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，催化燃燒又稱為催化化學轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧 化的歷程，大多數(shù)碳氫化合物在300~450℃的溫度時，通過催化劑就可以氧 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，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，催化劑的性能就會下降，凈化效率就會降低。因此，催化劑必須具備適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化。
3、強度高。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(chǎn)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(shè)計時選用催化劑時應(yīng)盡量使用壽命較長的催化劑。
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。
在化學反應(yīng)過程中，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，當加熱到300~450℃的有機氣體通過催化層時，氧和有機氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機氣體接觸碰撞的機會，提高了活性，使有機氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學反應(yīng)而生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生熱量，從而使得有機氣體變成無害氣體。
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)達到所要求的反應(yīng)溫度，氧 化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進行，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)計時應(yīng)考慮以下幾方面問題：
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，無論反應(yīng)進行到什么階段，都應(yīng)在盡可能高的溫度下進行，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。因而實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實際情況恰當?shù)剡x擇。
在有機廢氣處理工程中針對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，接下來，就為大家簡單介紹下催化燃燒設(shè)備的大致工藝流程。
1、進入催化燃燒裝置的氣體首要經(jīng)過預(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、進行催化床層的氣體溫度必須要達到所用催化劑的起燃溫度，催化反應(yīng)才能進行。因此對低于起燃溫度的進氣，必須進行預(yù)熱使其達到起燃溫度。特別是開車時，對冷時氣必須進行預(yù)熱，因此催化燃燒法最適于連續(xù)排氣的凈化，經(jīng)開車時對進氣預(yù)熱后，即可利用燃燒尾氣的熱量預(yù)熱進口氣體。若廢氣為間歇排放，每次開車均需對進口冷氣進行預(yù)熱，預(yù)熱器的頻繁啟動，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，對這部分熱量必須回收。一般首先通過換熱器將高溫尾氣與進口低溫氣體進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行回收，在生產(chǎn)裝置排出的有機廢氣溫度較高的場合，如漆包線、絕緣材料等烘干溫度可達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 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合。我國有這類裝置的定型產(chǎn)品，可根據(jù)處理氣量的大小進行選擇。
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