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催化燃烧的净化方法与提升催化燃烧设备工作速率的方法

  • 发布者:金聚环保

    发布日期:2021-04-19
  • 催化燃烧是用催化剂使废气中可燃物质在较低温度下氧化分解的净化方法。所以,催化燃烧又称为催化化学转化。由于催化剂加速了氧化分解的历程,大多数碳氢化合物在300~450℃的温度时,通过催化剂就可以氧化全部。

    催化燃烧设备现阶段作为废气处理的主要设备,也存在一些不足的地方,主要体现如下:

    1、高温带来的管道、设备很容易损坏;

    2、如果蓄热体结块、寿命不长;

    3、炉内压力变化大,造成热量大量溢出,未能达到实际节能效果;

    4、日常维护量、成本增加。

    响应时间是仪器示值由零值升至规定检定点稳定示值的多数处所需的时间,目的是检验催化燃烧元件的活性。此项目选取3.0%CH4气体标准物质进行三次检测,同时强调要确定每次通入的气体量稳定、匀速,且各次测量后仪器示值需要回零。扩散式采样的仪器不应超过20s,吸入式采样的仪器不应超过10s。需要注意的是测试响应时间的过程。测试响应时间的过程重要,先通入零点气,待零点稳定后,再通入3.0%CH4气标准物质并读出一次稳定示值,然后再通入零点气待零点稳定后又通入3.0%CH4气体标准物质,此时应同时启动秒表,待仪器示值升至一次稳定示值的多数时记录秒表的显示时间,即为响应时间。

    与热力燃烧法相比,催化燃烧所需的辅助燃料少,能量消耗低,设备设施的体积小。但是,由于使用的催化剂的中毒、催化床层的替换和清洁费用高等问题,影响了这种方法在工业生产过程中的推广和应用。

    催化燃烧设备用的催化燃烧法属于热力破坏法。其机理是氧化和热裂解、热分解废气中的有机成分,使其转化成无味的CO2和H2O。催化燃烧技术为污染物的治理提供了别致的经济解决办法,采用催化燃烧处理具有净化速率不错、能耗低、没有二次污染等优点。催化燃烧的净化速率一般都挺高的,是高浓度、小流量净化的技术。

    催化燃烧设备是在催化剂的作用下,使中的碳氢化合物在温度较低的条件下氧化成水和二氧化碳,达到治理的目的。催化燃烧过程是在催化燃烧装置中进行的。先通过热交换器预热到200~400℃,再进入燃烧室,通过催化剂床时,碳氢化合物的分子和混合气体中的氧分子分别被吸附在催化剂的表面而活化。由于表面吸附降低了反应的活化能,碳氢化合物与氧分子在较低的温度下不慢氧化,产生二氧化碳和水。

    催化燃烧设备工作原理是通过催化氧化的方法将污染物全部氧化为CO2和H2O,同时利用蓄热材料反复回用反应产生的热量,达到减少运行费用的目的。催化燃烧设备主要结构由燃烧室、陶瓷填料床、催化剂和切换阀等组成。当有机废气的浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用外加热。燃烧后的尾气一部分排入大气,大部分被送往吸附床,用于活性炭循环。这样可达到燃烧和吸附所需的热能,达到节能的目的。循环后的可进入下次吸附;在脱附时,净化操作可用另一个吸附床进行,既适合于连续操作,也适合于间断操作。应用新型活性炭(多为蜂窝炭或纤维炭)吸附浓缩低浓度的有机废气,吸附接近饱和后引入热空气加热活性炭,使有机废气脱附出来进入催化燃烧床进行无焰燃烧净化处理,热气体在系统中循环使用或增设二层换热器进行热能回收。该法将低浓度的有机废气通过活性炭将其浓缩成高浓度的有机废气再通过催化燃烧全部净化。该法吸取了吸附法和催化燃烧法的优点,克服了各自单使用的缺点,解决了治理低浓度、大风量有机废气存在的难题,是目前国内治理有机废气的成熟、实用的方法。

    催化燃烧设备主要是利用焚烧炉在催化剂的作用下将有机废气进行燃烧或氧化转化为水和CO2,从而达到废气处理的效果。催化燃烧设备由于有催化剂的作用起燃温度低,节省废气处理燃烧成本,稳定性较不错,是一种较为理想的通过触媒催化反应(无明火)处理有机污染物的方法。催化燃烧设备具有适用范围广,结构简单,净化速率不错,没有二次污染等优点,已有了普遍应用。一般情况催化燃烧设备由三个蓄热室构成,废气在PLC程序的控制下,循环执行以下的操作流程:进入已蓄热的蓄热室,使废气得以预热;然后进入氧化室,有机物被净化;净化后的高温气体由未蓄热的蓄热室吸热后排放,一部分处理后的气体被引回到第三室,吹扫其中残留的未处理废气;在污染物除掉速率要求不高的情况下,为节省资金,也可设计成两室结构。

    如何能提升催化燃烧设备的工作速率?下面,为您详细讲解相关方法:

    1、较不错的转化速度。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,以获得较不错的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制,如催化剂的不怕热温度、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。

    2、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用自然气作辅助燃料,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。

    3、便于清洗和替换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构,便于清洗和替换催化剂载体。

    4、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,并确定火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室具有足够的长度和空间。催化燃烧设备应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬不怕火材料,或用双层夹墙结构。

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