催化燃燒設(shè)備主要設(shè)計原則分析

 

催化燃燒是一種利用催化劑在低溫下氧化分解廢氣中可燃物質(zhì)的凈化方法。所以催化燃燒也叫催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解過程，在300~450℃時，***部分烴類可以被催化劑氧化。

 

與熱燃燒方法相比，催化燃燒需要的輔助燃料更少，能耗更低，設(shè)備和設(shè)施更小。

 

在化學(xué)反應(yīng)過程中，利用催化劑降低燃燒溫度、加速氣體氧化的方法稱為催化燃燒法。由于催化劑的載體是由多孔材料制成的，多孔材料具有較***的比表面積和合適的孔徑，當(dāng)加熱到300~450℃的氣體通過催化層時，氧氣和氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧氣和氣體接觸和碰撞的機(jī)會，提高了活性，使氣體和氧氣劇烈反應(yīng)生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生熱量，從而使氣體變成氣體。

 

催化燃燒裝置主要由換熱器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排氣煙囪組成，如圖所示。凈化原理是:未凈化的氣體在進(jìn)入燃燒室之前，經(jīng)過換熱器預(yù)熱后送入燃燒室，在燃燒室中達(dá)到所需的反應(yīng)溫度。氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行，凈化后的煙氣通過換熱器釋放部分熱量，然后通過煙囪排入***氣。

 

催化燃燒設(shè)備的設(shè)計應(yīng)考慮以下幾個方面:

 

1.氣流和溫度的均勻分布。為了使穿過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并且火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有******的保溫效果。爐體一般采用內(nèi)襯耐火材料的鋼殼，或雙層夾芯墻結(jié)構(gòu)。

 

2.容易清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計成便于裝卸的抽屜式結(jié)構(gòu)，便于清洗和更換催化劑載體。

 

3.輔助燃料和燃燒。催化燃燒一般使用氣體作為輔助燃料，燃油和電加熱也可以作為輔助燃料。一般來說，凈化氣體用于助燃。如果凈化后的氣體不能用作助燃物，應(yīng)引入空氣作為助燃物。

 

4.轉(zhuǎn)化速度更高。因為催化燃燒是不可逆的放熱反應(yīng)，無論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段，都應(yīng)該在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得更高的轉(zhuǎn)化率。但操作溫度往往受到一些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫物料的獲取、熱能的供應(yīng)、是否伴隨副反應(yīng)等。因此，在實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。