,达到催化燃烧净化的目的。
  2、热稳定性好。由于废气的温度随时变化,如果催化剂不能适应   范围内的温度变化,催化剂的性能就会下降,净化效率就会降低。因此,催化剂   具备适应   范围内的温度变化。
  3、强度高。在催化燃烧过程中,催化剂往往会因高温、振动和气流等因素的作用,使催化剂产生破裂和磨损,破裂和磨损会造成催化剂的活性降低,增加催化剂床层的压降,影响净化效果。
  4、寿命长。催化活性材料大都比较昂贵,所以,设计时选用催化剂时应尽量使用寿命较长的催化剂。
  催化燃烧设备设计时应考虑以下几方面问题:
  1、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀,并保证火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室   具有足够的长度和空间。催化燃烧装置应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬耐火材料,或用双层夹墙结构。
  2、便于清洗和   换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构,便于清洗和   换催化剂载体。
  3、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用   气作辅助燃料,也可用燃料油、电加热等作辅助燃料。助燃一般用净化后的气体,如果净化后的气体不能作为助燃,则应引入空气助燃。
  4、较高的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应,所以,无论反应进行到什么阶段,都应在尽可能高的温度下进行,以获得较高的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制,如催化剂的耐热温度、高温材料的获得,热能的供应,以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。

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