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讲解催化燃烧一体机的设计和处理废气的方法

2021-11-10 22:30 

催化燃烧一体机的设计方法:

一、催化燃烧一体机根据吸附(速率不错)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计,采用双气路连续工作,一个催化燃烧室,两个吸附床交替使用。先将废气用活性炭吸附,当快达到饱和时停止吸附,然后用热气流将有用物从活性炭上脱附下来使活性炭循环:

二、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。

三、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;

四、脱附下来的有用物已被浓缩(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。

五、催化燃烧室采用蜂窝陶瓷状为载体的贵金属催化剂,阻力小,活性好。当有用蒸气浓度达到2000PPm以上时,可维持自燃。

六、新型的活性炭吸附材料蜂窝状块形活性炭,适用于大风量下使用。

催化燃烧一体机可以处理所有的烃类有用废气及恶臭气体。在染料、涂料、塑料、感光材料、合成橡胶、化学纤维以及许多石油化工产品和焦化产品的生产使用过程中,都会产生大量的有用废气。有用废气主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等,一般都有易燃易爆、不好的不好的、不溶于水、溶于有用溶剂的特性。

催化燃烧一体机处理废气的方法:

催化燃烧是典型的气-固相催化反应,其实质是活性氧参与的氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时催化剂表面具有吸附作用,使反应物分子富集于表面提升了反应速率,加快了反应的进行。

借助催化剂可使有用废气在较低的起燃温度条件下,发生无焰燃烧,并氧化分解为CO2和H2O,同时放出大量热能,从而达到去掉废气中的不好的物的方法。在将废气进行催化燃烧的过程中,废气经管道由风机送入热交换器,将废气加热到催化燃烧所需要的起燃温度,再通过催化剂床层使之燃烧,由于催化剂的存在,催化燃烧的起燃温度约为250-300℃,低于直接燃烧法的燃烧温度650-800℃,因此能耗远比直接燃烧法为低。

当废气的浓度达到2000PPm以上时,有用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用废气,吸附接近饱和后引入热空气加热活性炭,使有用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。该法将低浓度的有用废气通过活性炭将其浓缩成浓度好的有用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、大风量有用废气存在的难题,是目前国内治理有用废气的成熟、实用的方法。

催化燃烧一体机设计时应考虑的问题:

一、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。

二、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。

三、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。催化燃烧一体机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。

四、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。

催化燃烧一体机主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分组成。其净化原理是:未净化气体在进入燃烧室以前,先经过热交换器被预热后送至燃烧室,在燃烧室内达到所要求的反应温度,氧化反应在催化反应器中进行,净化后烟气经热交换器释放出部分热量,再由烟囱排入大气。

催化燃烧一体机所发生的气—固相催化反应的实质是活性氧参与的深层氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时催化剂表面具有吸附作用,使得反应物富集于表面。借助催化剂的作用使得废气在较低的起燃温度条件下,发生无焰燃烧,并氧化分解为CO2和H2O,同时放出大量的热能,从而达到除掉废气中不好的物质的目的。