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蓄热式催化燃烧设备

蓄热式催化燃烧设备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。

蓄热式催化燃烧设备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。

技术原理: 

a.蓄热式催化氧化(RCO)技术是在催化氧化(CO)的基础发展起来的新技术,它主要采用了先进的热交换设计技术和新型畜热材料的选择。传统热交换设计技术的交换效率一般在50–70%,提高热交换效率意味着呈几何倍数地增加设备制造成本且大幅度增大热交换设备的体积;蓄热式热交换采用了现代先进的设计理念,使设备体积和制造成本得到有效控制的同时将换热效率提高到95%甚至高。

b。催化氧化(CO)技术是继高温(TO)技术后的气体有机污染物的有效处理方法。蓄热式催化氧化(RCO)技术是在催化氧化(CO)的基础上采用了一系列节能设计和材料选择继而发展成为现代先进的有机废气处理技术,它的先进性主要表现在:低温氧化条件,避免了RTO由于高温而产生二次气态污染物-氮氧化物(HOx)-的问题,符合上越来越严格的环保法规要求,同时大幅低运行温度使运行能量大量节约。

c。催化氧化(CO)技术的基本原理是:利用不同有机物在不同特征催化剂表面接触发生氧化反应所需能量,大大小于其直接氧化所需能量的基本原理;将有机废气处理设备的工作温度从800℃降至400℃,甚至大幅度的温度降低,使运行能量得到大幅度的节约。高温焚化(TO)时由于高温使空气中的氮气与氧气发生较强的氧化反应产生新的二次气态污染物-氮氧化物(HOx)而催化氧化(CO)的低温反应条件有效地控制了HOx的产生。

优点:

a、寿命长。催化活性材料大都比较昂贵,所以,设计时选用催化剂时应尽量使用寿命较长的催化剂。

b、活性高。催化剂的活性好坏直接影响催化燃烧的化学转化率。而转化率不仅与催化活性材料自身的活性有关,而且与催化载体的物理形状有着直接关系。所以,在选择适应的催化活性材料的同时,还考虑催化载体的物理形状,保证催化剂有较高的活性,达到催化燃烧净化的目的。

c、强度高。在催化燃烧过程中,催化剂往往会因高温、振动和气流等因素的作用,使催化剂产生破裂和磨损,破裂和磨损会造成催化剂的活性降低,增加催化剂床层的压降,影响净化效果。

d、热稳定性好。由于废气的温度随时变化,蓄热式催化燃烧设备,如果催化剂不能适应一定范围内的温度变化,催化剂的性能就会下降,净化效率就会降低。因此,催化剂具备适应一定范围内的温度变化。

蓄热式催化燃烧设备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、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。





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