催化燃燒設(shè)備是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下分 解的凈化方法。所以，催化燃燒又稱(chēng)為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧 化的歷程，大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?00~450℃的溫度時(shí)，通過(guò)催化劑就可以氧 化完。
1、活性高。催化劑的活性好壞直接影響催化燃燒的化學(xué)轉(zhuǎn)化率。而轉(zhuǎn)化率不僅與催化活性材料自身的活性有關(guān)，而且與催化載體的物理形狀有著直接關(guān)系。所以，在選擇適應(yīng)的催化活性材料的同時(shí)，還必須考慮催化載體的物理形狀，保證催化劑有較高的活性，達(dá)到催化燃燒凈化的目的。
2、熱穩(wěn)定性好。由于廢氣的溫度隨時(shí)變化，如果催化劑不能適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化，催化劑的性能就會(huì)下降，凈化效率就會(huì)降低。因此，催化劑必須具備適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化。
3、強(qiáng)度高。在催化燃燒過(guò)程中，催化劑往往會(huì)因高溫、振動(dòng)和氣流等因素的作用，使催化劑產(chǎn)生破裂和磨損，破裂和磨損會(huì)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(zhǎng)。催化活性材料大都比較昂貴，所以，設(shè)計(jì)時(shí)選用催化劑時(shí)應(yīng)盡量使用壽命較長(zhǎng)的催化劑。
催化燃燒與熱力燃燒法相比，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。
在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，利用催化劑降低燃燒溫度，加速有毒有害氣體氧 化的方法叫做催化燃燒法。由于催化劑的載體是由多孔材料制作的，具有較大的比表面積和合適的孔徑，當(dāng)加熱到300~450℃的有機(jī)氣體通過(guò)催化層時(shí)，氧和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機(jī)氣體接觸碰撞的機(jī)會(huì)，提高了活性，使有機(jī)氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H2O，同時(shí)產(chǎn)生熱量，從而使得有機(jī)氣體變成無(wú)害氣體。
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(guò)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。
催化燃燒裝置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面問(wèn)題：
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過(guò)催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并保證火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室必需具有足夠的長(zhǎng)度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料，或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
2、便于清洗。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，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(yīng)引入空氣助燃。
4、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng)，所以，無(wú)論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段，都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得較高的轉(zhuǎn)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(yīng)，以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇。
在有機(jī)廢氣處理工程中針對(duì)排放廢氣的不同情況，可以采用不同形式的催化燃燒工藝，但不論采用什么工藝方式，它的流程組成都具有共同的特點(diǎn)，接下來(lái)，就為大家簡(jiǎn)單介紹下催化燃燒設(shè)備的大致工藝流程。
1、進(jìn)入催化燃燒裝置的氣體首要經(jīng)過(guò)預(yù)處理，除去粉塵、液滴及有害組分，避免催化床層的堵塞和催化劑的中毒。
2、進(jìn)行催化床層的氣體溫度必須要達(dá)到所用催化劑的起燃溫度，催化反應(yīng)才能進(jìn)行。因此對(duì)低于起燃溫度的進(jìn)氣，必須進(jìn)行預(yù)熱使其達(dá)到起燃溫度。特別是開(kāi)車(chē)時(shí)，對(duì)冷時(shí)氣必須進(jìn)行預(yù)熱，因此催化燃燒法最適于連續(xù)排氣的凈化，經(jīng)開(kāi)車(chē)時(shí)對(duì)進(jìn)氣預(yù)熱后，即可利用燃燒尾氣的熱量預(yù)熱進(jìn)口氣體。若廢氣為間歇排放，每次開(kāi)車(chē)均需對(duì)進(jìn)口冷氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱器的頻繁啟動(dòng)，使能耗大大增加。氣體的預(yù)熱方式可以采用電熱線也可以采用煙道氣加熱，目前應(yīng)用較多的為電加熱。
3、催化燃燒反應(yīng)放出大量的反應(yīng)熱，因此燃燒尾氣溫度很高，對(duì)這部分熱量必須回收。一般首先通過(guò)換熱器將高溫尾氣與進(jìn)口低溫氣體進(jìn)行熱量交換以減少預(yù)熱能耗，剩余熱量可采用其他方式進(jìn)行回收，在生產(chǎn)裝置排出的有機(jī)廢氣溫度較高的場(chǎng)合，如漆包線、絕緣材料等烘干溫度可達(dá)300度以上，可以不高置預(yù)熱器和換熱器。但燃燒尾氣的熱量仍應(yīng)回收。
有機(jī)廢氣處理中催化燃燒工藝流程有分建式與組合式兩種。
在分建式流程中，預(yù)熱器、換熱器、反應(yīng)器均作為獨(dú) 立設(shè)備分別設(shè)立，其間用相應(yīng)的管路連接，一般應(yīng)用于處理氣量較大的場(chǎng)合。
組合式流程將預(yù)熱、換熱及反應(yīng)等部分組合安裝在同一設(shè)備中，即所謂催化燃燒爐，流程緊湊、占地小，一般用于處理氣量較小的場(chǎng)合。我國(guó)有這類(lèi)裝置的定型產(chǎn)品，可根據(jù)處理氣量的大小進(jìn)行選擇。
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