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催化燃烧设备的原理工艺和处理注意事项

2021-03-08 17:19:29

催化燃烧过程的燃烧过程是在催化燃烧设备进行。废气通过热交换器预热至200~400℃,然后进入燃烧室。当它通过催化剂床时,混合气体中的烃分子和氧分子分别吸附在催化剂表面上并活化。由于表面吸附降低了反应的活化能,碳氢化合物和氧分子在较低温度下被氧化,产生二氧化碳和水。催化剂燃烧反应的关键是选择合适的催化剂。催化剂的需求:高活动,尤其是低温活性好,所以开始的时候温度尽可能低。燃烧是一种放热反应,释放大量的热量可使催化剂表面达到500~1000摄氏度,而且催化剂易熔化,活性降低,因此要求催化剂能够承受高温。

用于催化燃烧的催化剂可分为1:1贵金属:铂、钯、钌等。贵金属催化剂具有较高的活性和氧化容易回收等等,虽然有稀缺资源,昂贵的和糟糕的抗毒性缺点,但仍然是主要的催化剂。非贵金属:过渡元素氧化物和稀土元素氧化物。单组分氧化物,如氧化铜(CuO)和氧化镍(NIO)。单组分氧化物的耐热性差,活性低,限制了其应用。后切换到两个或两个以上的金属氧化物的混合物,如二氧化锰-氧化铜(3:2)化合物,三氧化二铁-铬酸复杂,铜氧化物、三氧化铬复杂,尖晶石复杂钴、锰、铜、锰、镍、锌铬酸盐等。虽然复合氧化物可以某些催化性能,但氧化活性仍低于贵金属。此外,还存在钍、镍、钼、硫化钴等金属硫化物。一般只适用于这类催化剂催化燃烧的碳氢化合物,硫、使用温度限制在300~400℃,高温,容易分解。

催化燃烧设备原理及工艺

根据废气的预热方式及富集方式,催化燃烧工艺流程可分为3种:

1、预热式。

预热式是催化燃烧的基本的流程形式,废气温度在100℃以下、浓度也较低时,热量不能自给,因此在进入反应器前需要在预热室加热升温。通常采用煤气或电加热将废气升温至催化反应所需的起燃温度;燃烧净化后的气体在热交换器内与未处理的废气进行热交换,以回收部分热量。

2、自身热平衡式。

废气温度高且物含量较高,通常只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用,通过热交换器回收部分净化气体所产生的热量,正常操作下就能够维持热平衡,不需要补充热量。

3、吸附-催化燃烧。

当废气的流量大、浓度低、温度低、采用催化燃烧需消耗大量的燃料时,可先采用吸附手段将废气吸附于吸附剂上并进行浓缩,然后通过热空气吹扫,使废气脱附成为高浓度废气(可浓缩10倍以上)后再进行催化燃烧。不需要补充热源就可以维持正常运行。



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