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催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以,催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化,。由于催化劑加速了氧化分解的歷程,,大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?/span>300~450℃的溫度時,通過催化劑就可以氧化,。
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,。但是,由于使用的催化劑的中毒,、催化床層的更換和清潔費用高等問題,,影響了這種方法在工業(yè)生產(chǎn)過程中的推廣和應(yīng)用。
催化燃燒過程
在化學(xué)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(dāng)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(xué)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毒無害氣體,。
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,,如右圖所示。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**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,、便于清洗和更換。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),,便于清洗和更換催化劑載體,。
3、輔助燃料和助燃,。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料,,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(dāng)?shù)剡x擇,。
催化燃燒應(yīng)用
催化燃燒適用于含有可燃?xì)怏w,、蒸氣等有毒有害氣體的凈化,,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,,從而降低凈化效率。催化燃燒凈化方法,,幾乎適用于所有排放烴類或有臭味化合物的工業(yè)生產(chǎn)過程,。
催化燃燒設(shè)備也稱催化燃燒廢氣處理設(shè)備,催化廢氣處理設(shè)備,,蓄熱式催化燃燒設(shè)備,,是在催化劑的作用下,使有機廢氣中的碳?xì)浠衔镌跍囟容^低的條件下迅速氧化成水和二氧化碳,,達到治理的目的,。催化燃燒過程是在催化燃燒有機廢氣處理設(shè)備中進行的。有機廢氣先通過熱交換器預(yù)熱到200~400℃,,再進入燃燒室,,通過催化劑床時,碳?xì)浠衔锏姆肿雍突旌蠚怏w中的氧分子分別被吸附在催化劑的表面而活化,。由于表面吸附降低了反應(yīng)的活化能,,碳?xì)浠衔锱c氧分子在較低的溫度下迅速氧化,產(chǎn)生二氧化碳和水,。
催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法,。所以,催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化,。由于催化劑加速了氧化分解的歷程,,大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?/span>300~450℃的溫度時,通過催化劑就可以氧化,。
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