催化燃烧装置设计时应考虑以下几方面问题:
1、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀,并保证火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室必需具有足够的长度和空间。催化燃烧装置应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬耐火材料,或用双层夹墙结构。
2、便于清洗和更换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构,便于清洗和更换催化剂载体。
3、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用天然气作辅助燃料,也可用燃料油、电加热等作辅助燃料。助燃一般用净化后的气体,如果净化后的气体不能作为助燃,则应引入空气助燃。
4、较高的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应,所以,无论反应进行到什么阶段,都应在尽可能高的温度下进行,以获得较高的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制,如催化剂的耐热温度、高温材料的获得,热能的供应,以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。
催化燃烧应用
催化燃烧适用于含有可燃气体、蒸气等有毒有害气体的净化,但对于含有大量尘粒、雾滴等有毒有害气体,容易引起催化床层的堵塞,使催化活性下降,从而降低净化效率。催化燃烧净化方法,几乎适用于所有排放烃类或有臭味化合物的工业生产过程。
RCO工作原理:
废气经收集后,通过旋转阀门进入事先蓄热的蓄热层,蓄热层将热量传递给废气,废气达到反应温度后,在催化剂层上发生氧化反应,反应后的气体通过另外一个蓄热层,将热量传递给该蓄热层,气体得到冷却,蓄热层温度得到升高。到达一定程度的时候,气体流向发生反转,未处理的低温废气进入上一循环已蓄热的蓄热层,然后发生催化反应后,又将热量传递给上一循环冷却的蓄热层。如此循环操作,实现污染物的催化氧化反应和热量的循环。
1. 蓄热原理
蓄热蜂窝陶瓷具有大的热容(大于1000J/kg?k),大的比表面积(大于1000m2/m3),也具有良好的传热性能(导热系数,大于3w/m*k)。当常温空气经过一个蓄热室内的蓄热体等时被加热,在较短时间内常温空气被加热到接近催化反应温度;与此同时反应后的烟气经过另一个蓄热室排入大气,反应后的高温热烟气通过蓄热体时将显热传递给蓄热体,然后以50-70℃的低温排出。气体进出口阀门以一定的频率进行切换,使蓄热体处于蓄热与放热交替工作状态,实现热量的储存和释放,达到节能的效果。
2. 催化剂工作原理
催化燃烧是借助催化剂在低温(200~400℃)下,实现对**物的完全氧化,因此,能耗少,操作简便,安全,净化效率高,在**废气特别是回收价值不大的**废气净化方面,比如化工,喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广。
催化剂定义:催化剂是一种能提高化学反应速率,控制反应方向,在反应前后本身的化学性质不发生改变的物质。
(2)催化作用机理:催化剂本身参加了反应,使反应改变了原有的途径,使反应的活化能降低,加速了反应速度。例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过渡而成的,即:A+B→[AB]→C其反应速度较慢。当加入催化剂K后,反应从一条很容易进行的途径实现:A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K.
VOCs治理有较多措施, 其治理方法包括源头减量、中间控制和末端处理等[4]。目前,我国以末端治理为主。末端治理技术一般分为破坏性处理和回收性处理。破坏性处理主要包括催化燃烧法和焚烧处理法。回收性处理包括吸收法、冷凝法、吸附法和膜分离法等[5]。回收性处理因其技术手段还不成熟,成本较高,目前没有大规模应用。焚烧法是直接将VOCs 通入焚烧炉中,在炉内充分燃烧,产生二氧化碳和水[6]。
该方法成本较低,运用范围较广,技术线路也比较成熟。催化燃烧法是在废气燃烧的时候加入某种催化剂,降低VOCs 的燃点, 使VOCs能够充分燃烧, 终生成二氧化碳和水,实现直排。当前常用催化剂种类有Cu、Fe、Ti等非与Pd、Au、Pt等两大类。焚烧处理法和催化燃烧法在VOCs治理中占据核心地位,因其分解氧化彻底、治理效率高而得到广泛应用,其中催化燃烧法因无明火、节能、氧化温度低而得到广泛应用。
工作原理:
蓄热催化氧化是利用蓄热陶瓷回收热量,从而降低运行费用的高效尾气吃力装置,在热氧化区设置催化剂而降低反应区的温度,从而使整个装置的安全性有更大的提升
技术特点:
1、 处理效率高≥98%,运行成本低、运行稳定
2、 反应更充分,没有二次污染
3、 在无燃气和燃油情况下使用
应用领域:
石油炼化工艺**废气、PTA尾气处理、汽车机械制造业、涂装线及烘房**废气、电子制造业,印刷业彩印**废气、土壤修复废气、橡胶制品、注塑、PVC、油漆、涂装行业
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