催化燃燒工藝原理及流程

 

催化燃燒工藝是當(dāng)下被用于廢氣處理的***要工藝，該工藝具有作業(yè)效率高、起燃溫度低及耗能少等***勢(shì)，不少人表明并不太清楚該工藝的原理及流程，今日小編就帶我們簡(jiǎn)略了解一下。

 

一、催化燃燒工藝原理及設(shè)備組成

 

1、催化劑界說(shuō)催化劑是一種能進(jìn)步化學(xué)反應(yīng)速率，控制反應(yīng)方向，在反應(yīng)前后自身的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改動(dòng)的物質(zhì)。

 

2、催化效果機(jī)理催化效果的機(jī)理是一個(gè)很雜亂的問(wèn)題，這兒僅做簡(jiǎn)介。在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，催化劑的參加并不能改動(dòng)原有的化學(xué)平衡，所改動(dòng)的僅是化學(xué)反應(yīng)的速度，而在反應(yīng)前后，催化劑自身的性質(zhì)并不發(fā)生變化。

 

3、催化燃燒工藝組成不同的排放場(chǎng)合和不同的廢氣，有不同的工藝流程。但不管采納哪種工藝流程，都由如下工藝單元組成。

 

①?gòu)U氣預(yù)處理為了防止催化劑床層的阻塞和催化劑中毒，廢氣在進(jìn)入床層之前有必要進(jìn)行預(yù)處理，以除掉廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。

 

②預(yù)熱設(shè)備預(yù)熱設(shè)備包含廢氣預(yù)熱設(shè)備和催化劑燃燒器預(yù)熱設(shè)備。因?yàn)榇呋瘎┒加幸粋€(gè)催化活性溫度，對(duì)催化燃燒來(lái)說(shuō)稱催化劑起燃溫度，有必要使廢氣和床層的溫度到達(dá)起燃溫度才能進(jìn)行催化燃燒，因而，有必要設(shè)置預(yù)熱設(shè)備。但關(guān)于排出的廢氣自身溫度就較高的場(chǎng)合，如漆包線、***緣材料、烤漆等烘干排氣，溫度可達(dá)300℃以上，則不用設(shè)置預(yù)熱設(shè)備。

 

預(yù)熱設(shè)備加熱后的熱氣可選用換熱器和床層內(nèi)布管的方法。預(yù)熱器的熱源可選用煙道氣或電加熱，現(xiàn)在選用電加熱較多。當(dāng)催化反應(yīng)開端后，可盡量以收回的反應(yīng)熱來(lái)預(yù)熱廢氣。在反應(yīng)熱較***的場(chǎng)合，還應(yīng)設(shè)置廢熱收回設(shè)備，以節(jié)約動(dòng)力。

 

預(yù)熱廢氣的熱源溫度一般都超越催化劑的活性溫度。為維護(hù)催化劑，加熱設(shè)備應(yīng)與催化燃燒設(shè)備堅(jiān)持必定間隔，這樣還能使廢氣溫度散布均勻。

 

從需求預(yù)熱這一點(diǎn)動(dòng)身，催化燃燒法***適用于接連排氣的凈化，若間歇排氣，不只每次預(yù)熱需求耗能，反應(yīng)熱也無(wú)法收回運(yùn)用，會(huì)構(gòu)成很***的動(dòng)力浪費(fèi)，在規(guī)劃和挑選時(shí)應(yīng)留意這一點(diǎn)。

 

③催化燃燒設(shè)備一般選用固定床催化反應(yīng)器。反應(yīng)器的規(guī)劃按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，應(yīng)便于操作，修理便利，便于裝卸催化劑。

 

在進(jìn)行催化燃燒工藝規(guī)劃時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況，關(guān)于處理氣量較***的場(chǎng)合，規(guī)劃成分建式流程，即預(yù)熱器、反應(yīng)器***立裝設(shè)，其間用管道銜接。關(guān)于處理氣量小的場(chǎng)合，可選用催化燃燒爐，把預(yù)熱與反應(yīng)組合在一同，但要留意預(yù)熱段與反應(yīng)段間的間隔。

 

催化燃燒過(guò)程的熱平衡：催化燃燒是放熱反應(yīng)，放熱量的巨細(xì)取決于有機(jī)物的品種及其含量。依托廢氣燃燒的反應(yīng)熱，保持催化燃燒過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行是***經(jīng)濟(jì)的操作方法，而能否以自熱保持系統(tǒng)的正常反應(yīng)，則取決于燃燒過(guò)程的放熱量、催化劑的起燃溫度、熱量收回率、廢氣的初始溫度。

 

二、催化燃燒工藝的***點(diǎn)

 

1．能夠下降有機(jī)廢氣的開端燃燒溫度。例如甲醇、甲醛在以氧化鋁為載體的Pt催化劑(Pt/Al2O3)的效果下,室溫下就開端燃燒,而直接燃燒法開端燃燒點(diǎn)一般為300～600℃。

 

2．燃燒不受碳?xì)浠衔餄舛鹊募s束。

 

3．根本上不會(huì)構(gòu)成二次污染。

 

4．設(shè)備較簡(jiǎn)略，出資少，見效快。

 

不管燃煤是發(fā)電仍是供熱、供汽，運(yùn)用它的***要設(shè)備為鍋爐。我******中城市中遍及運(yùn)用小型鍋爐供熱，更小型的茶爐供給開水。這樣，不計(jì)其數(shù)根細(xì)微的煙囪，就一同豎直著指向天空，隨時(shí)噴出一股股黑煙，污染天空。因而科學(xué)家提出管理***氣污染應(yīng)從鍋爐開端。

 

廢氣處理催化燃燒凈化塔在催化劑的效果下，使有機(jī)廢氣中的碳?xì)浠衔镌跍囟容^低的條件下敏捷氧化成水和二氧化碳。

 

催化燃燒法處理工業(yè)有機(jī)廢氣是20世紀(jì)40年代末呈現(xiàn)的技術(shù)。從1949年美***研制出世界上***套催化燃燒設(shè)備到現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)已廣泛地運(yùn)用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹脂加工、皮革加工、食品業(yè)和鑄造業(yè)等部分，也用于轎車廢氣凈化等方面。我***在1973年開端將催化燃燒法用于管理漆包線烘干爐排出的有機(jī)廢氣,隨后又在***緣材料、印刷工業(yè)等方面進(jìn)行了研討,使催化燃燒法得到了廣泛的運(yùn)用。

 

三、催化燃燒工藝的流程

 

1、吸附過(guò)程吸附是氣體結(jié)合到固體上去的質(zhì)量傳遞過(guò)程

 

氣體（吸附質(zhì)）進(jìn)入固體（吸附劑）的孔隙中但并未進(jìn)入其晶格內(nèi)。吸附過(guò)程或許是物理過(guò)程，也或許是化學(xué)過(guò)程。物理吸附***要是范德華引力起效果，一般沒(méi)有挑選性，在吸附過(guò)程中沒(méi)有電子搬運(yùn)，沒(méi)有化學(xué)鍵的生成與損壞。化學(xué)吸附實(shí)際上是一種化學(xué)反應(yīng)，具有挑選性，在化學(xué)吸附過(guò)程中，氣體和固體外表發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

 

遍及運(yùn)用的吸附劑是活性炭、分子篩、硅膠和活性氧化鋁。這些吸附劑通過(guò)處理后外表積極***，可有用吸附碳?xì)浠衔锏任廴疚铩Ｆ淙毕菔菍?duì)水有***先挑選性吸附效果。一切的吸附劑在必定的高溫下會(huì)發(fā)生變化。在這些溫度下，其吸附才能很弱。污染物能夠被擺脫出來(lái)，從而使吸附劑的活性得到再生，這個(gè)過(guò)程成為脫附。為了進(jìn)行接連操作，一般供給兩個(gè)或多個(gè)吸附床。一個(gè)或幾個(gè)吸附床在吸附時(shí)，另一個(gè)或幾個(gè)吸附床則進(jìn)行再生。

 

在吸附過(guò)程中，被搜集的污染物滯留在吸附床中，只需吸附床有滿足的容量，污染物就不會(huì)釋放出來(lái)。可是當(dāng)吸附床中的污染物濃度到達(dá)飽滿時(shí)，污染物便開端釋放出來(lái)，這種現(xiàn)象稱為穿透。到達(dá)飽滿的吸附床需求進(jìn)行再生，一般選用加熱的氣體對(duì)吸附床進(jìn)行脫附，一方面使吸附床從頭具有活性，一方面是污染物被擺脫出來(lái)進(jìn)行收回或分化處理。

 

2、燃燒過(guò)程當(dāng)氣流中的污染物可被氧化時(shí)，燃燒是一種完全的污染控制計(jì)劃

 

碳?xì)浠衔锞蜌w于這類污染物。燃燒能夠分為直接火焰燃燒和催化燃燒兩類。燃燒便是在氧和熱的效果下將碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為水和二氧化碳。其反應(yīng)方程式如下：CnH2m+（n+m/2）O2=nCO2+H2O+Heat在燃燒過(guò)程中，氣流量和有機(jī)物負(fù)荷是挑選燃燒技術(shù)的重要參數(shù)。一個(gè)衡量污染物負(fù)荷的參數(shù)是低爆破極限（LEL）或低可燃極限（LFL）。氣流的低爆破極限是氣體可自燃的***有機(jī)物濃度（100%LEL）。因?yàn)?00%LEL具有爆破風(fēng)險(xiǎn)，美***消防協(xié)會(huì)規(guī)則氣流的LEL不能超越50%,在LEL超越25%時(shí)應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w監(jiān)控設(shè)備。另一個(gè)要考慮的要素是氣流的能量密度，當(dāng)氣流的能量密度有必要***于3.7MJ/m3時(shí)燃燒后氣體可自行保持燃燒，不然需求供給輔佐燃料，別的要考慮燃燒后不發(fā)生有毒的副產(chǎn)品。能量值低于3.7MJ/m3的氣體，可運(yùn)用催化劑來(lái)協(xié)助氧化燃燒。

 

常常運(yùn)用的活性催化劑是鉑或鈀的化合物，運(yùn)用陶瓷作載體。運(yùn)用催化劑可下降燃燒溫度，節(jié)約運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，可是***要缺陷是微量的硫和鉛的化合物會(huì)使催化劑中毒，并且***定的催化劑對(duì)每種有機(jī)污染物起到催化燃燒的效果是不同的，對(duì)有些有機(jī)污染物的去除或許無(wú)效。

 

3、在催化燃燒工藝中，為了節(jié)約動(dòng)力，一般對(duì)燃燒運(yùn)用或發(fā)生的熱量進(jìn)行運(yùn)用

 

運(yùn)用方法包含換熱和回?zé)醿煞N。換熱方法是運(yùn)用換熱器在燃燒后發(fā)生的高溫氣體和低溫氣體（進(jìn)氣或其他需求熱源的氣流）之間進(jìn)行換熱能量傳遞，回?zé)岱椒ㄊ沁\(yùn)用蓄熱設(shè)備直接和氣流進(jìn)行替換熱交換，因而熱量運(yùn)用的效率更高。不同的燃燒工藝組合，構(gòu)成4種根本的燃燒工藝方法：催化燃燒（換熱），直接燃燒（換熱），回?zé)岽呋紵≧CO），回?zé)崛紵≧TO）。在此基礎(chǔ)上還構(gòu)成了轉(zhuǎn)輪富集燃燒，陶瓷過(guò)濾器等方法。