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催化燃烧设备的净化过程和设计时需要考虑的问题

  • 发布者:金聚环保

    发布日期:2022-05-14
  • 催化燃烧设备针对中低浓度废气,利用吸附-催化燃烧工艺进行回收净化的过程如下:废气经去掉粉尘等预处理后,进入装有吸附剂的吸附器,空气得以净化。随着吸附的进行,吸附剂逐渐达到饱和,在与高温热空气的接触过程中,废气被脱附下来形成高度浓缩的废气,同时吸附床。后的吸附床又可进行吸附作业。经脱附形成的浓缩废气进入催化燃烧器,生成二氧化碳和水达标排放。

    催化燃烧设备的催化燃烧过程是在催化燃烧装置中进行的。废气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氧化,产生二氧化碳和水。

    催化燃烧系统原理根据吸附和催化燃烧的两个基本原则设计,采用双气路连续工作,一个催化燃烧室,两个吸附床。现将废气用活性炭吸附,当快达到饱和时停止吸附,然后用热气流将物从活性炭上吸附下来使活性炭;脱附下来的物已被浓缩(浓度较原来提升几十倍)并送往催化燃烧室催化燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。

    催化燃烧设备的大小由大处理风量来决定,一般大处理风量可达到30000m3/h(标准状态下,下同),根据处理废气中VOCs的质量浓度与成分对催化剂种类与用量进行选择。由于催化剂氧化处理的适当温度在350℃左右,因此需通过燃烧室对废气进行预加热。为防止温度过高或过低导致工况温度异常,可将热电偶信号输送至可编程逻辑控制器(PLC)控制盘面板以便于监测与读数,并设置温度警报以防高温下催化剂烧焦或低温下催化剂处理活性过低的现象发生。

    燃烧器用加热燃料通常采用液化气(LNG)或液化石油气(LPG),如果部分厂区因消防原因无上述燃料供应,也可采用电加热的方式进行废气加热。根据燃料不同热值与所处理废气的风量大小、入口温度等参数进行热量衡算,确认燃气的用量。由于所处理的废气中含有VOCs成分,其本身在燃烧过程中也能提供的热量,经验上认为当VOCs质量浓度达到2000mg/m3左右时所产生的热量可以达到燃气外加的热能需求。该部分热量考虑在热量衡算中,以免温度过高导致催化剂被烧毁的现象发生。

    催化燃烧设备设计时应考虑的问题:

    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,并确定火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室需要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。

    2、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,便于清洗和换催化剂载体。

    3、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恰当地选择。

    4、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用气作辅助燃料,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。

    催化燃烧设备都有自己的适用范围,但是有的厂家会在购买设备的时候把使用的范围问的很广,这就导致片面的否定设备的功效从而误导另外的消费者,那么我们这款催化燃烧设备在开始的时候也是比较深受大家喜爱的产品。催化燃烧设备催化燃烧就是典型的气-固相催化的反应。

    催化燃烧设备的工艺流程:

    1、预热式:预热式就是催化燃烧的基本流程形式。废气温度比较低,浓度也较低,且热量不能自给,然后进入到反应器之前,就先要在预热室里加热升温,燃烧净化之后的气体就会在热交换器内部与未处理废气进行热交换,从而回收一些部分热量。

    2、自身热平衡式:在废气排出的时候,温度都是比较不错,而且物的含量也比较不错,在正常的操作之下能维持热平衡,就不需要补充热量,一般只要在催化燃烧反应器当中添加电加热器就可以在起燃时使用。

    3、吸附-催化燃烧:废气的流量大、浓度与温度低,那么在采用催化燃烧就要消耗大量燃料时,就可以先用吸附的手段把废气给吸附到吸附剂上面进行浓缩,然后通过热空气吹扫,让废气脱附出来成为浓缩的废气,然后再进行催化燃烧。

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