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催化燃燒設備的設計思路有哪些?

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催化燃燒設備的設計思路有哪些?

發布日期:2019-03-11 作者:优选彩票代理 點擊:

廢氣催化燃燒設備适用于含有可燃氣體、蒸氣等有毒有害氣體的淨化,但對于含有大量塵粒、霧滴等有毒有害氣體,容易引起催化床層的堵塞,使催化活性下降,從而降低淨化速率。催化燃燒淨化方法,幾乎适用于所有排放烴類或有臭味化合物的工業生産過程。在化學反應過程中,利用催化劑降低燃燒溫度,加速有毒有害氣體全部氧化的方法,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适的孔徑,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,使有機氣體與氧産生劇烈的化學反應而生成CO2和H2O,同時産生熱量,從而使得有機氣體變成潔淨無害氣體。

催化燃燒設備的設計思路有哪些

催化燃燒設備設計時應考慮以下幾方面問題:

1、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用燃氣作輔助燃料,也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用淨化後的氣體,如果淨化後的氣體不能作為助燃,則應引入空氣助燃。

2、較高的轉化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應,所以,無論反應進行到什麼階段,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。因而實際生産中應根據實際情況恰當地選擇。

3、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。催化燃燒設備應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼内襯耐火材料,或用雙層夾牆結構。

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

催化燃燒設備所采用的是用催化劑使廢氣中可燃物質在較低溫度下氧化分解的淨化方法。所以,催化燃燒又稱為催化化學轉化。由于催化劑加速了氧化分解的曆程,大多數碳氫化合物在300~450℃的溫度時,通過催化劑就可以氧化全部。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,設備設施的體積小。但是,由于使用的催化劑的中毒、催化床層的較換和清潔費用高等問題,影響了這種方法在工業生産過程中的推廣和應用。

對于催化燃燒設備來講,催化劑是催化燃燒法的核心,一種好的催化劑需要具備催化活性高、熱穩定性好、強度高、壽命長等特性。

1、活性高。催化劑的活性好壞直接影響催化燃燒的化學轉化率。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着直接關系。所以,在選擇适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,保證催化劑有較高的活性,達到催化燃燒淨化的目的。

2、熱穩定性好。由于廢氣的溫度随時變化,如果催化劑不能适應相應範圍内的溫度變化,催化劑的性能就會下降,淨化速率就會降低。因此,催化劑需要具備适應相應範圍内的溫度變化。

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,使催化劑産生破裂和磨損,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,影響淨化效果。

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。

催化燃燒設備主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統和淨化煙氣的排放煙囪等部分組成。其淨化原理是未淨化氣體在進入燃燒室以前,先經過熱交換器被預熱後送至燃燒室,在燃燒室内達到所要求的反應溫度,氧化反應在催化反應器中進行,淨化後煙氣經熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣。


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